Le capteur de rythme cardiaque offre un moyen simple d'étudier la fonction du cœur qui peut être mesurée sur la base du principe du signal psycho-physiologique utilisé comme stimulus pour le système de réalité virtuelle. La quantité de sang dans le doigt change avec le temps.

Le capteur fait briller un lobe lumineux (une petite LED très brillante) à travers l'oreille et mesure la lumière qui est transmise au Résistance dépendante de la lumière . Le signal amplifié est inversé et filtré, dans le circuit. Afin de calculer la fréquence cardiaque en fonction du flux sanguin jusqu'au bout du doigt, un capteur de fréquence cardiaque est assemblé à l'aide de LM358 OP-AMP pour surveiller les pulsations cardiaques.

Capteur de rythme cardiaque

Caractéristiques du capteur de rythme cardiaque

Indique le rythme cardiaque par une LED
Fournit un signal numérique de sortie directe pour connexion à un microcontrôleur
Possède une taille compacte
Fonctionne avec une tension de travail de + 5V DC

Applications principales du capteur de rythme cardiaque

Fonctionne comme un moniteur de fréquence cardiaque numérique
Fonctionne comme un système de surveillance de la santé des patients
Utilisé comme un contrôle Bio-Feedback de applications robotiques

Fonctionnement d'un capteur de rythme cardiaque

Le capteur de rythme cardiaque Le schéma électrique comprend un détecteur de lumière et une LED rouge vif. La LED doit être d'une intensité ultra-brillante car la lumière maximale passe et se propage si un doigt placé sur la LED est détecté par le détecteur.

Schéma du circuit du capteur de rythme cardiaque

Principe du capteur de rythme cardiaque

Maintenant, lorsque le cœur pompe le sang à travers les vaisseaux sanguins, le doigt devient légèrement plus opaque à cause de cela, moins de lumière arrive de la LED au détecteur. Avec chaque impulsion cardiaque générée, le signal du détecteur varie. Le signal de détection varié est converti en une impulsion électrique. Ce signal électrique est amplifié et déclenché par un amplificateur qui donne une sortie de signal de niveau logique + 5V. Le signal de sortie est également dirigé par un affichage LED qui clignote à chaque fréquence cardiaque.

Comprenons son application principale en considérant un projet comme un exemple pratique à l'aide d'un capteur de rythme cardiaque.

Système de surveillance de la santé sans fil pour les patients

L'objectif principal de ce système de santé automatique est de surveiller la température corporelle, la fréquence cardiaque et la fréquence cardiaque d'un patient et de les afficher au médecin à l'aide de la technologie RF.

Dans les hôpitaux, la température corporelle et la fréquence cardiaque des patients doivent être surveillées régulièrement, ce qui est généralement effectué par des médecins ou d'autres membres du personnel paramédical. Ils observent la température corporelle et le rythme cardiaque (que ce soit 72 fois par minute). Les médecins et les autres membres du personnel de gestion de l'hôpital enregistrent la température corporelle et les battements cardiaques de chaque patient.

Ce projet de système de surveillance de la santé comprend divers composants tels qu'un Microcontrôleur 8051 , une unité d'alimentation régulée 5V, un capteur de température, un capteur de rythme cardiaque, un émetteur RF, un module récepteur et un écran LCD. Le microcontrôleur est utilisé comme cerveau de l'ensemble du projet pour surveiller le rythme cardiaque, la fréquence du pouls et la température corporelle des patients. Le fonctionnement de ce projet de système de surveillance est illustré à l'aide d'un schéma de principe, qui comprend divers blocs tels qu'un bloc d'alimentation qui alimente l'ensemble du circuit, un capteur de température qui calcule la température corporelle des patients et un capteur de rythme cardiaque pour surveiller les battements cardiaques des patients.

Schéma fonctionnel de l'émetteur

“similitudes et différences entre les moteurs et les générateurs ”

Dans la section émetteur, le capteur de température est utilisé pour lire la température corporelle des patients en continu et le capteur de rythme cardiaque pour surveiller le rythme cardiaque des patients, puis les données sont envoyées aux microcontrôleurs 8051. Les données sont d'abord transmises, puis codées en données série par voie aérienne par un Module radiofréquence . La température corporelle des patients et les pulsations cardiaques par minute sont affichées sur l'écran LCD. À l'aide d'une antenne RF placée à l'extrémité de l'émetteur, les données sont transmises à la section de réception.

Schéma fonctionnel du récepteur

Dans la section récepteur, un récepteur est placé à l'autre extrémité pour recevoir les données et les données reçues sont décodées à l'aide d'un décodeur, et les données transmises (température corporelle, pulsations cardiaques) sont comparées aux données stockées dans le microcontrôleur, et puis les données résultantes s'affichent sur l'écran LCD. Le module RF du récepteur placé sur la partition du médecin lit en permanence les conditions de santé du patient telles que la température corporelle, la fréquence cardiaque et la fréquence cardiaque, et affiche le résultat sur l'écran LCD, sans fil.

Moniteur de rythme cardiaque numérique à l'aide d'un microcontrôleur

Le projet est conçu de manière à surveiller la mesure de la fréquence cardiaque à l'aide d'un microcontrôleur à l'aide d'un capteur de fréquence cardiaque.

Description du circuit: Le schéma du circuit du capteur de rythme cardiaque est basé sur un Microcontrôleur AT89S52 et d'autres composants tels qu'un capteur de rythme cardiaque, une alimentation électrique, un circuit oscillateur à cristal, des résistances, des condensateurs et un écran LCD.

Schéma du circuit du moniteur de rythme cardiaque numérique

Le microcontrôleur AT89S52 est le plus microcontrôleur populaire sélectionnés parmi une famille de 8051 microcontrôleurs. Un microcontrôleur 8 bits est utilisé pour contrôler toutes les opérations du circuit. Il contrôle également les pulsations cardiaques générées par le capteur de rythme cardiaque.

Ce projet utilise un capteur de rythme cardiaque utilisé pour contrôler les pulsations cardiaques des patients cardiaques. De plus, des écrans LCD sont utilisés pour l'affichage. Un microcontrôleur AT89S52 est utilisé pour surveiller en continu la fréquence cardiaque et la fréquence cardiaque du patient, en tenant compte de la programmation C intégrée fait dans le microcontrôleur en utilisant le logiciel KEIL. L'ensemble du circuit est alimenté par les différents blocs comme le régulateur de tension et transformateur abaisseur , utilisé dans le circuit d'alimentation. Le régulateur de tension produit une tension de sortie constante de 5 volts.

Schéma de circuit du moniteur de rythme cardiaque numérique

Composants utilisés:

Microcontrôleur AT89S52: L’appareil utilisé dans ce projet est «AT89S52», qui est un Microcontrôleur 8051 produit par Atmel Corporation. Ce microcontrôleur est le fragment le plus important de ce projet car il contrôle toutes les opérations du circuit telles que la lecture des données d'impulsions de fréquence cardiaque à partir du capteur de rythme cardiaque.

Source de courant: Ce bloc d'alimentation se compose d'un transformateur abaisseur, d'un pont redresseur, d'un condensateur et d'un régulateur de tension. L'alimentation en courant actif monophasé du secteur est abaissée à une plage de tension inférieure qui est à nouveau redressée en courant continu par utilisant un pont redresseur . Ce courant continu redressé est filtré et régulé sur toute la plage de fonctionnement du circuit avec un condensateur et un régulateur de tension IC, respectivement.

LCD: La plupart des projets utilisent Écrans LCD pour afficher des informations telles que la fréquence cardiaque, la température corporelle, etc. Différents affichages sont utilisés dans les projets tels que les affichages à sept segments et les affichages LED. La sélection de l'affichage dépend de la prise en compte de ces paramètres: coût des écrans, consommation d'énergie et conditions d'éclairage ambiant.

Résistances: La résistance est bien définie comme le rapport de la tension appliquée à ses bornes et du courant qui la traverse. La valeur de la résistance dépend d'une tension fixe qui limite le courant qui la traverse. La résistance est un composant passif utilisé pour contrôler le courant dans un circuit électronique.

Condensateurs: Le but principal d'un condensateur est de stocker la charge. Le produit de la valeur de capacité et de la tension appliquée aux bornes d'un condensateur est égal à la charge stockée dans le condensateur.

Oscillateur à cristal: Un circuit oscillateur à cristal est un type de circuit électronique qui utilise la résonance mécanique d'un circuit vibrant utilisé pour générer des signaux électriques en faisant varier la fréquence. Un microcontrôleur AT89S52 contrôle les cristaux pour synchroniser son fonctionnement. Le type de synchronisation effectuée dans ce circuit est appelé cycle de la machine.

Fonctionnement du circuit

Dans ce système, un circuit oscillateur à cristal est connecté entre les broches 18 et 19 du microcontrôleur AT89S52 utilisé pour faire fonctionner les ensembles d'instructions à une plage de fréquences d'horloge variée. Un cycle machine est utilisé pour mesurer le temps minimum pour exécuter le jeu d'instructions unique.
Le circuit de réinitialisation est connecté à la broche 9 du microcontrôleur AT89S52 à l'aide d'un condensateur et d'une résistance. L'autre extrémité de la résistance est connectée à la terre (20 broches) et l'autre extrémité du condensateur est connectée à la borne (EA / Vpp) 31. La résistance et le condensateur sont connectés de manière à effectuer manuellement un mode de fonctionnement de réinitialisation. Si l'interrupteur se ferme, la broche de réinitialisation est réglée sur le haut.
Le capteur Heartbeat connecté à la broche port1.0 du microcontrôleur est utilisé pour surveiller les pulsations du cœur , et ces signaux d'impulsion sont envoyés au microcontrôleur et comparés aux données programmées stockées dans le microcontrôleur à l'aide du logiciel Keil. Chaque fois que les impulsions de fréquence cardiaque de l’entrée sont reçues, le compteur du microcontrôleur compte ces impulsions pendant une certaine période.
Les écrans LCD sont connectés aux broches du port 2 du microcontrôleur AT89S52. La durée de l'impulsion d'un battement cardiaque sera d'une seconde, et en divisant 60 000 par 1 000, nous aurons le résultat approprié comme 60, qui sera alors affiché sur l'écran LCD.

Il s'agit du capteur de rythme cardiaque et de son fonctionnement avec des applications pertinentes et des exemples pratiques en détail. De plus, pour toute question concernant ce sujet ou sur les aspects électriques et projets électroniques nous en commentant dans la section des commentaires ci-dessous.

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