Neste artigo, discutimos exaustivamente um circuito do sensor electrónico de frequência cardíaca relativamente preciso, processado por alguns estágios de circuito opamp discretamente conectados, e subsequentemente aprenderemos como isso pode ser modificado para fazer um circuito de alarme de monitor de frequência cardíaca.

Nota: Ola, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc...
Veja na FONTE até ser revisado o post. -status (revisado 40% 21/01/2019)-
 Mas se gostou compartilhe!!!

Usando sensores de fotodiodos infravermelhos

A detecção dos pulsos do coração é basicamente feita por dois diodos de foto IR, sendo um transmissor de IR enquanto o outro aceptor.

Os raios infravermelhos lançados pelo diodo transmissor são refletidos a partir do conteúdo de sangue da ponta do dedo de uma pessoa e são recebidos pelo diodo receptor.

A intensidade dos raios refletidos varia na proporção determinada pela taxa de bombeamento do coração e pela diferença nos níveis sanguíneos oxigenados dentro do conteúdo de sangue.

Os sinais detectados dos diodos infravermelhos são processados ​​pelos estágios opostos mostrados, que são, na verdade, um par de circuitos ativos de filtro passa-baixa idênticos determinados para cortar em torno de 2,5 Hz. Isto implica que a medição máxima atingível na frequência cardíaca seria restrita a cerca de 150 bpm.

Usamos o IC MCP602 para o processamento na forma de IC1a e IC1b no sensor de frequência cardíaca proposto e no projeto do processador. O IC é um dual opamp fabricado por microchip.

Operação de Circuito

Ele é projetado para funcionar com suprimentos únicos e, portanto, torna-se extremamente favorável para o circuito discutido, que deve funcionar a partir de uma única célula de 9V.

Isso também significa que a saída do opamp seria capaz de produzir variações de voltagem positivas a negativas correspondentes aos sinais de freqüência cardíaca detectados dos diodos IR.

Como as condições ambientais podem ser poluídas com muitos sinais dispersos, os opamps precisam ser imunizados contra todos esses distúrbios elétricos espúrios, portanto, os capacitores de bloqueio na forma dos capacitores 1uF mostrados são posicionados nas entradas de cada opamps.

O primeiro opamp é ajustado para produzir um ganho de 101, o segundo sendo idêntico à primeira configuração IC1a, também é ajustada no ganho 101.

No entanto, isso implica que o ganho total ou final do circuito na saída é processado em impressionantes 101 x 101 = 10201, esse ganho alto garante uma perfeita detecção e processamento dos pulsos de freqüência cardíaca de entrada extremamente fracos e obscuros fornecidos pelo IR diodos.

Pode ser visto um LED ligado atrav da saa do segundo IC1b opamp que pisca em resposta aos pulsos de ritmo cardco recebidos a partir do andar de diodo IR.

O aplicativo apresentado aqui é apenas para fins de design de referência e não se destina a nenhum uso de salva-vidas ou monitoramento médico.

Diagrama de circuito

Como configurar o circuito do sensor de frequência cardíaca 

Configurando o sensor de frequência cardíaca proposto, o processador é realmente muito fácil.

Como todos nós entenderemos, a diferença entre o sangue oxigenado e o sangue desoxigenado dificilmente poderia ser distinguida e exigir extrema precisão em todos os aspectos, a fim de permitir ao processador julgar as sutis diferenças dentro da corrente sanguínea e ainda assim ser capaz de se converter em uma mudança na tensão de oscilação na saída.

Para garantir um feixe IR perfeitamente otimizado do diodo IR Tx, a corrente através dele deve ser restrita a uma proporção bem calculada de tal forma que o sangue oxigenado ofereça uma resistência relativamente maior para os raios passarem, mas permite uma quantidade relativamente menor de resistência para os raios durante o estado desoxigenado do sangue. Isso torna mais fácil para o opamp distinguir entre os pulsos pulsados ​​do coração.

Isso é feito simplesmente ajustando a predefinição de 470 ohms.

Mantenha o dedo indicador sobre o par D1 / D2, ligue a alimentação e continue ajustando o preset até que o LED na saída comece a desenvolver um efeito piscante distinto.

Sele a predefinição assim que isso for alcançado.

Posicionamento do dedo indicador sobre os diodos fotográficos incluídos

Isso pode ser feito soldando os diodos sobre o PCB a uma distância calculada que se torna boa apenas para a ponta do dedo indicador cobrir completamente as pontas irradiantes dos diodos.

Para uma resposta ótima, os diodos devem ser colocados dentro de tubos de plástico opacos de tamanho adequado, como mostra a figura a seguir:

 

Na seção a seguir, aprenderemos sobre um monitor de frequência cardíaca simples e um circuito de alarme especialmente projetado para os cidadãos idosos, para manter um registro da taxa crítica do coração.

Aqui explora um circuito simples que pode ser usado para monitorar a freqüência cardíaca crítica de um paciente (idoso), o circuito também inclui um alarme para indicar a situação. A ideia foi solicitada pelo Sr. Raj Kumar Mukherji

Especificações técnicas

Espero que você esteja bem. 

O propósito de escrever aqui é compartilhar com você uma idéia de um projeto – projetar um “alarme de monitor de freqüência cardíaca” que pode ser feito usando componentes de baixo custo comumente disponíveis e que produzirá um alarme sonoro sempre que a pulsação de alguém for encontrado para ser anormal. Deve atender as seguintes condições também:

uma. Compacto e leve, portanto portátil

b. Consuma o mínimo de energia, portanto, deve funcionar 24×7 por um mês ou dois a partir de um par de baterias AA ou um pacote de 9 volts

c. Deve ser bastante preciso em seu desempenho

Eu sei que existem muitos desses circuitos disponíveis na rede, mas seu desempenho e confiabilidade são questionáveis. A unidade pode ser muito útil especialmente para pessoas idosas (com / sem doença cardíaca), para pacientes acamados e assim por diante. Quando o coração ou bate a uma taxa maior / menor do que um valor de limiar médio definido, o alarme soará alto o suficiente para alertar as pessoas ao redor do paciente.

Espero que minha proposta esteja clara para você. No entanto, se você tiver alguma dúvida, por favor mande-me um e-mail.

Obrigado,

Atenciosamente, 
Raj Kumar Mukherji

O design

No post anterior, aprendemos a fazer um circuito sensor de frequência cardíaca com processador, que pode ser usado apropriadamente no circuito de alarme crítico de frequência cardíaca proposto.

O aplicativo apresentado aqui é apenas para fins de design de referência e não se destina a nenhum uso de salva-vidas ou monitoramento médico.

Diagrama do circuito

 

Com referência aos diagramas acima, podemos ver alguns estágios do circuito, sendo o primeiro o sensor / processador de frequência cardíaca com um multiplicador de frequência integrado, enquanto o segundo na forma de um integrador, comparador.

O design do processador de sinal superior foi explicado de forma abrangente no parágrafo anterior , o multiplicador de voltagem adicional que foi integrado ao processador usa o IC 4060 para multiplicar as frequências cardíacas relativamente mais lentas em uma taxa de frequência alta que varia proporcionalmente.

A frequência cardíaca acima da frequência proporcionalmente variável que varia do pino 7 da IC 4060 é alimentada à entrada de um integrador cujo trabalho é converter a frequência de variação digital num sinal analógico exponencial com variação proporcional.

Finalmente, esta tensão analógica é aplicada à entrada não inversora de um comparador Ic 741. O comparador é ajustado através da pré-seleção de 10k conectada, de tal forma que o nível de tensão no pino 3 fica logo abaixo da tensão de referência no pino 2 quando a frequência cardíaca está na vizinhança da região segura.

No entanto, se a frequência cardíaca tende a aumentar na região crítica, um nível de tensão proporcionalmente maior é desenvolvido no pino 3 que cruza o nível de referência do pino 2, fazendo com que a saída do opamp aumente e soe o alarme.

A configuração acima apenas monitora e alarma a frequência cardíaca crítica mais alta, a fim de obter um monitoramento bidirecional, ou seja, para obter um alarme tanto para freqüências cardíacas críticas mais altas quanto mais baixas … o segundo circuito que compreende o IC555 e IC741 pode ser totalmente eliminado e substituído por um conjunto de circuitos padrão IC LM567 para manter sua saída baixa na taxa de pulso segura, e subir nas taxas críticas para cima ou para baixo.

O circuito de condicionamento de sinal consiste em dois filtros passa-baixa ativos idênticos com uma frequência de corte de cerca de 2,5 Hz.

Isto significa que a frequência cardíaca máxima mensurável é de cerca de 150 bpm. O amplificador operacional IC utilizado neste circuito é o MCP602, um chip OpAmp duplo da Microchip.

Ele opera em uma única fonte de alimentação e fornece oscilação de saída de trilho a trilho. A filtragem é necessária para bloquear qualquer ruído de freqüência mais alta presente no sinal.

Configurando o ganho do amplificador

O ganho de cada estágio do filtro é ajustado para 101, dando a amplificação total de aproximadamente 10000. Um capacitor de 1 uF na entrada de cada estágio é necessário para bloquear o componente dc no sinal.

As equações para calcular o ganho e a frequência de corte do filtro ativo de baixa passagem são mostradas no diagrama do circuito.

O amplificador / filtro de dois estágios fornece um ganho suficiente para impulsionar o sinal fraco proveniente da unidade do sensor fotográfico e convertê-lo em um pulso.

Um LED conectado na saída pisca toda vez que um batimento cardíaco é detectado.

O circuito de condicionamento de sinal consiste em dois filtros passa-baixa ativos idênticos com uma frequência de corte de cerca de 2,5 Hz. Isto significa que a frequência cardíaca máxima mensurável é de cerca de 150 bpm.

O amplificador operacional IC utilizado neste circuito é o MCP602, um chip OpAmp duplo da Microchip. Ele opera em uma única fonte de alimentação e fornece oscilação de saída de trilho a trilho. A filtragem é necessária para bloquear qualquer ruído de freqüência mais alta presente no sinal.

O ganho de cada estágio do filtro é ajustado para 101, dando a amplificação total de aproximadamente 10000. Um capacitor de 1 uF na entrada de cada estágio é necessário para bloquear o componente dc no sinal.

As equações para calcular o ganho e a frequência de corte do filtro ativo de baixa passagem são mostradas no diagrama do circuito. O amplificador / filtro de dois estágios fornece um ganho suficiente para impulsionar o sinal fraco proveniente da unidade do sensor fotográfico e convertê-lo em um pulso.

Um LED conectado na saída pisca toda vez que um batimento cardíaco é detectado. A saída do condicionador de sinal vai para a entrada T0CKI do PIC16F628A.

Isenção de responsabilidade: Embora o circuito acima seja testado, eles não são medicamente aprovados, portanto, os telespectadores são aconselhados a proceder com cautela ao fazer e usar esses circuitos.

Este artigo é apresentado apenas para fins informativos, sem a intenção de fornecer conselhos ou sugestões médicas. O autor deste artigo, e este site não pode ser responsabilizado por qualquer forma de perda que possa ocorrer ao usuário durante o uso destes circuitos, devido a quaisquer razões imprevistas.


Ola, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…
Veja na FONTE até ser revisado o post. -status (revisado 40% 21/01/2019)-

Mas se gostou compartilhe!!!


FONTE



DEIXE UMA RESPOSTA

Digite seu comentário!
Digite seu nome aqui

seis + vinte =