El sensor de batec del cor proporciona una manera senzilla d'estudiar la funció del cor que es pot mesurar basant-se en el principi del senyal psico-fisiològic utilitzat com a estímul per al sistema de realitat virtual. La quantitat de sang al dit canvia respecte al temps.

El sensor fa brillar un lòbul de llum (un petit LED molt brillant) a través de l’orella i mesura la llum que es transmet a la Resistència dependent de la llum . El senyal amplificat s’inverteix i es filtra al circuit. Per tal de calcular la freqüència cardíaca en funció del flux sanguini fins a la punta dels dits, es monta un sensor de freqüència cardíaca amb l’ajut de LM358 OP-AMP per controlar les pulsacions del batec del cor.

Sensor de batec del cor

Característiques del sensor de batec del cor

Indica els batecs del cor mitjançant un LED
Proporciona un senyal digital de sortida directa per a connectant-se a un microcontrolador
Té una mida compacta
Funciona amb una tensió de treball de + 5V CC

Aplicacions primàries del sensor de batec del cor

Funciona com a monitor de ritme cardíac digital
Funciona com a sistema de vigilància de la salut del pacient
S'utilitza com a control de Bio-Feedback de aplicacions robòtiques

Funcionament d’un sensor de batec del cor

El sensor de batec del cor El diagrama de circuits comprèn un detector de llum i un LED vermell brillant. El LED ha de tenir una intensitat molt brillant perquè la llum màxima passa i s’estén si el detector detecta un dit col·locat al LED.

Diagrama del circuit del sensor de batecs del cor

Principi del sensor de batecs del cor

Ara, quan el cor bombeja la sang a través dels vasos sanguinis, el dit es torna una mica més opac a causa d’això, s’arriba a una menor quantitat de llum des del LED fins al detector. Amb cada pols cardíac generat, el senyal del detector varia. El variat senyal del detector es converteix en un pols elèctric. Aquest senyal elèctric s’amplifica i s’activa a través d’un amplificador que dóna una sortida de senyal de nivell lògic de + 5V. El senyal de sortida també està dirigit per una pantalla LED que parpelleja a cada ritme cardíac.

Entenguem la seva aplicació principal considerant un projecte com un exemple pràctic amb l’ajut d’un sensor de batec del cor.

Sistema de control de salut sense fils per a pacients

L’objectiu principal d’aquest sistema de salut automàtic és controlar la temperatura corporal, la freqüència cardíaca i la freqüència de pols d’un pacient i mostrar-los al metge mitjançant la tecnologia de RF.

Als hospitals, cal controlar amb regularitat la temperatura corporal dels pacients i la freqüència de batec del cor, cosa que solen fer els metges o un altre personal paramèdic. Observen la temperatura corporal i els ritmes de batec del cor (ja sigui 72 vegades per minut). Els metges i la resta de personal de gestió hospitalària mantenen un registre de la temperatura corporal i els batecs del cor de cada pacient.

Aquest projecte de sistema de vigilància de la salut inclou diversos components, com ara un Microcontrolador 8051 , una font d'alimentació regulada de 5 V, un sensor de temperatura, un sensor de batec del cor, un transmissor de RF, un mòdul receptor i una pantalla LCD. El microcontrolador s’utilitza com a cervell de tot el projecte per controlar els batecs del cor, la freqüència del pols i la temperatura corporal dels pacients. El funcionament d’aquest projecte de sistema de monitorització s’il·lustra amb l’ajuda d’un diagrama de blocs, que inclou diversos blocs, com ara un bloc d’alimentació que subministra energia a tot el circuit, un sensor de temperatura que calcula la temperatura corporal dels pacients i un sensor de batec del cor per controlar els batecs del pacient.

Esquema de blocs del transmissor

“com fer generador d’energia gratuït a casa ”

A la secció del transmissor, el sensor de temperatura s’utilitza per llegir la temperatura corporal dels pacients de forma contínua i el sensor de batec del cor per controlar la freqüència dels batecs del pacient i, a continuació, les dades s’envien als microcontroladors 8051. Les dades es transmeten primer i després es codifiquen en dades serials a través de l’aire per mitjà d’un Mòdul de radiofreqüència . A la pantalla LCD es mostra la temperatura corporal dels pacients i els pulsacions de batecs del cor per minut. Amb l'ajuda d'una antena de RF col·locada a l'extrem del transmissor, les dades es transmeten a la secció del receptor.

Diagrama de blocs del receptor

A la secció del receptor, es col·loca un receptor a l’altre extrem per rebre les dades i les dades rebudes es descodifiquen mitjançant un descodificador, i les dades transmeses (temperatura corporal, pulsacions de batecs del cor) es comparen amb les dades emmagatzemades al microcontrolador, i llavors les dades resultants es mostren a la pantalla LCD. El mòdul de receptor de RF situat a la partició del metge llegeix contínuament les condicions de salut del pacient, com ara la temperatura corporal, la freqüència cardíaca i la freqüència de pols, i mostra el resultat a la pantalla LCD sense fils.

Monitor de batecs del cor digital mitjançant microcontrolador

El projecte està dissenyat de manera que es pugui controlar la mesura del ritme cardíac mitjançant un microcontrolador amb l’ajut d’un sensor de batec cardíac.

Descripció del circuit: el diagrama del circuit del sensor de batecs del cor es basa en un Microcontrolador AT89S52 i altres components com el sensor de batec del cor, la font d'alimentació, un circuit d'oscil·lador de cristall, resistències, condensadors i pantalla LCD.

Diagrama de circuits del monitor de batecs cardíacs digitals

El microcontrolador AT89S52 és el que més popular microcontrolador seleccionat d’una família de 8051 microcontroladors. S'utilitza un microcontrolador de 8 bits per controlar totes les operacions del circuit. També controla els polsos de batec del cor generats a partir del sensor de batecs del cor.

Aquest projecte fa servir un sensor de batec del cor utilitzat per controlar els polsos de batec del cor dels pacients amb cor. A més, s’utilitzen LCD per a la visualització. Un microcontrolador AT89S52 s’utilitza per controlar de forma contínua la freqüència de batec cardíac i de pulsació del pacient, que es realitza tenint en compte la programació C incrustada fet en microcontrolador mitjançant el programari KEIL. Tot el circuit obté energia dels diferents blocs com el regulador de tensió i transformador descendent , s'utilitza en el circuit d'alimentació. El regulador de tensió produeix una tensió de sortida constant de 5 volts.

Diagrama de circuits del monitor de batecs del cor digital

Components utilitzats:

Microcontrolador AT89S52: El dispositiu utilitzat en aquest projecte és 'AT89S52', que és un típic Microcontrolador 8051 produït per Atmel Corporation. Aquest microcontrolador és el fragment més important d’aquest projecte, ja que controla totes les operacions del circuit, com ara llegir les dades de pulsacions del ritme cardíac des del sensor de pulsacions.

Font d'alimentació: Aquest bloc d'alimentació consisteix en un transformador reductor, un rectificador de pont, un condensador i un regulador de tensió. La font d'alimentació de corrent actiu monofàsic de la xarxa es redueix a un rang de tensió inferior que torna a ser rectificat a corrent continu per mitjançant un rectificador de pont . Aquest corrent continu rectificat es filtra i es regula a tot el rang de funcionament del circuit amb un condensador i un regulador de voltatge IC, respectivament.

LCD: La majoria dels projectes fan ús Pantalles LCD per mostrar informació com la freqüència de batec cardíac, la temperatura corporal, etc. Hi ha diverses pantalles utilitzades en projectes com ara pantalles de set segments i pantalles LED. La selecció de la pantalla depèn de considerar aquests paràmetres: cost de les pantalles, consum d'energia i condicions d'il·luminació ambiental.

Resistències: La resistència està ben definida com la proporció de la tensió aplicada a través dels seus terminals i el corrent que la travessa. El valor de la resistència depèn d’una tensió fixa que limita el corrent que la travessa. La resistència és un component passiu s’utilitza per controlar el corrent en un circuit electrònic.

Condensadors: L’objectiu principal d’un condensador és emmagatzemar càrrega. El producte del valor de la capacitat i la tensió aplicada a través d’un condensador és igual a la càrrega emmagatzemada al condensador.

Oscil·lador de vidre: Un circuit oscil·lador de cristall és un tipus de circuit electrònic que fa ús de la ressonància mecànica d’un circuit vibrant que s’utilitza per generar senyals elèctrics variant la freqüència. Un microcontrolador AT89S52 controla els cristalls per sincronitzar el seu funcionament. El tipus de sincronització realitzat en aquest circuit es coneix com a cicle de màquina.

Funcionament del circuit

En aquest sistema, es connecta un circuit d'oscil·lador de cristall entre els pins 18 i 19 del microcontrolador AT89S52 que s'utilitza per operar els conjunts d'instruccions a un rang de freqüència de rellotge diferent. S’utilitza un cicle de màquina per mesurar el temps mínim per executar el conjunt d’instruccions.
El circuit de reinici es connecta al pin 9 del microcontrolador AT89S52 amb l'ajut d'un condensador i una resistència. L’altre extrem de la resistència està connectat a la terra (20pin) i l’altre extrem del condensador està connectat al pin de 31 (EA / Vpp). La resistència i el condensador es connecten de manera que realitzen un mode de funcionament de restabliment manualment. Si l’interruptor es tanca, el pin de restabliment està ajustat.
S’utilitza un sensor de batecs del cor connectat al port1 pin del microcontrolador controlant els polsos del cor , i aquests senyals d'impulsos s'envien al microcontrolador i es comparen amb les dades programades emmagatzemades al microcontrolador mitjançant el programari Keil. Sempre que es reben els polsos de freqüència cardíaca de l’entrada, el comptador del microcontrolador compta aquests impulsos durant un període de temps determinat.
Les pantalles LCD estan connectades al port de 2 pins del microcontrolador AT89S52. La durada del pols d’un batec del cor serà d’un segon i, dividint 60.000 per 1.000, tindrem el resultat adequat com a 60, que després es mostrarà a la pantalla LCD.

Es tracta del sensor de batec del cor i del seu funcionament amb aplicacions rellevants i exemples pràctics en detall. A més, per a qualsevol consulta sobre aquest tema o sobre elèctrica i projectes electrònics comentant-nos a la secció de comentaris que es mostra a continuació.

Crèdits fotogràfics: