CardioSim: 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Նախ և առաջ, սա իմ առաջին հրահանգն է, և ես բնիկ անգլերեն խոսող (կամ գրող) չեմ, ուստի նախապես ներողություն եմ խնդրում ընդհանուր ցածր որակի համար: Այնուամենայնիվ, ես հույս ունեմ, որ այս ձեռնարկը կարող է օգտակար լինել այն մարդկանց համար, ովքեր օգտագործում են սրտի բաբախման (HR) մոնիտորինգի համակարգ (որը կազմված է կրծքավանդակի ժապավենի հաղորդիչից և ընդունիչ ժամացույցից) և ովքեր կամ.

ցանկանում եք հստակ իմանալ, թե որ մարտկոցը պետք է փոխարինվի (գոտու ներսում կամ ընդունիչի ժամացույցի ներսում), երբ համակարգը դադարում է ճիշտ աշխատել: Սովորաբար, պարզապես համոզվելու համար, որ օգտագործողը վերջացնում է երկու մարտկոցների փոփոխությունը, չնայած գոտում գտնվողը ավելի մեծ բեռի է ենթարկվում և, հետևաբար, ավելի արագ է լիցքաթափվում, քան մյուսը:

կամ

Հետաքրքրված են (ինչպես ես եմ) `սրտի կշիռների տվյալների գրանցիչ մշակելու` հետագա գնահատումների համար, օրինակ `ստատիկ պայմաններում HRV- ի (Սրտի զարկերի տատանումներ) վիճակագրական վերլուծության համար, կամ դինամիկ պայմաններում HR- ի և ֆիզիկական ջանքերի միջև հարաբերակցության ուսումնասիրությունների համար, և նախընտրում եք օգտագործել կրծքավանդակի գոտի (Սրտի) սիմուլյատոր, այլ ոչ թե փորձնական փուլերում անընդհատ իսկական կրել:

Վերոնշյալ պատճառներով ես իմ ուսուցանվողը կոչեցի «CardioSim»

Քայլ 1: Ինչպես է այն աշխատում

Սրտի զարկերի անլար փոխանցումը հաղորդիչի (կրծքավանդակի գոտի) և ընդունիչի (նվիրված ժամացույց, ինչպես նաև վազող վազքուղիներ, մարզասարքեր և այլն) միջև հիմնված է ցածր հաճախականության մագնիսական հաղորդակցության (LFMC) վրա, այլ ոչ ավանդական ռադիոհաճախականություն:

Այս տեսակի (անալոգային) մոնիտորինգի համակարգերի ստանդարտ հաճախականությունը 5.3 կՀց է: Նոր թվային համակարգերը հիմնված են Bluetooth տեխնոլոգիայի վրա, բայց դա այս ձեռնարկի շրջանակներից դուրս է:

Նրանց համար, ովքեր հետաքրքրված են թեմայի խորացմամբ, LFMC տեխնոլոգիայի համապարփակ նկարագրությունը, ներառյալ առավելություններն ու թերությունները ընդդեմ ՌԴ -ի, կարելի է գտնել այս Հավելվածի գրառման մեջ

ww1.microchip.com/downloads/hy/AppNotes/002…

Այնուամենայնիվ, հանուն այս նախագծի, բավական եղեք իմանալու համար, որ LC (սերիա) ռեզոնանսային միացումից առաջացած 5.3 կՀց մագնիսական դաշտի կրիչը մոդուլացվում է պարզ OOK (On-OFF Keying) ձևաչափի հիման վրա, որտեղ յուրաքանչյուր սրտի զարկերակ միացնում է կրիչը մոտ 10 ms: Ազդանշանը հայտնաբերվում է (զուգահեռ) LC ռեզոնանսային բաքով (մագնիսական դաշտի նույն ռեզոնանսային հաճախականությամբ, և պայմանով, որ երկու կծիկներն էլ ճիշտ հավասարեցված են), ուժեղացվում և ուղարկվում է չափիչ միավոր:

Չնայած WEB- ում ընդունիչի միացման որոշ օրինակներ կարելի է գտնել, ես չկարողացա հաղորդիչի համար մոդել գտնել, ուստի որոշեցի վերլուծել կրծքավանդակի գոտուց առաջացած ազդանշանը և կառուցել միացում, որը կարող է նմանակել դրան, նման դաշտի ուժ, հաճախականություն և ձևաչափ:

Քայլ 2: Սխեմատիկ և մասեր

Շղթաները կազմված են շատ քիչ բաղադրիչներից, որոնք կարող են տեղավորվել փոքր պատյանում.

• Պատյան շերտի տախտակով, ինչպես այս մեկը
• Բարձր խտության փրփուր ժապավեն, 50x25x10 մմ (ինչպես IC- ների փաթեթավորման համար օգտագործվողը)
• Միկրոկոնտրոլեր ATTiny85-20
• Շարժիչային վարորդ L293
• Լարման կարգավորիչ 5V, տիպ 7805 կամ LD1117V50
• 2x էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր 10uF/25V
• Կոնդենսատոր 22n/100V
• Trimpot լիսեռով, 10K, 1 պտույտ, (ինչպես Arduino Starter Kit- ում)
• Դիմադրություն 22K
• Դիմադրություն 220R
• LED կարմիր 5 մմ
• Inductance 39mH, ես օգտագործել եմ BOURNS RLB0913-393K
• 9 Վ մարտկոց
• մինի SPDT անջատիչ (ես վերամշակեցի AM/FM անջատիչը հին տրանզիստորային ռադիոյից)

Ամենակարևոր բաղադրիչը ինդուկտիվությունն է, բարձրորակ ֆերիտային միջուկը և ցածր դիմադրությունը պարտադիր են այն փոքր պահելու և ռեզոնանսային շղթայի որակական լավ գործոն ստանալու համար:

Քայլ 3: Շրջանի նկարագրություն և ծածկագիր

Կիրառելով գծապատկերում ցուցադրված LC սխեմայի բանաձևը, L = 39mH և C = 22nF- ով ստացված հաճախականությունը կազմում է մոտ 5,4 կՀց, ինչը բավական մոտ է 5,3 կՀց ստանդարտ արժեքին: LC բաքը վարում է H-bridge inverter- ը, որը բաղկացած է IC L293 շարժիչի վարորդի 2 կիսակամուրջներից 1-ից և 2-ից: Կրիչի հաճախականությունը գեներացվում է TINY85 միկրոկոնտրոլերի կողմից, որը նաև մղում է HR- ը մոդելավորող մոդուլացնող ազդանշանը: A1 անալոգային մուտքին ամրացված Trimpot- ի միջոցով սրտի բաբախյունը կարող է փոխվել մոտ 40 -ից մինչև 170 bmp (զարկ րոպեում), ինչը իրական պայմաններում համարվում է համարժեք սիրողական մարզիկների մեծամասնության համար: Քանի որ կամուրջը պետք է քշվի երկու հակառակ քառակուսի ալիքների միջոցով (և ATTiny's Assembler ծածկագրի իմ սահմանափակ իմացությամբ ես կարողացա ստեղծել միայն մեկ), ես օգտագործեցի կես բրիգ 3 -ը որպես ինվերտոր:

Այս պարզ առաջադրանքների համար ներքին ժամացույցը @ 16 ՄՀց համարժեք է, սակայն ես նախապես չափել եմ իմ չիպի համար անհրաժեշտ չափաբերման գործոնը և այն տեղադրել «OSCCAL» հրամանի տողը կարգաբերման բաժնում: Էսքիզը ATTiny- ին ներբեռնելու համար ես օգտագործեցի Arduino Nano- ն ՝ բեռնված ArduinoISP կոդով: Եթե ձեզ ծանոթ չեն այս երկու քայլերը, համացանցում կան բազմաթիվ օրինակներ, եթե ինչ -որ մեկին հետաքրքրում է, ես մշակել եմ իմ սեփական տարբերակները, որոնք կարող եմ տրամադրել ըստ պահանջի: Կցված է ATTiny- ի ծածկագիրը.

Քայլ 4. Շրջանի հավաքում

Գործը վերևի ծածկույթի վրա արդեն ուներ 5 մմ անցք, որը կատարյալ էր Led- ի համար, և ես ստիպված էի միայն երկրորդ անցքի 6 մմ անցք կատարել ՝ առաջինի հետ համընկած, եռոտանի լիսեռի համար: Ես բաղադրիչների դասավորությունն այնպես եմ դասավորել, որ մարտկոցը տեղում պահված է զարդանախշի և TO-220 լարման կարգավորիչի միջև և ամուր արգելափակված է իր դիրքում ՝ վերևի կափարիչին սոսնձված փրփուրի ժապավենով:

Ինչպես կարող եք նկատել, ինդուկտիվությունը տեղադրված է հորիզոնական, t.i. տախտակին զուգահեռ իր առանցքով: Սա ենթադրության համաձայն է, որ ընդունիչի ինդուկտիվությունը նույնպես ընկած է նույն ուղղությամբ: Ամեն դեպքում, օպտիմալ փոխանցման համար միշտ ապահովեք, որ երկու առանցքները զուգահեռ լինեն (պարտադիր չէ, որ նույն տարածական հարթության վրա լինեն) և միմյանց ուղղահայաց չլինեն:

Մոնտաժման ավարտին միացրեք ստուգիչով մանրակրկիտ ստուգեք բոլոր միացումները միացուցիչի հետ:

Քայլ 5: Փորձարկեք սխեման

Շղթայի լավագույն փորձարկման գործիքը HR մոնիտորինգի ընդունիչ ժամացույցն է.

1. Դրեք ժամացույցը CardioSim- ի կողքին:
2. Տեղադրեք եռանկյունը միջին դիրքում և միացրեք սարքը:
3. Կարմիր LED- ը պետք է սկսի թարթել մոտ 1 վայրկյան ընդմիջումներով (60 bmp): Սա ցույց է տալիս, որ LC ռեզոնատորային բաքը ճիշտ սնուցված է և աշխատում է: Եթե դա այդպես չէ, կրկնակի ստուգեք բոլոր միացումներն ու եռակցման կետերը:
4. Եթե արդեն ավտոմատ միացված չէ, ձեռքով միացրեք ժամացույցը:
5. Theամացույցը պետք է սկսի ստանալ չափված HR- ի ազդանշանը:
6. Երկու ուղղությամբ ուղղիչ սարքը դարձրեք վերջնական դիրքի ՝ HR- ի ամբողջական տիրույթը ստուգելու համար (միջակայքի սահմանների +/- 5% հանդուրժողականությունը տանելի է)

Բոլոր քայլերը ցուցադրվում են կից տեսանյութում

Քայլ 6: arnգուշացում

Որպես անվտանգության վերջին խորհուրդ, տեղյակ եղեք, որ այս պարզ ձևաչափով իրականացվող LFMC- ն թույլ չի տալիս անդրադառնալ նույն դաշտի տարբեր միավորներին, ինչը նշանակում է, որ այն դեպքում, երբ CardioSim- ը և իրական չափիչ գոտին իրենց ազդանշաններն ուղարկում են նույն ընդունիչին: միավորը, ընդունիչը խցանված կլինի ՝ անկանխատեսելի արդյունքներով:

Սա կարող է վտանգավոր լինել այն դեպքում, երբ դուք պատրաստվում եք բարձրացնել ձեր ֆիզիկական կատարողականը և առավելագույնի հասցնել ձեր ջանքերը չափված HR- ի հիման վրա: CardioSim- ը նախատեսված է օգտագործել միայն այլ ստորաբաժանումների փորձարկման համար, այլ ոչ թե վերապատրաստման:

Այսքանը, շնորհակալություն իմ Instructable- ը կարդալու համար, ցանկացած լուր ողջունելի է: