Arduino otkucaji srca s EKG zaslonom i zvukom: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Ćao društvo! Nadam se da ste već uživali u mom prethodnom instrukcijskom "Arduino LIXIE satu" i da ste spremni za novi, kao i obično, napravio sam ovaj vodič kako bih vas vodio korak po korak dok stvarate ovu vrstu super zadivljujućih jeftinih elektroničkih projekata, a to je "Arduino" Uređaj za pulsiranje srca ".

Tijekom izrade ovog projekta pokušali smo se pobrinuti da vam ova instrukcija bude najbolji vodič kako bismo vam pomogli ako želite napraviti vlastiti EKG, pa se nadamo da ova instrukcija sadrži potrebne dokumente.

Ovaj je projekt toliko zgodan za izradu posebno nakon dobivanja prilagođene PCB -a koju smo naručili od JLCPCB -a kako bismo poboljšali izgled našeg elektroničkog uređaja, a u ovom vodiču ima dovoljno dokumenata i kodova koji vam omogućuju jednostavno kreiranje vašeg pulsnog zaslona Arduino. Napravili smo ovaj projekt u samo 3 dana, samo dva dana da nabavimo sve potrebne dijelove i završimo izradu hardvera i montažu, a zatim smo pripremili kod koji odgovara našem projektu i započeli testiranje i prilagođavanje.

Šta ćete naučiti iz ovog uputstva:

1. Pravilan odabir hardvera za vaš projekt ovisno o njegovim funkcionalnostima.
2. Shvatite tehnologiju senzora srčanog pulsa.
3. Pripremite shemu spoja za povezivanje svih odabranih komponenti.
4. Sastavite sve dijelove projekta (kutija uređaja i elektronički sklop).
5. Pokrenite vlastiti uređaj za pulsiranje srca.

Korak 1: Kako radi senzor srčanog pulsa

Kako je definirano na Wikipediji, "Elektrokardiografija je proces proizvodnje elektrokardiograma (EKG ili EKG [a]), snimanje - grafikona napona u odnosu na vrijeme - električne aktivnosti srca [4] pomoću elektroda postavljenih na kožu. elektrode detektiraju male električne promjene koje su posljedica depolarizacije srčanog mišića nakon čega slijedi repolarizacija tijekom svakog srčanog ciklusa (otkucaji srca)."

U našem slučaju ne koristimo elektrode već IC senzor, senzor srčanog pulsa je biomedicinski senzor koji

znači da koristi neke biološke i fiziološke varijable za označavanje statusa tijela.

Kad govorimo o varijablama, naš senzor ima analogni izlaz koji ide od 0V do 5V i ovaj izlaz pokazuje koliki će protok krvi/pritisak srce biti na pumpi, ali kako ovaj senzor mjeri te promjene protoka krvi!

Senzor koristi infracrveni signal iz IC diode projiciran na vašu kožu. Ispod vaše kože nalaze se kapilari koji nose krv. Svaki put kad vam srce napumpa postoji mali porast protoka krvi/pritiska. Ovo blago nabubri kapilare i upravo tada ove malo ispunjenije kapilare reflektiraju više infracrvene boje. Infra-detektor na uređaju detektira različite reflektirane IR razine i pojačava izmjereni signal i pretvara ga u interpretacijski naponski signal koji se može poslati na bilo koji mikrokontroler poput Arduino MCU-a.

Korak 2: CAD i dijelovi hardvera

Počevši od 3D tiskanih dijelova kutija, napravio sam gornji dizajn koristeći solidworks softver i možete preuzeti STL datoteke sa veze za preuzimanje, ovaj dizajn se 100% preporučuje za pomoć pri izradi vašeg uređaja jer odgovara točno postavljenom položaju senzora i OLED displeju.

Nakon pripreme dizajna, moji su dijelovi vrlo dobro proizvedeni i spremni za radnju. i kao što možete vidjeti na posljednjoj fotografiji, pripremili smo položaj priključka za napajanje sa strane kutije.

Korak 3: Dijagram kola

Prelazeći na elektroniku, stvorio sam ovaj dijagram kola koji uključuje sve potrebne dijelove potrebne za ovaj projekt. Povezujem senzor srčanog pulsa sa svojim ATMega328P MCU -om i prikazujem naponski signal primljen od senzora putem OLED ekrana, grafikon pokazat će evoluciju segnalnog napona s vremenom i također koristim zujalicu za označavanje svakog otkucaja srca, RGB LED se također koristi u ovom projektu za označavanje statusa BPM -a, tako da kada je BPM prenizak "manje od 60 BOM" LED dioda postaje žuta, kada je BPM u redu LED svijetli zeleno, a kada je BPM previsok LED postaje crvena.

Korak 4: Izrada PCB -a

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), najveće je poduzeće za prototip PCB-a u Kini i visokotehnološki proizvođač specijaliziran za brze prototipe PCB-a i proizvodnju malih serija PCB-a. S više od 10 godina iskustva u proizvodnji PCB -a, JLCPCB ima više od 200 000 kupaca u zemlji i inozemstvu, s preko 8 000 internetskih narudžbi izrade prototipa PCB -a i male količine proizvodnje PCB -a dnevno. Godišnji proizvodni kapacitet je 200 000 m2. za različite 1-slojne, 2-slojne ili višeslojne PCB-e. JLC je profesionalni proizvođač PCB -a sa velikom opremom, opremom za bušotine, strogim upravljanjem i vrhunskom kvalitetom.

Pričajuća elektronika

Nakon što sam napravio dijagram kruga, pretvorio sam ga u prilagođeni dizajn PCB -a i sve što mi sada treba je da proizvedem svoju PCB, sigurno sam se preselio u JLCPCB, najboljeg dobavljača PCB -a kako bih dobio najbolju uslugu proizvodnje PCB -a, nakon nekoliko jednostavnih klikova učitao sam odgovarajuće GERBER datoteke svog dizajna i postavio sam neke parametre poput boje i količine debljine PCB -a, a ovaj put ćemo koristiti crvenu boju koja odgovara dizajnu oblika srca naše PCB -a; tada morate platiti samo 2 dolara da biste dobili PCB nakon samo četiri dana. Ono što sam primijetio kod JLCPCB -a ovaj put je "boja bez PCB -a", što znači da ćete platiti samo 2 USD za bilo koju boju PCB -a koju odaberete.

Povezane datoteke za preuzimanje

Kao što možete vidjeti na slikama iznad, PCB je vrlo dobro izrađen i imam isti dizajn PCB -a koji smo napravili za našu glavnu ploču i sve naljepnice, logotipi su tu da me vode tokom koraka lemljenja. Također možete preuzeti Gerber datoteku za ovo kolo sa donje veze za preuzimanje u slučaju da želite naručiti isti dizajn kola.

Korak 5: Sastojci

Prije nego počnemo lemiti elektroničke dijelove, pregledajmo popis komponenti za naš projekt pa će nam trebati:

★ ☆ ★ Potrebne komponente ★ ☆ ★

- PCB koji naručujemo iz JLCPCB-Arduino Uno:

- 330Ohm otpornici:

- 16 MHz kvarcni oscilator:

- Senzor srčanog pulsa:

- Zvučni signal:

- OLED ekran:

- RGB LED:

Korak 6: Elektronska montaža

Sada je sve spremno, pa počnimo lemiti naše elektroničke komponente na tiskanu ploču, a za to su nam potrebni lemilica i žica za lemljenje te stanica za preradu SMD -a za SMD komponente.

Sigurnost na prvom mjestu

Lemilica

Nikada ne dodirujte element lemilice ….400 ° C!

Držite žice za zagrijavanje pincetom ili stezaljkama.

Lemilicu uvek vratite na postolje kada je ne koristite.

Nikada ga ne odlažite na radni sto.

Isključite uređaj i izvucite utikač iz utičnice kada se ne koristi.

Kao što vidite, korištenje ove PCB ploče toliko je jednostavno zbog vrlo visoke kvalitete izrade i bez zaboravljanja naljepnica koje će vas voditi prilikom lemljenja svake komponente jer ćete na gornjem sloju svile pronaći naljepnicu svake komponente koja pokazuje njeno postavljanje na ploču i na ovaj način ćete biti 100% sigurni da nećete napraviti greške pri lemljenju. Lemio sam svaku komponentu na njeno mjesto i možete koristiti obje strane PCB -a za lemljenje vaših elektroničkih komponenti.

Korak 7: Softverski dio i test

Sve što nam sada treba je softver, ja sam za vas napravio ovaj Arduino kôd i možete ga imati besplatno sa donje veze, kôd je vrlo dobro komentiran tako da ga možete razumjeti i prilagoditi svojim potrebama, potrebna nam je Arduino Uno ploča za postavljanje koda u naš ATmega328 MCU, zatim uzimamo MCU i stavljamo ga u utičnicu na ploči.

Potreban nam je vanjski adapter za napajanje od 5 volti za uključivanje uređaja i evo nas. Vidite, momci, uređaj prikazuje otkucaje u minuti i prikazuje grafikon srčanih impulsa iscrtan na OLED ekranu bez zaboravljanja ove RGB LED diode koja pokazuje stanje tijela također.

Ovaj je projekt tako jednostavan za napraviti i nevjerojatan, posebno s OLED zaslonom koji bi mogao biti vaš najbolji izbor za početak stvaranja biomedicinskih naprava, ali ipak neka druga poboljšanja koja ćete izvesti kako biste ga učinili puno maslacem, zato ću čekati za vaše prijedloge za poboljšanje.