Heart rate monitor with PC connectivity (1 / 4 steg)

Steg 1: teori

Puls är antalet pulsslag per tidsenhet och uttrycks vanligtvis i slag per minut (bpm). Hos vuxna slår en normal hjärtat ca 60 till 100 gånger per minut under vilande tillstånd. Vilopuls är direkt relaterad till hälsa och konditionen av en person och är därför viktigt att veta. Du kan mäta pulsen på någon plats på kroppen där du kan känna en puls med fingrarna. De vanligaste platserna är handled och hals. Du kan räkna antalet pulser inom ett visst tidsintervall (säga 15 sek) och avgöra enkelt pulsen i slag per minut.

Detta projekt beskriver en mikrokontroller baserade puls measuement system som använder optiska sensorer för att mäta förändring i blodvolym på fingertoppen med varje hjärtslag. Sensor-enhet består av en IR-diode light emitting-(IR-LED) och en fotodiod, placerade sida vid sida som visas nedan. IR-dioden överför ett infrarött ljus in fingertoppen (placeras över sensorn enheten), och en fotodiod känner av del av ljuset som reflekteras tillbaka. Intensiteten hos det reflekterade ljuset beror på blodvolymen inuti fingertoppen. Så, varje hjärtslag något förändrar mängden reflekterade infraröda ljus som kan upptäckas av fotodiod. Med en ordentlig signal, kan denna lilla förändring i amplituden av det reflekterade ljuset omvandlas till en puls. Pulserna kan senare räknas av mikrokontroller att bestämma hjärtfrekvensen.

Detta projekt bygger på principen om pulspletysmografi (PPG) som är en icke-invasiv metod för att mäta variationen i blodvolym i vävnader med hjälp av en ljuskälla och en detektor. Eftersom förändringen av blodvolym är synkron till hjärtrytm, kan denna teknik användas att beräkna hjärtfrekvensen. PPG signalen har två komponenter, ofta kallad AC och DC. Komponenten AC orsakas främst av pulserande volymförändringar arteriellt blod, som är synkront med hjärtrytm. Så, AC komponenten kan användas som en informationskälla för puls. Denna AC komponent är ovanpå på en stor DC komponent som relaterar till vävnader och att den genomsnittliga blodvolymen. Del-Anseendedcen måste tas bort för att mäta AC vågformen med högt signal-brus-förhållande. Eftersom den användbara AC signalen är endast en mycket liten del av hela signalen, krävs också en effektiv amplifiering krets att extraktet önskad information från den.