Arduino -syke EKG -näytöllä ja äänellä: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Hei kaverit! Toivottavasti pidit jo aiemmasta ohjeellisesta "Arduino LIXIE -kellostani" ja olet valmis uuteen, kuten tavallista, tein tämän opetusohjelman opastamaan sinua askel askeleelta samalla kun tein tällaisia erittäin hämmästyttäviä edullisia elektronisia projekteja, jotka ovat "Arduino" Sydämen sykelaite ".

Tämän projektin aikana yritimme varmistaa, että tämä ohje on paras opas sinulle, jos haluat tehdä oman EKG: n, joten toivomme, että tämä ohje sisältää tarvittavat asiakirjat.

Tämä projekti on niin kätevä tehdä erityisesti saatuaan räätälöidyn piirilevyn, jonka olemme tilanneet JLCPCB: ltä parantaaksemme elektronisen laitteemme ulkonäköä, ja myös tässä oppaassa on tarpeeksi asiakirjoja ja koodeja, joiden avulla voit helposti luoda Arduino Heart -sykenäytön. Olemme tehneet tämän projektin vain 3 päivässä, vain kahdessa päivässä, jotta saamme kaikki tarvittavat osat ja viimeistelemme laitteiston valmistuksen ja kokoamisen.

Mitä opit tästä ohjeesta:

1. Oikean laitteiston valinta projektillesi sen toimintojen mukaan.
2. Ymmärtäkää sykkeenmittaustekniikka.
3. Valmistele piirikaavio kaikkien valittujen komponenttien liittämiseksi.
4. Kokoa kaikki projektin osat (laitelaatikko ja elektroninen kokoonpano).
5. Käynnistä oma sykelaite.

Vaihe 1: Kuinka sykeanturi toimii

Kuten Wikipediassa on määritelty "Elektrokardiografia on prosessi, jolla tuotetaan EKG tai EKG [a]), sydämen sähköisen aktiivisuuden tallennus - kaavio jännitteestä ajan suhteen [4] käyttämällä iholle asetettuja elektrodeja. elektrodit havaitsevat pienet sähköiset muutokset, jotka ovat seurausta sydänlihaksen depolarisaatiosta, jota seuraa repolarisaatio jokaisen sydänjakson aikana (syke)."

Meidän tapauksessamme emme käytä elektrodeja, vaan IR -anturia, sydämen pulssianturi on biolääketieteellinen anturi, joka

tarkoittaa, että se käyttää joitain biologisia ja fysiologisia muuttujia kehon tilan ilmaisemiseksi.

Muuttujista puhuttaessa anturimme analoginen lähtö on 0V - 5V ja tämä lähtö ilmaisee, kuinka paljon verenkiertoa/painetta sydän aikoo pumpata, mutta miten tämä anturi mittaa nämä verenvirtauksen muutokset!

Anturi käyttää infrapuna-signaalia ihollesi projisoidusta IR-diodista. Aivan ihon alla on kapillaareja, jotka kuljettavat verta. Joka kerta, kun sydämesi pumppaa, veren virtaus/paine kasvaa hieman. Tämä turpoaa hiussuonia hieman, ja juuri tämä hieman täyteläisempi kapillaari heijastaa enemmän infrapunaa. Laitteen infrapunatunnistin tunnistaa eri heijastuneet IR-tasot ja vahvistaa mitatun signaalin ja muuntaa sen tulkittavaksi jännitesignaaliksi, joka voidaan lähettää mille tahansa mikro-ohjaimelle, kuten Arduino MCU: lle.

Vaihe 2: CAD- ja laitteisto -osat

Alkaen 3D -tulostetuista laatikon osista, tein yllä olevan mallin solidworks -ohjelmistolla ja saat STL -tiedostot latauslinkistä, tätä mallia suositellaan 100% auttamaan sinua tekemään laitteesi, koska se sopii anturin ja OLED -näyttö.

Suunnittelun valmistelun jälkeen olen saanut osani erittäin hyvin valmistetuiksi ja valmiiksi toimintaan. ja kuten viimeisessä kuvassa näkyy, valmistelimme virtaliittimen sijoittelun laatikon puolelle.

Vaihe 3: Piirikaavio

Elektroniikkaan siirtyessäni olen luonut tämän piirikaavion, joka sisältää kaikki tämän projektin tarvitsemat osat. Kytken sydämen pulssianturin ATMega328P MCU -laitteeseeni ja näytän anturilta saadun jännitesignaalin OLED -näytön kautta, kuvaaja näyttää jännitteen vaihtelun ajan myötä ja käytän myös summeria jokaisen sydämenlyönnin merkitsemiseen, tässä projektissa käytetään myös RGB -LEDiä BPM -tilan ilmaisemiseksi, joten kun BPM on liian alhainen "alle 60 BOM", LED muuttuu keltaiseksi, kun BPM on OK, LED muuttuu vihreäksi ja kun BPM on liian korkea, LED muuttuu punaiseksi.

Vaihe 4: Piirilevyjen valmistus

Tietoja JLCPCB: stä

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) on Kiinan suurin PCB-prototyyppiyritys ja korkean teknologian valmistaja, joka on erikoistunut nopeaan PCB-prototyyppiin ja pieneräiseen PCB-tuotantoon. Yli 10 vuoden kokemuksella piirilevyjen valmistuksesta JLCPCB: llä on yli 200 000 asiakasta kotimaassa ja ulkomailla, yli 8 000 online -tilausta PCB -prototyypistä ja pieni määrä PCB -tuotantoa päivässä. Vuotuinen tuotantokapasiteetti on 200 000 neliömetriä. erilaisille 1-, 2-kerroksisille tai monikerroksisille piirilevyille. JLC on ammattimainen piirilevyvalmistaja, jolla on laajamittainen, kaivovarustus, tiukka hallinta ja erinomainen laatu.

Puhuva elektroniikka

Kun olen tehnyt piirikaavion, muutin sen räätälöityyn piirilevyrakenteeseen ja tarvitsen nyt vain PCB: n valmistamisen, muutin varmasti JLCPCB: lle, joka on paras PCB -toimittaja saadakseni parhaan PCB -valmistuspalvelun muutaman yksinkertaisen napsautuksen jälkeen. ovat ladanneet suunnitelmastani sopivat GERBER -tiedostot ja asetin joitakin parametreja, kuten piirilevyn paksuuden värin ja määrän, ja tällä kertaa käytämme punaista väriä PCB: n sydämen muotoon sopivaksi; sinun on ainakin maksettava vain 2 dollaria saadaksesi PCB vain neljän päivän kuluttua, mitä olen huomannut JLCPCB: stä tällä kertaa "maksuton PCB -väri", se tarkoittaa, että maksat vain 2 USD valitsemastasi PCB -väristä.

Aiheeseen liittyvät lataustiedostot

Kuten yllä olevista kuvista näkyy, piirilevy on hyvin valmistettu ja minulla on sama piirilevymalli, jonka olemme tehneet emolevyllemme ja kaikki tarrat, logot ovat siellä opastamaan minua juotosvaiheissa. Voit myös ladata tämän piirin Gerber -tiedoston alla olevasta latauslinkistä, jos haluat tilata saman piirin.

Vaihe 5: Ainesosat

Ennen kuin aloitat elektronisten osien juottamisen, tarkista projektimme komponenttiluettelo, joten tarvitsemme:

★ ☆ ★ Tarvittavat komponentit ★ ☆ ★

- Piirilevy, jonka tilaamme JLCPCB: ltä- Arduino Uno:

- 330 ohmin vastukset:

- 16 MHz kvartsioskillaattori:

- HeartPulse -anturi:

- summeri:

- OLED -näyttö:

- RGB -LED:

Vaihe 6: Sähköinen kokoonpano

Nyt kaikki on valmista, joten aloitetaan elektronisten komponenttien juottaminen piirilevyyn ja tätä varten tarvitsemme juotosraudan ja juotosydinlangan sekä SMD -komponenttien SMD -työstöaseman.

Turvallisuus ennen kaikkea

Juotin

Älä koskaan kosketa juotosraudan elementtiä…. 400 ° C!

Pidä lämmitettäviä johtoja pinseteillä tai puristimilla.

Palauta juotin aina telineeseen, kun sitä ei käytetä.

Älä koskaan laita sitä työpöydälle.

Sammuta laite ja irrota pistoke pistorasiasta, kun et käytä sitä.

Kuten näette, tämän PCB: n käyttäminen on niin helppoa, koska se on erittäin laadukas ja unohtamatta tarroja, jotka opastavat teitä juotettaessa jokaista komponenttia, koska ylimmästä silkkikerroksesta löytyy jokaisen komponentin etiketti, joka osoittaa sen sijoittamisen piirilevy ja näin olet 100% varma, ettet tee juotosvirheitä.

Vaihe 7: Ohjelmiston osa ja testaus

Kaikki mitä nyt tarvitsemme, on ohjelmisto, olen tehnyt tämän Arduino -koodin sinulle, ja voit saada sen ilmaiseksi alla olevasta linkistä, koodi on erittäin hyvin kommentoitu, jotta voit ymmärtää sen ja muokata sitä omiin tarpeisiisi, tarvitsemme Arduino Uno -levyn lataamaan koodin ATmega328 MCU: hon, sitten otamme MCU: n ja asetamme sen korttipaikkaansa.

Tarvitsemme ulkoisen 5 voltin virtalähteen laitteen käynnistämiseksi, ja tässä me olemme, kuten näet, laite näyttää lyöntejä minuutissa ja se näyttää sydänpulssikaavion, joka on piirretty OLED -näyttöön unohtamatta tätä kehon tilaa osoittavaa RGB -merkkivaloa liian.

Tämä projekti on niin helppo tehdä ja hämmästyttävä erityisesti OLED -näytöllä, joka voisi olla paras valinta aloittaa biolääketieteellisten laitteiden valmistus, mutta silti joitain muita parannuksia, jotta siitä saadaan paljon enemmän voita, siksi odotan ehdotuksistasi sen parantamiseksi.