„Arduino“širdies plakimas su EKG ekranu ir garsu: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Sveiki vaikinai! Tikiuosi, kad jums jau patiko mano ankstesnis pamokomas „Arduino LIXIE“laikrodis ir esate pasiruošęs naujam, kaip įprasta, sukūriau šią pamoką, kuri padės jums žingsnis po žingsnio, kurdama tokius nuostabius, nebrangius elektroninius projektus, kurie yra „Arduino“Širdies pulso aparatas “.

Rengdami šį projektą, mes stengėmės įsitikinti, kad ši instrukcija jums bus geriausias vadovas, padėsiantis jums, jei norite pasidaryti savo EKG, todėl tikimės, kad šioje instrukcijoje yra reikalingi dokumentai.

Šį projektą labai patogu padaryti specialiai, gavus individualų PCB, kurį užsakėme iš JLCPCB, kad pagerintume mūsų elektroninio prietaiso išvaizdą, taip pat šiame vadove yra pakankamai dokumentų ir kodų, kad galėtumėte lengvai sukurti „Arduino Heart“pulso ekraną. Mes sukūrėme šį projektą tik per 3 dienas, tik dvi dienas, kad gautume visas reikalingas dalis ir užbaigtume techninės įrangos gamybą bei surinkimą, tada paruošėme kodą, atitinkantį mūsų projektą, ir pradėjome bandymus bei derinimą.

Ko išmoksite iš šios pamokos:

1. Tinkamas techninės įrangos pasirinkimas jūsų projektui, atsižvelgiant į jo funkcijas.
2. Suprasti širdies pulso jutiklio technologiją.
3. Paruoškite grandinės schemą, kad prijungtumėte visus pasirinktus komponentus.
4. Surinkite visas projekto dalis (prietaiso dėžutę ir elektroninį mazgą).
5. Paleiskite savo širdies pulso prietaisą.

1 žingsnis: kaip veikia širdies pulso jutiklis

Kaip apibrėžta Vikipedijoje „Elektrokardiografija yra elektrokardiogramos (EKG arba EKG [a]), širdies elektrinio aktyvumo įrašas [4], naudojant ant odos uždėtus elektrodus [4]. elektrodai aptinka nedidelius elektrinius pokyčius, kurie yra širdies raumenų depoliarizacijos pasekmė, po kurios kiekvieno širdies ciklo (širdies plakimo) metu vyksta repoliarizacija “.

Mūsų atveju mes naudojame ne elektrodus, o IR jutiklį, širdies pulso jutiklis yra biomedicinos jutiklis, kuris

reiškia, kad jis naudoja kai kuriuos biologinius ir fiziologinius kintamuosius, kad nurodytų kūno būklę.

Kalbant apie kintamuosius, mūsų jutiklis turi analoginį išėjimą, kuris svyruoja nuo 0 V iki 5 V, ir šis išėjimas rodo, kiek kraujo tėkmės/slėgio širdis ruošiasi siurbti, bet kaip šis jutiklis matuoja šiuos kraujotakos pokyčius!

Jutiklis naudoja infraraudonųjų spindulių signalą iš infraraudonųjų spindulių diodo, projektuojamo ant jūsų odos. Po oda yra kapiliarai, nešantys kraują. Kiekvieną kartą, kai jūsų širdis pumpuoja, šiek tiek padidėja kraujotaka/slėgis. Dėl to kapiliarai šiek tiek išsipučia, ir kaip tik tada šie šiek tiek labiau pripildyti kapiliarai atspindi daugiau infraraudonųjų spindulių. Prietaiso infraraudonųjų spindulių detektorius suvokia skirtingus atspindėtus IR lygius, sustiprina išmatuotą signalą ir paverčia jį interpretuojamu įtampos signalu, kuris gali būti siunčiamas į bet kurį mikrovaldiklį, pvz., „Arduino MCU“.

2 žingsnis: CAD ir aparatūros dalys

Pradedant nuo 3D spausdintų dėžių dalių, aš sukūriau aukščiau pateiktą dizainą naudodamas „solidworks“programinę įrangą, o STL failus galite gauti iš atsisiuntimo nuorodos. Šis dizainas yra 100% rekomenduojamas, kad padėtų jums sukurti įrenginį, nes jis tinka tiksliam jutiklio ir OLED ekranas.

Paruošęs projektą, mano dalys buvo labai gerai pagamintos ir paruoštos veiksmui. ir kaip matote paskutinėje nuotraukoje, mes paruošėme maitinimo jungties vietą dėžutės pusėje.

3 žingsnis: grandinės schema

Pereidamas prie elektronikos, sukūriau šią grandinės schemą, kurioje yra visos šiam projektui reikalingos dalys. Aš jungiu širdies pulso jutiklį prie „ATMega328P MCU“ir rodau įtampos signalą, gautą iš jutiklio per OLED ekraną. parodys įtampos laipsnišką raidą laikui bėgant, taip pat naudoju garso signalą kiekvienam širdies plakimui pažymėti, šiame projekte taip pat naudojamas RGB šviesos diodas, rodantis BPM būseną, taigi, kai BPM yra per mažas „mažiau nei 60 BOM“, šviesos diodas tampa geltona, kai BPM yra gerai, šviesos diodas tampa žalias, o kai BPM yra per didelis, šviesos diodas tampa raudonas.

4 žingsnis: PCB gamyba

Apie JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) yra didžiausia PCB prototipų įmonė Kinijoje ir aukštųjų technologijų gamintojas, kuris specializuojasi greito PCB prototipo ir mažos partijos PCB gamybos srityje. Turėdamas daugiau nei 10 metų PCB gamybos patirtį, JLCPCB turi daugiau nei 200 000 klientų namie ir užsienyje, per 8 000 užsakymų PCB prototipų kūrimui ir nedideliam kiekiui PCB per dieną. Metinis gamybos pajėgumas yra 200 000 kv.m. įvairiems 1 sluoksnio, 2 sluoksnių arba daugiasluoksniams PCB. JLC yra profesionalus PCB gamintojas, pasižymintis didelio masto, šulinių įranga, griežtu valdymu ir aukščiausios kokybės.

Kalbanti elektronika

Sukūręs grandinės schemą, aš jį pakeičiau į individualų PCB dizainą, ir viskas, ko man dabar reikia, yra mano PCB gamyba, be abejo, po kelių paprastų paspaudimų persikėliau į JLCPCB - geriausią PCB tiekėją, kad gaučiau geriausią PCB gamybos paslaugą. įkėliau atitinkamus mano dizaino GERBER failus ir nustatiau kai kuriuos parametrus, pvz., PCB storio spalvą ir kiekį, ir šį kartą raudoną spalvą naudosime, kad atitiktų mūsų PCB širdies formos dizainą; tada bent jau turėsite sumokėti tik 2 dolerius, kad gautumėte PCB tik po keturių dienų. Šį kartą pastebėjau apie JLCPCB „nemokama PCB spalva“, tai reiškia, kad už bet kurią pasirinktą PCB spalvą mokėsite tik 2 USD.

Susiję atsisiuntimo failai

Kaip matote paveikslėliuose aukščiau, PCB yra labai gerai pagaminta, o aš turiu tą patį PCB dizainą, kurį sukūrėme pagrindinei plokštei, ir visas etiketes, yra logotipų, kurie padės man atlikti litavimo veiksmus. Taip pat galite atsisiųsti šios grandinės „Gerber“failą iš žemiau esančios atsisiuntimo nuorodos tuo atveju, jei norite pateikti užsakymą dėl tos pačios schemos.

5 žingsnis: Ingredientai

Prieš pradėdami lituoti elektronines dalis, peržiūrėkite mūsų projekto komponentų sąrašą, todėl mums reikės:

★ ☆ ★ Būtini komponentai ★ ☆ ★

- PCB, kurią užsakome iš JLCPCB- „Arduino Uno“:

- 330 omų rezistoriai:

- 16 MHz kvarco osciliatorius:

- „HeartPulse“jutiklis:

- Garsinis signalas:

- OLED ekranas:

- RGB šviesos diodas:

6 žingsnis: elektroninis surinkimas

Dabar viskas paruošta, todėl pradėkime lituoti savo elektroninius komponentus prie PCB ir tam mums reikia lituoklio ir lituoklio laido bei SMD komponentų SMD perdirbimo stoties.

Svarbiausia saugumas

Lituoklis

Niekada nelieskite lituoklio elemento….400 ° C!

Šildomus laidus laikykite pincetu ar spaustukais.

Visada grąžinkite lituoklį į stovą, kai jis nenaudojamas.

Niekada nedėkite jo ant darbo stalo.

Išjunkite įrenginį ir atjunkite jį nuo elektros tinklo, kai nenaudojate.

Kaip matote, šią PCB naudoti yra labai paprasta dėl jos labai aukštos kokybės gamybos ir nepamirštant etikečių, kurios padės jums vaikinams lituojant kiekvieną komponentą, nes viršutiniame šilko sluoksnyje rasite kiekvieno komponento etiketę, nurodančią jo vietą plokštę ir tokiu būdu būsite 100% tikri, kad nepadarysite jokių litavimo klaidų. Kiekvieną komponentą lituosiu iki jo vietos ir galite naudoti abi PCB puses elektroniniams komponentams lituoti.

7 veiksmas: programinės įrangos dalis ir bandymas

Viskas, ko mums dabar reikia, yra programinė įranga, aš jums sukūriau šį „Arduino“kodą ir jūs galite jį nemokamai gauti iš žemiau esančios nuorodos, kodas yra labai gerai pakomentuotas, kad galėtumėte jį suprasti ir pritaikyti savo poreikiams, mums reikia „Arduino Uno“plokštės, kad galėtume įkelti kodą į mūsų ATmega328 MCU, tada paimame MCU ir įdedame jį į plokštės lizdą.

Mums reikia išorinio 5 V maitinimo adapterio, kad įjungtume įrenginį, ir štai mes, kaip matote, vaikinai, prietaisas rodo dūžius per minutę ir rodo širdies impulsų grafiką, pavaizduotą OLED ekrane, nepamirštant šio RGB šviesos diodo, rodančio kūno būklę taip pat.

Šis projektas yra labai lengvai įgyvendinamas ir nuostabus, specialiai su OLED ekranu, kuris galėtų būti geriausias pasirinkimas pradėti biomedicinos prietaisų kūrimą, tačiau vis tiek reikia atlikti keletą kitų patobulinimų, kad būtų daug sviesto, todėl laukiu už jūsų pasiūlymus ją patobulinti.