Denyutan Jantung Arduino Dengan Paparan & Suara EKG: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Hai kawan-kawan! Saya harap anda sudah menikmati "Arduino LIXIE Clock" saya yang terdahulu dan anda sudah bersedia untuk yang baru, seperti biasa saya membuat tutorial ini untuk membimbing anda selangkah demi selangkah sambil membuat projek elektronik kos rendah super luar biasa seperti ini "Arduino Peranti nadi jantung ".

Semasa membuat projek ini, kami cuba memastikan bahawa instruksional ini akan menjadi panduan terbaik bagi anda untuk membantu anda sekiranya anda ingin membuat ECG anda sendiri, jadi kami berharap instruksional ini mengandungi dokumen yang diperlukan.

Projek ini sangat berguna untuk dibuat khas setelah mendapatkan PCB khusus yang kami pesan dari JLCPCB untuk memperbaiki penampilan peranti elektronik kami dan juga terdapat cukup dokumen dan kod dalam panduan ini untuk membolehkan anda membuat paparan denyut jantung Arduino anda dengan mudah. Kami telah membuat projek ini hanya dalam 3 hari, hanya dua hari untuk mendapatkan semua bahagian yang diperlukan dan menyelesaikan pembuatan perkakasan dan pemasangan, maka kami telah menyediakan kod yang sesuai dengan projek kami dan memulakan pengujian dan penyesuaiannya.

Apa yang anda akan pelajari dari arahan ini:

1. Membuat pemilihan perkakasan yang tepat untuk projek anda bergantung pada fungsinya.
2. Fahami teknologi sensor denyutan jantung.
3. Sediakan rajah litar untuk menyambungkan semua komponen yang dipilih.
4. Pasang semua bahagian projek (kotak peranti dan pemasangan elektronik)..
5. Mulakan peranti denyut jantung anda sendiri.

Langkah 1: Bagaimana Sensor Denyut Jantung Berfungsi

Seperti yang ditentukan di Wikipedia "Elektrokardiografi adalah proses menghasilkan elektrokardiogram (ECG atau EKG [a]), rakaman - grafik voltan berbanding masa - aktiviti elektrik jantung [4] menggunakan elektrod yang diletakkan di kulit. Ini elektrod mengesan perubahan elektrik kecil yang merupakan akibat dari depolarisasi otot jantung diikuti dengan repolarisasi pada setiap kitaran jantung (degupan jantung)."

Dalam kes kami, kami tidak menggunakan elektrod tetapi sensor IR, sensor denyut jantung adalah sensor bioperubatan yang

bermaksud bahawa ia menggunakan beberapa pemboleh ubah biologi dan fisiologi untuk menunjukkan status badan.

Bercakap mengenai pemboleh ubah, sensor kami mempunyai output analog dari 0V hingga 5V dan output ini menunjukkan berapa banyak aliran darah / tekanan yang hendak dipam oleh jantung, tetapi bagaimana sensor ini mengukur perubahan aliran darah ini!

Sensor menggunakan isyarat Infra-Red dari IR-Diode yang diproyeksikan ke kulit anda. Di bawah kulit anda terdapat kapilari yang membawa darah. Setiap kali jantung anda mengepam, terdapat sedikit peningkatan aliran darah / tekanan. Ini membengkak sedikit kapilari, dan ketika itu kapilari yang sedikit lebih terisi ini mencerminkan infra merah. Infra-detector pada perangkat merasakan tahap IR yang dipantulkan dan memperkuat isyarat yang diukur dan mengubahnya menjadi isyarat voltan yang dapat ditafsirkan yang dapat dikirim ke mikrokontroler seperti Arduino MCU.

Langkah 2: Bahagian CAD dan Perkakasan

Bermula dengan bahagian kotak bercetak 3D, saya membuat reka bentuk di atas menggunakan perisian solidworks dan anda boleh mendapatkan fail STL dari pautan muat turun, reka bentuk ini disyorkan 100% untuk membantu anda membuat peranti anda kerana ia sesuai dengan penempatan yang tepat untuk sensor dan paparan OLED.

Setelah menyiapkan reka bentuk, saya telah membuat bahagian saya yang dihasilkan dengan baik dan bersedia untuk aksi. dan seperti yang anda lihat pada foto terakhir kami menyiapkan penempatan penyambung Daya di sebelah kotak.

Langkah 3: Rajah Litar

Bergerak ke elektronik, saya telah membuat rajah litar ini yang merangkumi semua bahagian yang diperlukan untuk projek ini. Saya menyambungkan sensor denyut jantung ke ATMega328P MCU saya dan saya memaparkan isyarat voltan yang diterima dari sensor melalui paparan OLED, plot akan menunjukkan evolusi voltan segnal mengikut masa dan saya juga menggunakan buzzer untuk menandakan setiap degupan jantung, LED RGB juga digunakan dalam projek ini untuk menunjukkan status BPM sehingga ketika BPM terlalu rendah "kurang dari 60 BOM" LED bertukar menjadi Kuning, apabila BPM OK LED bertukar menjadi hijau dan apabila BPM terlalu tinggi LED bertukar menjadi merah.

Langkah 4: Pembuatan PCB

Mengenai JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), adalah perusahaan prototaip PCB terbesar di China dan pengeluar berteknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam prototaip PCB cepat dan pengeluaran PCB kecil. Dengan pengalaman lebih dari 10 tahun dalam pembuatan PCB, JLCPCB mempunyai lebih dari 200, 000 pelanggan di dalam dan luar negara, dengan lebih dari 8, 000 pesanan prototaip PCB dalam talian dan pengeluaran PCB dalam jumlah kecil setiap hari. Kapasiti pengeluaran tahunan ialah 200, 000 sq.m. untuk pelbagai PCB 1-lapisan, 2-lapisan atau multi-lapisan. JLC adalah pengeluar PCB profesional yang dilengkapi dengan peralatan besar, peralatan sumur, pengurusan yang ketat dan berkualiti.

Elektronik bercakap

Setelah membuat gambarajah litar, saya mengubahnya menjadi reka bentuk PCB yang disesuaikan dan semua yang saya perlukan sekarang adalah menghasilkan PCB saya, sudah pasti saya berpindah ke JLCPCB pembekal PCB terbaik untuk mendapatkan perkhidmatan pembuatan PCB terbaik, setelah beberapa klik mudah telah memuat naik fail GERBER yang sesuai dengan reka bentuk saya dan saya menetapkan beberapa parameter seperti warna dan kuantiti ketebalan PCB, dan kali ini kami akan menggunakan warna merah untuk disesuaikan dengan bentuk bentuk hati PCB kami; maka sekurang-kurangnya anda perlu membayar hanya 2 Dolar untuk mendapatkan PCB setelah empat hari sahaja, apa yang saya perhatikan mengenai JLCPCB kali ini adalah "warna PCB tanpa caj" ini bermaksud anda akan membayar hanya 2 USD untuk warna PCB yang anda pilih.

Fail muat turun yang berkaitan

Seperti yang anda lihat dalam gambar di atas, PCB dihasilkan dengan sangat baik dan saya mempunyai reka bentuk PCB yang sama seperti yang kami buat untuk papan utama kami dan semua label, logo ada untuk membimbing saya semasa langkah pematerian. Anda juga boleh memuat turun fail Gerber untuk litar ini dari pautan muat turun di bawah sekiranya anda ingin membuat pesanan untuk reka bentuk litar yang sama.

Langkah 5: Bahan

Sebelum mula menyolder bahagian elektronik, mari kita tinjau senarai komponen untuk projek kami, jadi kami akan memerlukan:

★ ☆ ★ Komponen yang diperlukan ★ ☆ ★

- PCB yang kami pesan dari JLCPCB- Arduino Uno:

- Perintang 330Ohm:

- Pengayun kuarza 16 MHz:

- Sensor HeartPulse:

- Buzzer:

- Paparan OLED:

- LED RGB:

Langkah 6: Pemasangan Elektronik

Sekarang semuanya sudah siap, mari mulakan pematerian komponen elektronik kami ke PCB dan untuk melakukannya kami memerlukan besi pematerian dan wayar teras pateri dan stesen kerja semula SMD untuk komponen SMD.

Utamakan keselamatan

Besi pematerian

Jangan sekali-kali menyentuh unsur besi pematerian….400 ° C!

Pegang wayar untuk dipanaskan dengan pinset atau penjepit.

Sentiasa kembalikan besi pematerian ke dudukannya ketika tidak digunakan.

Jangan sekali-kali meletakkannya di atas meja kerja.

Matikan unit dan cabut plag apabila tidak digunakan.

Seperti yang anda lihat, penggunaan PCB ini sangat mudah kerana pembuatannya yang sangat berkualiti dan tanpa melupakan label yang akan membimbing anda sambil menyolder setiap komponen kerana anda akan menemui di atas lapisan sutera atas label setiap komponen yang menunjukkan penempatannya di dengan papan dan dengan cara ini anda akan yakin 100% bahawa anda tidak akan membuat kesilapan pematerian. Saya telah menyolder setiap komponen ke penempatannya dan anda boleh menggunakan kedua-dua sisi PCB untuk menyolder komponen elektronik anda.

Langkah 7: Bahagian & Ujian Perisian

Apa yang kita perlukan sekarang adalah perisian, saya telah membuat kod Arduino ini untuk anda dan anda boleh memilikinya secara percuma dari pautan di bawah, kod tersebut dikomentari dengan baik sehingga anda dapat memahaminya dan menyesuaikannya untuk keperluan anda sendiri, kita memerlukan papan Arduino Uno untuk memuat naik kod ke MCU ATmega328 kita kemudian kita mengambil MCU dan meletakkannya di soketnya di papan.

Kami memerlukan penyesuai kuasa 5v luaran untuk menghidupkan peranti dan inilah kami, seperti yang anda lihat, peranti itu memaparkan Beats per minit dan ia memaparkan grafik denyutan jantung yang diplot pada paparan OLED tanpa melupakan LED RGB ini yang menunjukkan status badan juga.

Projek ini sangat mudah dibuat dan sangat mengagumkan khas dengan Paparan OLED yang boleh menjadi pilihan terbaik anda untuk memulakan pembuatan alat bioperubatan tetapi masih ada beberapa penambahbaikan lain yang perlu dilakukan untuk menjadikannya lebih banyak mentega, sebab itulah saya akan menunggu atas cadangan anda untuk memperbaikinya.