חיישן פעימות הלב מספק דרך פשוטה ללמוד את תפקוד הלב שניתן למדוד על בסיס עקרון האות הפסיכולוגי-פיזיולוגי המשמש כגירוי למערכת המציאות המדומה. כמות הדם באצבע משתנה ביחס לזמן.
החיישן מאיר אונת אור (נורית נורית קטנה מאוד) דרך האוזן ומודד את האור שמועבר ל נגד תלוי אור . האות המוגבר הופך ומסונן במעגל. על מנת לחשב את הדופק על בסיס זרימת הדם לקצה האצבע, מורכב חיישן דופק בעזרת LM358 OP-AMP לניטור דופק פעימות הלב.
חיישן פעימות לב
תכונות של חיישן פעימות לב
- מציין פעימות לב על ידי נורית LED
- מספק אות דיגיטלי פלט ישיר עבור חיבור למיקרו-בקר
- בעל גודל קומפקטי
- עובד עם מתח עבודה של +5 וולט DC
יישומים ראשוניים של חיישן פעימות לב
- עובד כמוניטור דופק דיגיטלי
- עובד כמערכת לניטור בריאות החולה
- משמש כבקרת ביו-משוב של יישומים רובוטיים
עבודה של חיישן פעימות לב
ה חיישן פעימות לב תרשים מעגל כולל גלאי אור ונורית אדומה בוהקת. נורת ה- LED צריכה להיות בעוצמה סופר-בהירה מכיוון שאור מקסימלי עובר ומתפשט אם האצבע המונחת על ה- LED מתגלה על ידי הגלאי.
תרשים מעגל חיישן פעימות לב
עקרון חיישן פעימות לב
כעת, כאשר הלב מזרים דם דרך כלי הדם, האצבע נעשית מעט אטומה יותר בשל כך, פחות אור מגיע מהנורית אל הגלאי. עם כל דופק לב שנוצר, אות הגלאי משתנה. אות הגלאי המגוון מומר לדופק חשמלי. אות חשמלי זה מועצם ומופעל באמצעות מגבר שנותן פלט של אות רמת לוגיקה + 5V. אות הפלט מכוון גם על ידי תצוגת LED המהבהבת בכל קצב פעימות הלב.
הבה נבין את היישום העיקרי שלו על ידי התייחסות לפרויקט כדוגמא מעשית בעזרת חיישן פעימות לב.
מערכת ניטור בריאות אלחוטי לחולים
המטרה העיקרית של מערכת בריאות אוטומטית זו היא לפקח על טמפרטורת הגוף, דופק וקצב הדופק של המטופל ולהציג אותו בפני הרופא באמצעות טכנולוגיית RF.
בבתי חולים יש לעקוב באופן קבוע אחר טמפרטורות גופם וקצב פעימות הלב, מה שבדרך כלל נעשה על ידי רופאים או צוותים רפואיים אחרים. הם צופים בטמפרטורת הגוף ובקצב פעימות הלב (בין אם זה 72 פעמים לדקה). הרופאים וצוותי ניהול בית החולים האחרים רושמים תיעוד של טמפרטורת הגוף ודפיקות הלב של כל מטופל.
פרויקט מערכת ניטור בריאות זה כולל רכיבים שונים כגון מיקרו-בקר 8051 , יחידת אספקת חשמל מווסתת 5V, חיישן טמפרטורה, חיישן פעימות לב, משדר RF, מודול מקלט, ותצוגת LCD. המיקרו-בקר משמש כמוח של הפרויקט כולו לניטור פעימות הלב, הדופק וטמפרטורת הגוף של החולים. העבודה של פרויקט מערכת ניטור זו מומחשת בעזרת דיאגרמת בלוקים הכוללת בלוקים שונים כגון גוש אספקת חשמל המספק כוח לכל המעגל, חיישן טמפרטורה המחשב את חום גופם של החולים, וחיישן פעימות לב לניטור פעימות הלב של המטופלים.
דיאגרמת חסימה של המשדר
בחלק המשדר, חיישן הטמפרטורה משמש לקריאת טמפרטורת הגוף של המטופלים ברציפות וחיישן פעימות הלב לצורך מעקב אחר קצב פעימות הלב של החולים, ואז הנתונים נשלחים למיקרו-בקרים 8051. הנתונים מועברים תחילה, ואז מקודדים לנתונים סדרתיים דרך האוויר על ידי מודול תדר רדיו . טמפרטורת הגוף של המטופלים ופעימות פעימות הלב לדקה מוצגת על צג ה- LCD. בעזרת אנטנת RF המוצבת בקצה המשדר הנתונים מועברים לחלק המקלט.
חסימת דיאגרמת המקלט
בחלק המקלט מקלט מוצב בקצה השני כדי לקבל את הנתונים והנתונים המתקבלים מפוענחים באמצעות מפענח, והנתונים המשודרים (טמפרטורת גוף, פעימות פעימות לב) מושווים לנתונים המאוחסנים במיקרו-בקר, ואז הנתונים שהתקבלו מוצגים על גבי מסך ה- LCD. מודול ה- RF המקלט המוצב במחיצת הרופא קורא ברציפות את מצבי בריאות המטופל כגון טמפרטורת הגוף, דופק וקצב הדופק, ומציג את התוצאה על גבי ה- LCD באופן אלחוטי.
צג פעימות לב דיגיטליות באמצעות מיקרו-בקר
הפרויקט תוכנן באופן כזה לפקח על מדידת קצב פעימות הלב באמצעות מיקרו-בקר בעזרת חיישן פעימות לב.
תיאור המעגל: דיאגרמת המעגל של חיישן פעימות הלב מבוססת על מיקרו-בקר AT89S52 ורכיבים אחרים כגון חיישן פעימות לב, אספקת חשמל, מעגל מתנד קריסטל, נגדים, קבלים ותצוגת LCD.
תרשים מעגלים של צג פעימות לב דיגיטליות
המיקרו-בקר AT89S52 הוא הכי הרבה מיקרו-בקר פופולרי נבחרה ממשפחה של 8051 מיקרו-בקרים. מיקרו-בקר של 8 סיביות משמש לשליטה בכל פעולות המעגל. הוא גם שולט על פעימות פעימות הלב שנוצרות מחיישן פעימות הלב.
פרויקט זה עושה שימוש בחיישן פעימות לב המשמש לבקרת דופק פעימות הלב של חולי הלב. יתר על כן, מסכי LCD משמשים לתצוגה. מיקרו-בקר AT89S52 משמש לניטור רציף של קצב פעימות הלב והדופק של המטופל הנעשים תוך התחשבות ב תכנות C מוטבע נעשה במיקרו-בקר באמצעות תוכנת KEIL. המעגל כולו מקבל כוח מהבלוקים השונים כמו וסת המתח ו שנאי מדרגות , משמש במעגל אספקת החשמל. וסת המתח מייצר מתח יציאה קבוע של 5 וולט.
תרשים מעגל של צג פעימות לב דיגיטליות
רכיבים בשימוש:
מיקרו-בקר AT89S52: המכשיר המשמש בפרויקט זה הוא 'AT89S52', וזה אופייני מיקרו-בקר 8051 מיוצר על ידי תאגיד אטמל. מיקרו-בקר זה הוא השבר החשוב ביותר בפרויקט זה מכיוון שהוא שולט בכל פעולות המעגל כגון קריאת נתוני פעימות פעימות פעימות הלב מחיישן פעימות הלב.
ספק כוח: בלוק אספקת חשמל זה מורכב משנאי מדרגות, מיישר גשר, קבלים וווסת מתח. ספק כוח זרם פעיל חד פאזי מהחשמל הוא יורד לטווח מתח נמוך אשר מתוקן שוב לזרם ישר על ידי באמצעות מיישר גשר . זרם ישיר מתוקן זה מסונן ומווסת לכל טווח הפעילות של המעגל עם קבלים וווסת מתח IC, בהתאמה.
LCD: מרבית הפרויקטים עושים שימוש צגי LCD להצגת מידע כמו קצב פעימות לב, טמפרטורת גוף וכו 'ישנם תצוגות שונות המשמשות בפרויקטים כגון תצוגות בעלות שבעה קטעים ותצוגות LED. בחירת התצוגה תלויה בהתחשב בפרמטרים אלה: עלות תצוגה, צריכת חשמל ותנאי תאורה סביבתיים.
נגדים: ההתנגדות מוגדרת היטב כיחס המתח המופעל על גבי המסופים שלו והזרם העובר דרכו. ערך הנגד תלוי במתח קבוע המגביל את הזרם שעובר דרכו. הנגד הוא רכיב פסיבי משמש לבקרת הזרם במעגל אלקטרוני.
קבלים: המטרה העיקרית של קבלים היא לאחסן מטען. תוצר ערך הקיבול והמתח המופעל על פני קבל שווה למטען המאוחסן בקבל.
מתנד קריסטל: מעגל מתנד קריסטל הוא סוג של מעגל אלקטרוני המשתמש בתהודה מכנית של מעגל רוטט המשמש ליצירת אותות חשמליים על ידי שינוי התדר. מיקרו-בקר AT89S52 שולט בגבישים לסינכרון פעולתו. סוג הסינכרון שנעשה במעגל זה מכונה מחזור המכונה.
מבצע מעגל
- במערכת זו מחובר מעגל מתנד קריסטל בין הפינים 18 ו- 19 של מיקרו-בקרת AT89S52 המשמש להפעלת מערכי ההוראות בטווח תדרי שעון שונה. מחזור מכונה משמש למדידת הזמן המינימלי לביצוע מערך ההוראות היחיד.
- מעגל האיפוס מחובר לסיכה 9 של מיקרו-בקרת AT89S52 בעזרת קבלים ונגד. הקצה השני של הנגד מחובר לקרקע (20 פינים) והקצה השני של הקבל מחובר לסיכה (EA / Vpp) 31. הנגד והקבל מחוברים בצורה כזו שהם מבצעים מצב איפוס של פעולה באופן ידני. אם המתג נסגר, סיכת האיפוס מוגדרת גבוה.
- משמש חיישן פעימות לב המחובר ליציאה 1.0 של המיקרו-בקר מעקב אחר פעימות הלב , ואותות הדופק הללו נשלחים למיקרו-בקר ומשווים אותם לנתונים המתוכנתים המאוחסנים במיקרו-בקר באמצעות תוכנת Keil. בכל פעם שמתקבלים פעימות הדופק של הקלט, הדלפק במיקרו-בקר סופר את הפולסים הללו לפרק זמן מסוים.
- צגי LCD מחוברים ליציאה 2 פינים של מיקרו-בקרת AT89S52. משך הזמן של הדופק של פעימות לב אחד יהיה שניה, ועל ידי חלוקת 60,000 ל- 1000 נקבל את התוצאה המתאימה ל- 60, שתוצג אז על גבי LCD.
זה הכל על חיישן פעימות הלב והעבודה שלו עם יישומים רלוונטיים ודוגמאות מעשיות בפירוט. יתר על כן, לכל שאלה בנוגע לנושא זה או בנושאי חשמל פרויקטים אלקטרוניים אותנו על ידי תגובה בסעיף ההערות המופיע להלן.
נקודות זיכוי:
- תרשים מעגל צג פעימות לב דיגיטלי מאת 8051 פרויקטים
- עקרון חיישן פעימות לב מאת רוקמן
- תרשים מעגל חיישן פעימות לב מאת אונליין
