Arduino sirdsdarbība ar EKG displeju un skaņu: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Čau puiši! Es ceru, ka jums jau patika mans iepriekšējais pamācāmais "Arduino LIXIE pulkstenis" un esat gatavs jaunam, kā parasti, es izveidoju šo pamācību, lai soli pa solim palīdzētu jums, vienlaikus veidojot šāda veida pārsteidzošus zemu izmaksu elektroniskos projektus, kas ir "Arduino" Sirds pulsa ierīce ".

Veidojot šo projektu, mēs centāmies pārliecināties, ka šī pamācība būs labākais ceļvedis, lai palīdzētu jums, ja vēlaties izveidot savu EKG, tāpēc mēs ceram, ka šajā pamācībā ir nepieciešamie dokumenti.

Šo projektu ir tik ērti izgatavot īpaši pēc pielāgotas PCB iegādes, ko esam pasūtījuši no JLCPCB, lai uzlabotu mūsu elektroniskās ierīces izskatu, un šajā rokasgrāmatā ir pietiekami daudz dokumentu un kodu, lai varētu viegli izveidot savu Arduino Heart pulsa displeju. Mēs esam veikuši šo projektu tikai 3 dienu laikā, tikai divas dienas, lai iegūtu visas nepieciešamās detaļas un pabeigtu aparatūras izgatavošanu un montāžu, tad mēs esam sagatavojuši kodu, kas atbilst mūsu projektam, un sākt testēšanu un pielāgošanu.

Ko jūs mācīsities no šī pamācības:

1. Pareiza aparatūras izvēle jūsu projektam atkarībā no tā funkcijām.
2. Izprotiet sirds impulsa sensora tehnoloģiju.
3. Sagatavojiet shēmu, lai savienotu visus izvēlētos komponentus.
4. Salieciet visas projekta detaļas (ierīces kaste un elektroniskā montāža).
5. Sāciet savu sirds pulsa ierīci.

1. darbība. Kā darbojas sirds impulsa sensors

Kā definēts Vikipēdijā "Elektrokardiogrāfija ir process, kurā tiek veikta elektrokardiogramma (EKG vai EKG [a]), sirds elektriskās aktivitātes ieraksts - sprieguma un laika grafiks [4], izmantojot uz ādas novietotus elektrodus. elektrodi atklāj nelielas elektriskās izmaiņas, kas ir sirds muskuļu depolarizācijas sekas, kam seko repolarizācija katra sirds cikla (sirdsdarbības) laikā."

Mūsu gadījumā mēs neizmantojam elektrodus, bet IR sensoru, sirds impulsa sensors ir biomedicīnas sensors, kas

nozīmē, ka tā izmanto dažus bioloģiskos un fizioloģiskos mainīgos, lai norādītu uz ķermeņa stāvokli.

Runājot par mainīgajiem, mūsu sensoram ir analogā izeja, kas svārstās no 0V līdz 5V, un šī izeja norāda, cik lielu asins plūsmu/spiedienu sirds gatavojas sūknēt, bet kā šis sensors mēra šīs asins plūsmas izmaiņas!

Sensors izmanto infrasarkano signālu no infrasarkanās diodes, kas projicēts uz jūsu ādas. Tieši zem ādas ir kapilāri, kas nes asinis. Katru reizi, kad sirds pumpējas, nedaudz palielinās asins plūsma/spiediens. Tas nedaudz uzpūš kapilārus, un tieši tad šie nedaudz piepildītākie kapilāri vairāk atspoguļo infrasarkano staru. Ierīces infrasensors uztver dažādus atstarotos IR līmeņus un pastiprina izmērīto signālu un pārveido to par interpretējamu sprieguma signālu, ko var nosūtīt uz jebkuru mikrokontrolleri, piemēram, Arduino MCU.

2. darbība: CAD un aparatūras daļas

Sākot ar 3D drukātajām kastes daļām, es izveidoju iepriekš minēto dizainu, izmantojot solidworks programmatūru, un jūs varat iegūt STL failus no lejupielādes saites. Šis dizains ir 100% ieteicams, lai palīdzētu jums izveidot ierīci, jo tas atbilst precīzam sensora un OLED displejs.

Pēc dizaina sagatavošanas esmu ļoti labi izgatavojis savas detaļas un gatavs darbībai. un, kā redzat pēdējā fotoattēlā, mēs sagatavojām barošanas savienotāja izvietojumu kastes pusē.

3. darbība: shēmas shēma

Pārejot uz elektroniku, esmu izveidojis šo shēmu, kurā ir iekļautas visas šim projektam nepieciešamās detaļas. Es pievienoju sirds impulsa sensoru savam ATMega328P MCU, un es attēloju no sensora saņemto sprieguma signālu, izmantojot OLED displeju. parādīs sprieguma pakāpenisko attīstību laika gaitā, un es izmantoju arī skaņas signālu, lai atzīmētu katru sirdsdarbību, šajā projektā tiek izmantota arī RGB gaismas diode, lai norādītu BPM statusu, tādēļ, ja BPM ir pārāk zems "mazāk nekā 60 BOM", gaismas diode kļūst dzeltens, ja BPM ir kārtībā, gaismas diode kļūst zaļa un, ja BPM ir pārāk augsts, gaismas diode kļūst sarkana.

4. solis: PCB izgatavošana

Par JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ir lielākais PCB prototipu uzņēmums Ķīnā un augsto tehnoloģiju ražotājs, kas specializējas ātru PCB prototipu un mazu partiju PCB ražošanā. Ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PCB ražošanā JLCPCB ir vairāk nekā 200 000 klientu mājās un ārzemēs, un vairāk nekā 8 000 tiešsaistes pasūtījumu PCB prototipēšanai un nelielam PCB ražošanas apjomam dienā. Gada ražošanas jauda ir 200 000 kv.m. dažādiem viena slāņa, divu slāņu vai daudzslāņu PCB. JLC ir profesionāls PCB ražotājs, kas piedāvā liela mēroga, akas aprīkojumu, stingru pārvaldību un izcilu kvalitāti.

Runājošā elektronika

Pēc shēmas izveidošanas es to pārveidoju par pielāgotu PCB dizainu, un viss, kas man tagad ir nepieciešams, ir ražot savu PCB, protams, pēc dažiem vienkāršiem klikšķiem es pārcēlos uz labāko PCB piegādātāju JLCPCB, lai iegūtu vislabāko pakalpojumu esmu augšupielādējis atbilstošus mana dizaina GERBER failus, un es iestatīju dažus parametrus, piemēram, PCB biezuma krāsu un daudzumu, un šoreiz mēs izmantosim sarkano krāsu, lai tā atbilstu mūsu PCB sirds formas dizainam; tad vismaz jums ir jāmaksā tikai 2 dolāri, lai iegūtu PCB tikai pēc četrām dienām; tas, ko es pamanīju par JLCPCB, šoreiz ir "bezmaksas PCB krāsa", tas nozīmē, ka par jebkuru izvēlēto PCB krāsu jums būs jāmaksā tikai 2 USD.

Saistītie lejupielādes faili

Kā redzat attēlos iepriekš, PCB ir ļoti labi izgatavots, un man ir tāds pats PCB dizains, kādu esam izveidojuši mūsu pamatplatei un visām etiķetēm, logotipi ir pieejami, lai palīdzētu man lodēšanas laikā. Jūs varat arī lejupielādēt šīs ķēdes Gerber failu no lejupielādes saites, ja vēlaties pasūtīt to pašu shēmas dizainu.

5. solis: Sastāvdaļas

Pirms sākat lodēt elektroniskās detaļas, pārskatīsim mūsu projekta sastāvdaļu sarakstu, tāpēc mums būs nepieciešams:

★ ☆ ★ Nepieciešamās sastāvdaļas ★ ☆ ★

- PCB, ko mēs pasūtām no JLCPCB- Arduino Uno:

- 330Ohm rezistori:

- 16 MHz kvarca oscilators:

- HeartPulse sensors:

- Signāls:

- OLED displejs:

- RGB gaismas diode:

6. darbība: elektroniskā montāža

Tagad viss ir gatavs, tāpēc sāksim lodēt mūsu elektroniskos komponentus uz PCB, un, lai to izdarītu, mums ir nepieciešams lodāmurs un lodēšanas serdes vads un SMD komponentu SMD pārstrādes stacija.

Drošība pirmajā vietā

Lodāmurs

Nekad nepieskarieties lodāmura elementam….400 ° C!

Sildāmos vadus turiet ar pincetēm vai skavām.

Vienmēr ievietojiet lodāmuru atpakaļ statīvā, kad to nelietojat.

Nekad nenolieciet to uz darbagalda.

Izslēdziet ierīci un atvienojiet to no strāvas, kad to nelietojat.

Kā redzat, šīs PCB izmantošana ir tik vienkārša, jo tā ir ļoti kvalitatīva, un neaizmirstot etiķetes, kas jums palīdzēs, lodējot katru sastāvdaļu, jo augšējā zīda slānī jūs atradīsit katra komponenta etiķeti, kas norāda tā izvietojumu un tādējādi jūs būsiet 100% pārliecināts, ka nepieļausit lodēšanas kļūdas. Es esmu pielodējis katru komponentu tā izvietojumā, un jūs varat izmantot abas PCB puses, lai lodētu savas elektroniskās sastāvdaļas.

7. darbība: programmatūras daļa un pārbaude

Viss, kas mums tagad ir vajadzīgs, ir programmatūra, es jums, puiši, esmu izveidojis šo Arduino kodu, un jūs to varat iegūt bez maksas, izmantojot zemāk esošo saiti, kods ir ļoti labi komentēts, lai jūs varētu to saprast un pielāgot savām vajadzībām, mums ir nepieciešama Arduino Uno plate, lai augšupielādētu kodu mūsu ATmega328 MCU, tad mēs ņemam MCU un ievietojam to ligzdā uz tāfeles.

Lai ieslēgtu ierīci, mums ir nepieciešams ārējs 5 V strāvas adapteris, un šeit mēs esam, kā redzat, puiši, ierīce parāda sitienus minūtē un parāda sirds impulsu grafiku, kas attēlots OLED displejā, neaizmirstot šo RGB gaismas diodi, kas norāda ķermeņa stāvokli arī.

Šo projektu ir tik vienkārši izveidot un tas ir pārsteidzošs, īpaši ar OLED displeju, kas varētu būt jūsu labākā izvēle, lai sāktu biomedicīnas sīkrīku izgatavošanu, bet joprojām ir daži citi uzlabojumi, kas jāveic, lai padarītu to daudz sviesta, tāpēc es gaidīšu par jūsu ieteikumiem to uzlabot.