არდუინოს გულისცემა ეკგ ეკრანით და ხმით: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

Გამარჯობა ბიჭებო! ვიმედოვნებ, რომ თქვენ უკვე მოგეწონათ ჩემი წინა სასწავლო "Arduino LIXIE საათი" და მზად ხართ ახლისთვის, როგორც ყოველთვის მე გავაკეთე ეს გაკვეთილი, რომელიც დაგეხმარებათ ეტაპობრივად გაგიწიოთ ამგვარი სუპერ საოცარი დაბალბიუჯეტიანი ელექტრონული პროექტების გაკეთებისას, რომელიც არის "Arduino გულის პულსის მოწყობილობა ".

ამ პროექტის შექმნისას ჩვენ შევეცადეთ დავრწმუნდეთ, რომ ეს ინსტრუქცია იქნება თქვენთვის საუკეთესო სახელმძღვანელო, რათა დაგეხმაროთ თუ გინდათ საკუთარი ეკგ -ს გაკეთება, ამიტომ ვიმედოვნებთ, რომ ეს ინსტრუქცია შეიცავს საჭირო დოკუმენტებს.

ეს პროექტი იმდენად მოსახერხებელია სპეციალურად პერსონალური PCB- ს მიღების შემდეგ, რომ ჩვენ JLCPCB– ს შევუკვეთეთ ჩვენი ელექტრონული მოწყობილობის გარეგნობის გასაუმჯობესებლად და ასევე არის საკმარისი დოკუმენტები და კოდები ამ სახელმძღვანელოში, რომელიც საშუალებას მოგცემთ მარტივად შექმნათ თქვენი Arduino Heart პულსის ჩვენება. ჩვენ შევქმენით ეს პროექტი მხოლოდ 3 დღეში, სულ რაღაც ორ დღეში, რომ მივიღოთ ყველა საჭირო ნაწილი და დავასრულოთ ტექნიკის დამზადება და აწყობა, შემდეგ ჩვენ მოვამზადეთ კოდი, რომელიც მოერგება ჩვენს პროექტს და დავიწყებთ ტესტირებას და მორგებას.

რას ისწავლით ამ ინსტრუქციიდან:

1. აპარატურის სწორი შერჩევა თქვენი პროექტის ფუნქციონირების მიხედვით.
2. გაიგეთ გულის პულსის სენსორის ტექნოლოგია.
3. მოამზადეთ სქემის დიაგრამა ყველა შერჩეული კომპონენტის დასაკავშირებლად.
4. შეაგროვეთ პროექტის ყველა ნაწილი (მოწყობილობის ყუთი და ელექტრონული შეკრება)..
5. დაიწყეთ საკუთარი გულის პულსის მოწყობილობა.

ნაბიჯი 1: როგორ მუშაობს გულის პულსის სენსორი

როგორც ვიკიპედიაშია განსაზღვრული "ელექტროკარდიოგრაფია არის ელექტროკარდიოგრაფიის (ეკგ ან ეკგ [ა]) წარმოების პროცესი, გულის ელექტრული აქტივობის ჩანაწერი - ძაბვის გრაფიკი დროის წინააღმდეგ [4] კანზე მოთავსებული ელექტროდების გამოყენებით. ეს ელექტროდები გამოავლენენ მცირე ელექტრულ ცვლილებებს, რომლებიც გულის კუნთის დეპოლარიზაციის შედეგია, რასაც მოჰყვება რეპოლარიზაცია ყოველი გულის ციკლის დროს (გულისცემა).”

ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ არ ვიყენებთ ელექტროდებს, არამედ IR სენსორს, გულის პულსის სენსორი არის ბიოსამედიცინო სენსორი, რომელიც

ნიშნავს, რომ ის იყენებს ზოგიერთ ბიოლოგიურ და ფიზიოლოგიურ ცვლადს სხეულის სტატუსის დასახატად.

ვსაუბრობთ ცვლადებზე, ჩვენს სენსორს აქვს ანალოგური გამოსავალი 0V– დან 5V– მდე და ეს გამომავალი მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად სისხლის ნაკადს/წნევას ახორციელებს გული, მაგრამ როგორ აფასებს ეს სენსორი სისხლის ნაკადის ცვლილებებს!

სენსორი იყენებს ინფრაწითელ სიგნალს IR- დიოდიდან, რომელიც დაპროექტებულია თქვენს კანზე. თქვენი კანის ქვეშ არის კაპილარები, რომლებიც სისხლს ატარებენ. ყოველ ჯერზე, როდესაც თქვენი გული იტუმბება, სისხლის მიმოქცევა/წნევა მცირედ იზრდება. ეს ოდნავ ადიდებს კაპილარებს და სწორედ მაშინ ეს ოდნავ უფრო სავსე კაპილარები ასახავს უფრო ინფრაწითელს. ინფრა-დეტექტორი მოწყობილობაზე გრძნობს სხვადასხვა ასახულ IR დონეს და აძლიერებს გაზომულ სიგნალს და გარდაქმნის მას ინტერპრეტაციის ძაბვის სიგნალად, რომელიც შეიძლება გაიგზავნოს ნებისმიერ მიკროკონტროლერზე, როგორიცაა Arduino MCU.

ნაბიჯი 2: CAD და აპარატურის ნაწილები

3D ბეჭდვის ყუთის ნაწილებით დაწყებული, მე გავაკეთე ზემოთ მოყვანილი დიზაინი solidworks პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით და თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ STL ფაილები გადმოსაწერი ბმულიდან, ეს დიზაინი 100% -ით არის რეკომენდებული, რათა დაგეხმაროთ თქვენი მოწყობილობის დამზადებაში, რადგან ის სენსორის ზუსტ ადგილს ითავსებს და OLED ეკრანი.

დიზაინის მომზადების შემდეგ მე მივიღე ჩემი ნაწილები ძალიან კარგად წარმოებული და მზად ვარ მოქმედებისთვის. და როგორც ხედავთ ბოლო ფოტოში ჩვენ მოვამზადეთ დენის კონექტორის განთავსება ყუთის მხარეს.

ნაბიჯი 3: სქემის დიაგრამა

ელექტრონიკაზე გადასვლისას, მე შევქმენი ეს სქემა, რომელიც მოიცავს ამ პროექტისათვის საჭირო ყველა აუცილებელ ნაწილს. მე გულის პულსის სენსორს ვუკავშირებ ჩემს ATMega328P MCU- ს და მე ვაჩვენებ სენსორიდან მიღებული ძაბვის სიგნალს OLED ეკრანის საშუალებით, ნაკვეთი დროთა განმავლობაში გამოჩნდება ძაბვის გამრავლების ევოლუცია და მე ასევე ვიყენებ ზუმერს თითოეული გულის ცემის აღსანიშნავად, RGB LED ასევე გამოიყენება ამ პროექტში, რათა მიუთითოს BPM სტატუსი, ასე რომ, როდესაც BPM ძალიან დაბალია "60 BOM- ზე ნაკლები" LED ყვითლდება, როდესაც BPM ნორმალურია, LED შუქდება მწვანე და როდესაც BPM ძალიან მაღალია, LED ხდება წითელი.

ნაბიჯი 4: PCB დამზადება

JLCPCB- ს შესახებ

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), არის უდიდესი PCB პროტოტიპის საწარმო ჩინეთში და მაღალტექნოლოგიური მწარმოებელი, რომელიც სპეციალიზირებულია სწრაფი PCB პროტოტიპისა და მცირე ზომის PCB წარმოებაში. PCB წარმოების 10 წელზე მეტი გამოცდილებით, JLCPCB– ს ჰყავს 200 000 – ზე მეტი მომხმარებელი სახლში და მის ფარგლებს გარეთ, PCB– ს პროტოტიპების 8 000 – ზე მეტი ონლაინ შეკვეთით და მცირე რაოდენობით PCB– ის წარმოებით დღეში. წლიური წარმოების მოცულობა 200, 000 კვ.მ. სხვადასხვა 1 ფენის, 2 ფენის ან მრავალ ფენის PCB– ებისთვის. JLC არის პროფესიონალური PCB მწარმოებელი, რომელიც გამოირჩევა ფართომასშტაბიანი, კარგად აღჭურვილობით, მკაცრი მენეჯმენტითა და უმაღლესი ხარისხით.

ელექტრონიკაზე საუბარი

სქემის დიაგრამის გაკეთების შემდეგ მე გადავაქციე იგი პერსონალურად PCB დიზაინში და ყველაფერი რაც მე მჭირდება არის ჩემი PCB– ის წარმოება, რა თქმა უნდა გადავედი JLCPCB– ში საუკეთესო PCB მიმწოდებლად, რათა მივიღო საუკეთესო PCB წარმოების სერვისი, რამდენიმე მარტივი დაწკაპუნების შემდეგ ატვირთული მაქვს ჩემი დიზაინის შესაბამისი GERBER ფაილები და მე დავაყენე რამდენიმე პარამეტრი, როგორიცაა PCB სისქის ფერი და რაოდენობა, და ამჯერად ჩვენ გამოვიყენებთ წითელ ფერს ჩვენი PCB- ის გულის ფორმის დიზაინზე; მაშინ სულ მცირე თქვენ უნდა გადაიხადოთ მხოლოდ 2 დოლარი, რომ მიიღოთ PCB მხოლოდ ოთხი დღის შემდეგ, რაც მე ამჯერად JLCPCB- ში შევამჩნიე არის "უსარგებლო PCB ფერი", რაც იმას ნიშნავს, რომ თქვენ გადაიხდით მხოლოდ 2 აშშ დოლარს თქვენს მიერ არჩეული PCB ფერისთვის რა

დაკავშირებული ფაილების ჩამოტვირთვა

როგორც ხედავთ ზემოთ მოცემულ სურათებში, PCB ძალიან კარგად არის წარმოებული და მე მაქვს იგივე PCB დიზაინი, რომელიც ჩვენ გავაკეთეთ ჩვენი ძირითადი დაფისთვის და ყველა ეტიკეტისთვის, ლოგოები არის, რომ გამიწიოს შედუღების ნაბიჯები. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გადმოწეროთ გერბერის ფაილი ამ სქემისთვის ქვემოთ ჩამოტვირთვის ბმულიდან იმ შემთხვევაში თუ გსურთ შეუკვეთოთ იგივე სქემის დიზაინი.

ნაბიჯი 5: ინგრედიენტები

ელექტრონული ნაწილების შედუღების დაწყებამდე გადახედეთ ჩვენი პროექტის კომპონენტების ჩამონათვალს, ასე რომ ჩვენ დაგვჭირდება:

საჭირო კომპონენტები components ☆

- PCB, რომელსაც JLCPCB– სგან ვკვეთავთ- Arduino Uno:

- 330Ohm რეზისტორები:

- 16 MHz კვარცის ოსცილატორი:

- HeartPulse სენსორი:

- ბუზერი:

- OLED ეკრანი:

- RGB LED:

ნაბიჯი 6: ელექტრონული შეკრება

ახლა ყველაფერი მზადაა, ასე რომ დავიწყოთ ჩვენი ელექტრონული კომპონენტების შედუღება PCB– ზე და ამისათვის ჩვენ გვჭირდება გამათბობელი რკინა და გამდუღებელი ძირითადი მავთული და SMD გადამამუშავებელი სადგური SMD კომპონენტებისთვის.

უსაფრთხოება უპირველეს ყოვლისა

გასაყიდი რკინა

არასოდეს შეეხოთ შედუღების ელემენტს….400 ° C!

დაიჭირეთ მავთულები პინცეტით ან სამაგრებით გასათბობად.

ყოველთვის დააბრუნეთ გამაგრილებელი რკინა თავის სადგამზე, როდესაც არ იყენებთ.

არასოდეს დადოთ სამუშაო მაგიდაზე.

გამორთეთ მოწყობილობა და გამორთეთ როდესაც არ იყენებთ.

როგორც ხედავთ, ამ PCB- ის გამოყენება ძალიან ადვილია მისი მაღალი ხარისხის გამო და ეტიკეტების დავიწყების გარეშე, რომლებიც გაგიძღვებათ თითოეული კომპონენტის შედუღების დროს, რადგან აბრეშუმის ზედა ფენაზე ნახავთ თითოეული კომპონენტის ეტიკეტს, რომელიც მიუთითებს მის განთავსებას დაფა და ამ გზით თქვენ 100% დარწმუნებული იქნებით, რომ თქვენ არ დაუშვებთ შედუღების შეცდომებს. მე გავამაგრე თითოეული კომპონენტი მის განლაგებაზე და თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ PCB- ის ორივე მხარე თქვენი ელექტრონული კომპონენტების გასაჯანსაღებლად.

ნაბიჯი 7: პროგრამული უზრუნველყოფის ნაწილი და ტესტი

ყველაფერი რაც ჩვენ გვჭირდება არის პროგრამული უზრუნველყოფა, მე გავაკეთე ეს Arduino კოდი თქვენთვის და შეგიძლიათ უფასოდ გქონდეთ ქვემოთ მოცემული ბმულიდან, კოდი არის ძალიან კარგად გამოხმაურებული, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ და შეცვალოთ იგი თქვენი საჭიროებების შესაბამისად, ჩვენ გვჭირდება Arduino Uno დაფა, რომ ავტვირთოთ კოდი ჩვენს ATmega328 MCU– ში, შემდეგ ვიღებთ MCU– ს და ვდებთ მის ბუდეში დაფაზე.

ჩვენ გვჭირდება გარე 5V ადაპტერი მოწყობილობის ჩასართავად და აქ ვართ, როგორც ხედავთ ბიჭები მოწყობილობა აჩვენებს Beats წუთში და აჩვენებს OLED ეკრანზე გამოსახულ გულის იმპულსების გრაფიკს ამ RGB LED დავიწყების გარეშე, რომელიც მიუთითებს სხეულის მდგომარეობაზე ასევე

ეს პროექტი იმდენად ადვილი გასაკეთებელია და გასაოცარი, სპეციალურად OLED ეკრანით, რომელიც შეიძლება იყოს თქვენი საუკეთესო არჩევანი ბიომექანიკური გაჯეტების დამზადების დასაწყებად, მაგრამ კიდევ სხვა გაუმჯობესების შესასრულებლად, რათა ის უფრო კარაქი იყოს, ამიტომაც დაველოდები თქვენი წინადადებების გასაუმჯობესებლად.