Arduino Heart Beat With ECG Display & Sound: 7 քայլ
Arduino Heart Beat With ECG Display & Sound: 7 քայլ
Anonim
Image
Image
Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը
Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը

Ողջույն տղերք! Հուսով եմ, որ դուք արդեն վայելել եք իմ նախորդ ուսանելի «Arduino LIXIE ժամացույցը» և պատրաստ եք նորի, ինչպես միշտ, այս ձեռնարկը պատրաստեցի ձեզ քայլ առ քայլ առաջնորդելու համար ՝ այսպիսի զարմանահրաշ ցածր գնով էլեկտրոնային նախագծեր կատարելիս, որը «Arduino» - ն է: Սրտի զարկերակային սարք »:

Այս նախագծի պատրաստման ընթացքում մենք փորձեցինք համոզվել, որ այս հրահանգը կլինի ձեզ համար լավագույն ուղեցույցը, որպեսզի կարողանանք օգնել ձեզ, եթե ցանկանում եք կատարել ձեր սեփական ԷՍԳ -ն, ուստի հուսով ենք, որ այս հրահանգը պարունակում է անհրաժեշտ փաստաթղթերը:

Այս նախագիծը այնքան հարմար է, որ պատրաստվի հատուկ անհատականացված PCB- ն ստանալուց հետո, որը մենք պատվիրել ենք JLCPCB- ից `բարելավելու մեր էլեկտրոնային սարքի տեսքը: Բացի այդ, այս ուղեցույցում կան բավարար փաստաթղթեր և ծածկագրեր, որոնք թույլ են տալիս հեշտությամբ ստեղծել ձեր Arduino Heart զարկերակային ցուցադրումը: Մենք այս նախագիծը կազմել ենք ընդամենը 3 օրում, ընդամենը երկու օրում `անհրաժեշտ բոլոր մասերը ձեռք բերելու և սարքավորումների պատրաստումն ու հավաքումը ավարտելու համար, այնուհետև պատրաստել ենք մեր նախագծին համապատասխան ծածկագիրը և սկսել փորձարկումն ու ճշգրտումը:

Այն, ինչ դուք կսովորեք այս ուսանելիից

  1. Ձեր ծրագրի համար սարքավորումների ճիշտ ընտրություն կատարելը `կախված դրա գործառույթներից:
  2. Իմացեք սրտի զարկերակի տվիչների տեխնոլոգիան:
  3. Պատրաստեք սխեմայի սխեման `բոլոր ընտրված բաղադրիչները միացնելու համար:
  4. Հավաքեք նախագծի բոլոր մասերը (սարքի տուփ և էլեկտրոնային հավաքում):
  5. Գործարկեք ձեր սեփական Սրտի զարկերակային սարքը:

Քայլ 1: Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը:

Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը
Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը
Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը
Ինչպես է աշխատում սրտի զարկերակի տվիչը

Ինչպես սահմանվում է Վիքիպեդիայում, «Էլեկտրասրտագրությունը էլեկտրասրտագրության (ԷՍԳ կամ ԷԿԳ [ա]) արտադրման գործընթաց է, մաշկի վրա տեղադրված էլեկտրոդների միջոցով սրտի էլեկտրական գործունեության [4] - լարման գրաֆիկի գրանցում»: էլեկտրոդները հայտնաբերում են փոքր էլեկտրական փոփոխությունները, որոնք հետևանք են սրտի մկանների բևեռացման հետևանքին, որին հաջորդում է ռեպոլարիզացիան սրտի յուրաքանչյուր ցիկլի ընթացքում (սրտի բաբախում) »:

Մեր դեպքում մենք չենք օգտագործում էլեկտրոդներ, այլ IR սենսոր: սրտի զարկերակի սենսորը կենսաբժշկական սենսոր է, որը

նշանակում է, որ այն օգտագործում է որոշ կենսաբանական և ֆիզիոլոգիական փոփոխականներ `մարմնի կարգավիճակը ցույց տալու համար:

Խոսելով փոփոխականների մասին, մեր սենսորն ունի անալոգային ելք, որը 0V- ից անցնում է 5V- ի: Այս ելքը ցույց է տալիս, թե որքան արյան հոսք/ճնշում է սիրտը մղելու, բայց ինչպես է այս սենսորը չափում արյան հոսքի այս փոփոխությունները:

Սենսորը օգտագործում է ինֆրակարմիր ազդանշան IR-դիոդից, որը ձեր մաշկի վրա է դրված: Ձեր մաշկի տակ կան արյան հոսող մազանոթներ: Ամեն անգամ, երբ ձեր սիրտը մղում է, արյան հոսքի/ճնշման փոքր աճ է նկատվում: Սա փոքր-ինչ ուռչում է մազանոթները, և հենց այդ ժամանակ այս մի փոքր ավելի լցված մազանոթներն են ավելի շատ ինֆրակարմիր արտացոլում: Սարքի ինֆրակտոր-դետեկտորը զգում է տարբեր արտացոլված IR մակարդակները և ուժեղացնում չափված ազդանշանը և այն վերածում մեկնաբանելի լարման ազդանշանի, որը կարող է ուղարկվել ցանկացած միկրոկոնտրոլերի, ինչպիսին է Arduino MCU- ն:

Քայլ 2: CAD և ապարատային մասեր

CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր
CAD և ապարատային մասեր

Սկսած 3D տպագրված տուփի մասերից, ես վերը նշված դիզայնը պատրաստեցի solidworks ծրագրային ապահովման միջոցով, և դուք կարող եք ստանալ STL ֆայլերը ներբեռնման հղումից: Այս դիզայնը 100% -ով խորհուրդ է տրվում օգնել ձեզ սարք պատրաստելիս, քանի որ այն համապատասխանում է սենսորի ճշգրիտ տեղադրությանը և OLED էկրան:

Դիզայնը պատրաստելուց հետո ես իմ մասերը ստացել եմ շատ լավ պատրաստված և պատրաստ գործողության: և ինչպես կարող եք տեսնել վերջին լուսանկարում, մենք պատրաստել ենք Power միակցիչի տեղադրումը տուփի կողմում:

Քայլ 3: Շղթայի դիագրամ

Շղթայի դիագրամ
Շղթայի դիագրամ
Շղթայի դիագրամ
Շղթայի դիագրամ

Անցնելով էլեկտրոնիկայի ՝ ես ստեղծել եմ այս սխեմայի դիագրամը, որը ներառում է այս նախագծի համար անհրաժեշտ բոլոր անհրաժեշտ մասերը: Ես միացնում եմ սրտի զարկերակի տվիչը իմ ATMega328P MCU- ին և ցուցադրում եմ սենսորից ստացված լարման ազդանշանը OLED էկրանով, սյուժեով ժամանակի ընթացքում ցույց կտա լարման անջատման էվոլյուցիան, և ես օգտագործում եմ նաև ազդանշան ՝ յուրաքանչյուր սրտի բաբախյուն նշելու համար, այս նախագծում օգտագործվում է նաև RGB LED, որը ցույց է տալիս BPM կարգավիճակը, այնպես որ, երբ BPM- ն չափազանց ցածր է «60 BOM- ից պակաս» LED դեղին է դառնում, երբ BPM- ը լավ է, LED- ն դառնում է կանաչ, և երբ BPM- ը չափազանց բարձր է, LED- ը դառնում է կարմիր:

Քայլ 4: PCB- ի պատրաստում

PCB պատրաստում
PCB պատրաստում
PCB պատրաստում
PCB պատրաստում
PCB պատրաստում
PCB պատրաստում

JLCPCB- ի մասին

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Չինաստանում PCB- ի նախատիպերի խոշորագույն ձեռնարկությունն է և բարձր տեխնոլոգիական արտադրող, որը մասնագիտացած է արագ PCB նախատիպի և փոքր խմբաքանակի PCB- ի արտադրության մեջ: PCB- ի արտադրության ավելի քան 10 տարվա փորձով, JLCPCB- ն ունի ավելի քան 200 000 հաճախորդ `տանը և արտերկրում, օրական ավելի քան 8,000 000 PCB նախատիպերի առցանց պատվերներով և փոքր քանակությամբ PCB արտադրությամբ: Տարեկան արտադրական հզորությունը 200, 000 քառ. տարբեր 1-շերտ, 2-շերտ կամ բազմաշերտ PCB- ների համար: JLC- ն մասնագիտացված PCB արտադրող է, որը առանձնանում է լայնածավալ, լավ սարքավորումներով, խիստ կառավարմամբ և բարձրակարգ որակով:

Խոսող էլեկտրոնիկա

Շրջանակային դիագրամը կազմելուց հետո այն վերածեցի անհատականացված PCB- ի դիզայնի, և այն, ինչ ինձ հիմա անհրաժեշտ է, իմ PCB- ն արտադրելն է, անշուշտ, ես տեղափոխվեցի JLCPCB ՝ PCB- ի լավագույն մատակարարը ՝ PCB- ի արտադրության լավագույն ծառայությունը ստանալու համար, մի քանի պարզ կտտացումներից հետո վերբեռնել եմ իմ դիզայնի համապատասխան GERBER ֆայլերը, և ես սահմանել եմ որոշ պարամետրեր, ինչպիսիք են PCB- ի հաստության գույնը և քանակը, և այս անգամ մենք կօգտագործենք կարմիր գույնը `մեր PCB- ի սրտի ձևին համապատասխան: ապա առնվազն չորս օր հետո PCB ստանալու համար հարկավոր է վճարել ընդամենը 2 դոլար, այն, ինչ այս անգամ նկատել եմ JLCPCB- ի մասին, «անվճար PCB գույնն է», ինչը նշանակում է, որ դուք կվճարեք ընդամենը 2 ԱՄՆ դոլար ձեր ընտրած PCB գույնի համար:.

Առնչվող ֆայլերի ներբեռնում

Ինչպես տեսնում եք վերևի նկարներում, PCB- ն շատ լավ արտադրված է, և ես ունեմ նույն PCB դիզայնը, որը մենք պատրաստել ենք մեր հիմնական տախտակի և բոլոր պիտակների համար, լոգոներն այնտեղ են ՝ ինձ առաջնորդելու զոդման քայլերի ընթացքում: Դուք կարող եք նաև ներբեռնել Gerber ֆայլը այս սխեմայի համար ներքևի ներբեռնման հղումից, եթե ցանկանում եք պատվեր կատարել նույն սխեմայի նախագծման համար:

Քայլ 5: Բաղադրությունը

Բաղադրությունը
Բաղադրությունը

Նախքան էլեկտրոնային մասերի եռակցումը սկսելը, եկեք վերանայենք մեր նախագծի բաղադրիչների ցանկը, այնպես որ մեզ հարկավոր կլինի.

☆ ★ Անհրաժեշտ բաղադրիչները ☆

- PCB, որը մենք պատվիրում ենք JLCPCB- Arduino Uno ՝

- 330 Օմ դիմադրողներ ՝

- 16 ՄՀց քվարցային տատանում `https://amzn.to/2OtRGJU

- HeartPulse ցուցիչ ՝

- Բուզեր ՝

- OLED էկրան ՝

- RGB LED ՝

Քայլ 6: Էլեկտրոնային հավաքում

Էլեկտրոնային հավաքում
Էլեկտրոնային հավաքում
Էլեկտրոնային հավաքում
Էլեկտրոնային հավաքում
Էլեկտրոնային հավաքում
Էլեկտրոնային հավաքում

Այժմ ամեն ինչ պատրաստ է, ուստի եկեք սկսենք մեր էլեկտրոնային բաղադրամասերը միացնել PCB- ին և դրա համար մեզ պետք է զոդման սարք, զոդման մետաղալար և SMD բաղադրիչների SMD վերամշակման կայան:

Անվտանգությունն առաջին հերթին

Sոդման երկաթ

Երբեք մի դիպչեք զոդի տարրին….400 ° C!

Պահեք լարերը, որոնք պետք է տաքացվեն պինցետով կամ սեղմիչներով:

Միշտ վերադարձեք եռակցման երկաթը իր դիրքի մոտ, երբ այն չի օգտագործվում:

Երբեք մի դրեք այն աշխատասեղանին:

Անջատեք և անջատեք վարդակից, երբ այն չի օգտագործվում:

Ինչպես տեսնում եք, այս PCB- ն օգտագործելն այնքան հեշտ է իր բարձր որակի պատրաստման և առանց մոռանալու այն պիտակները, որոնք ձեզ կառաջնորդեն, երբ կպցրեք յուրաքանչյուր բաղադրիչ, քանի որ մետաքսի վերին շերտի վրա կգտնեք յուրաքանչյուր բաղադրիչի պիտակ, որը ցույց է տալիս դրա տեղադրումը տախտակը և այս կերպ դուք 100% վստահ կլինեք, որ զոդման սխալներ թույլ չեք տա: Ես յուրաքանչյուր բաղադրիչ կպցրել եմ դրա տեղադրմանը և կարող եք օգտագործել PCB- ի երկու կողմերը `ձեր էլեկտրոնային բաղադրիչները միացնելու համար:

Քայլ 7: Softwareրագրաշարի մաս և փորձարկում

Softwareրագրային ապահովման մաս և փորձարկում
Softwareրագրային ապահովման մաս և փորձարկում
Softwareրագրային ապահովման մաս և փորձարկում
Softwareրագրային ապահովման մաս և փորձարկում
Softwareրագրային ապահովման մաս և փորձարկում
Softwareրագրային ապահովման մաս և փորձարկում

Այն, ինչ մեզ հիմա անհրաժեշտ է, ծրագրակազմն է, ես ձեզ համար պատրաստել եմ այս Arduino ծածկագիրը, և այն կարող եք անվճար ստանալ ստորև բերված հղումից, ծածկագիրը շատ լավ մեկնաբանված է, որպեսզի կարողանաք հասկանալ այն և հարմարեցնել այն ձեր կարիքների համար, մեզ պետք է Arduino Uno տախտակը ՝ կոդը մեր ATmega328 MCU- ում ներբեռնելու համար, այնուհետև վերցնում ենք MCU- ն և այն տեղադրում ենք տախտակի վրա գտնվող իր վարդակից:

Մեզ սարքը միացնելու համար մեզ անհրաժեշտ է արտաքին 5 վ ադապտեր, և ահա մենք այստեղ ենք, ինչպես տեսնում եք, սարքը ցուցադրում է Beats- ը րոպեում և ցուցադրում է OLED էկրանին պատկերված սրտի զարկերակների գրաֆիկը ՝ առանց մոռանալու այս RGB LED- ը, որը ցույց է տալիս մարմնի կարգավիճակը: նույնպես

Այս նախագիծը շատ հեշտ է պատրաստել և զարմանալի է հատուկ OLED էկրանով, որը կարող է լինել ձեր լավագույն ընտրությունը կենսաբժշկական սարքավորումների պատրաստումը սկսելու համար, բայց դեռ մի քանի այլ բարելավումներ կատարելու համար, որպեսզի այն շատ ավելի կարագ լինի, այդ իսկ պատճառով ես կսպասեմ այն բարելավելու ձեր առաջարկների համար:

Խորհուրդ ենք տալիս: