心(xin)率(lv)監(jian)測器(qi)是(shi)您(nin)以(yi)前(qian)最(zui)有(you)可(ke)能聽(ting)說(shuo)過的設(she)備(bei)。您(nin)很(hen)可能知道(dao)有(you)壹兩(liang)臺(tai)設(she)備(bei)或具有(you)心(xin)率(lv)傳(chuan)感器的人。

這(zhe)些天(tian)來(lai)，它們非(fei)常(chang)常見，您(nin)可(ke)能會發(fa)現它們內置在(zai)智(zhi)能手表(biao)中，甚(shen)至還(hai)以腕(wan)帶樣式(shi)出現，使其(qi)易(yi)於訪(fang)問。

所(suo)以，如(ru)果(guo)妳對它是(shi)如何工作(zuo)的感到好奇，並(bing)且想把(ba)它作(zuo)為壹個(ge)項(xiang)目來(lai)制(zhi)作(zuo)，不要(yao)擔心(xin)。妳在正確的(de)地(di)方

在(zai)這裏(li)，您(nin)將了解(jie)心(xin)率(lv)監(jian)測電路背後(hou)的秘(mi)密，並(bing)學習(xi)如(ru)何在(zai)幾(ji)個簡單(dan)的(de)步(bu)驟(zhou)中(zhong)制(zhi)作(zuo)不同的(de)電路。

準(zhun)備(bei)好了嗎(ma)？讓(rang)我們開(kai)始(shi)吧！

心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器的概(gai)念(nian)

在(zai)我們進入技(ji)術細(xi)節(jie)之(zhi)前(qian)，下(xia)面(mian)是(shi)壹些(xie)妳應(ying)該知道(dao)的事情。

心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器對於患者(zhe)和運(yun)動員等人(ren)群至關(guan)重要，因為(wei)它可以幫助(zhu)這些(xie)人了(le)解他(ta)們(men)的(de)心(xin)臟(zang)狀況。

雖然(ran)有(you)幾(ji)種方法(fa)可(ke)以(yi)監(jian)測心(xin)率(lv)，但(dan)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器是(shi)最(zui)簡單(dan)的(de)方(fang)法(fa)。此(ci)外(wai)，它是(shi)便(bian)攜式(shi)的(de)，有(you)不(bu)同的(de)大(da)小(xiao)和形(xing)狀。此外(wai)，它提供了壹個(ge)可(ke)訪(fang)問的(de)平(ping)臺(tai)，讓(rang)您(nin)立(li)即檢查心(xin)跳(tiao)。

智(zhi)能手表(biao)

正如我們前(qian)面(mian)提到的，妳可以(yi)在手表(biao)、手機(ji)和其(qi)他(ta)智(zhi)能小工具(ju)中找(zhao)到它們。因此(ci)，它有(you)助(zhu)於測量(liang)心(xin)臟(zang)每(mei)分鐘擴張(zhang)或收縮所需(xu)的(de)時(shi)間(jian)。

心(xin)率(lv)監(jian)測器(qi)的(de)概(gai)念(nian)

主心(xin)率(lv)監(jian)測器(qi)具(ju)有(you)以(yi)下(xia)功(gong)能：

• 傳感器

• IR LED 

• 傳感器中的光二(er)極(ji)管

• 控制(zhi)電路

相比之(zhi)下(xia)，電路配有(you)Op-Amp IC 和其(qi)他(ta)元素，將原(yuan)始(shi)信號與不同的(de)微(wei)控(kong)制(zhi)器連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)。

因此(ci)，下(xia)面(mian)，我們有(you)壹個(ge)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器電路圖(tu)，以(yi)幫(bang)助(zhu)您(nin)更(geng)好地(di)了解(jie)這個(ge)概(gai)念(nian)。

心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器電路

資(zi)料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資(zi)源

上面(mian)的(de)電路顯示(shi)壹個(ge)檢(jian)測脈沖的(de)手指(zhi)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器。因此(ci)，心(xin)跳(tiao)會自動改(gai)變血液(ye)的數(shu)量(liang)和紅(hong)外 LED 光的(de)強(qiang)度。此(ci)外(wai)，光二(er)極(ji)管將檢測到(dao)的(de)內容(rong)也將有(you)所(suo)不同。

此(ci)外(wai)，電容(rong)器(qi)將光二(er)極(ji)管的輸(shu)出饋送至(zhi)第 1 個(ge) op-amp 的"非(fei)倒(dao)置負(fu)載(zai)"。這(zhe)反過來(lai)又(you)會阻止(zhi)信號的直流(liu)組(zu)件(jian)。該操(cao)作(zuo)放(fang)大(da)器(qi)還(hai)用作(zuo)使用 1001 截(jie)止(zhi)頻率放(fang)大(da)因子(zi)的"非(fei)倒(dao)置"階(jie)段放(fang)大(da)器(qi)。

此外，第 2 個 op-amp 在其(qi)壹個(ge)輸(shu)入中(zhong)接(jie)收第(di) 1 個(ge) op-amp 的(de)輸出。它也采取比較器的形(xing)式(shi)。此(ci)外(wai)，第(di)二(er)操作(zuo)放(fang)大(da)器(qi)的工作(zuo)將觸發(fa)晶體管，該晶體管還(hai)將信號傳輸到微控制器。

LM358 是(shi)這種心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器電路的操(cao)作(zuo)放(fang)大(da)器(qi)，它配備了兩(liang)個操(cao)作(zuo)放(fang)大(da)器(qi)在壹個(ge)芯片(pian)。此(ci)外(wai)，BC547 是(shi)晶體管，連(lian)接(jie)到晶體管的 LED 在(zai)檢(jian)測到(dao)信(xin)號時(shi)會脈沖。

電路設(she)計

在這(zhe)裏(li)，我們將學習(xi)如(ru)何制(zhi)作(zuo)三(san)個(ge)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器，其(qi)中(zhong)包(bao)括：

• 使用 LM358 的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

• 使用阿杜伊諾的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

• 如何接(jie)口阿杜伊諾的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

心(xin)率(lv)監(jian)測電路：使用LM358的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

有(you)了(le)這個電路，妳將能夠通過LM358IC以及紅(hong)外發(fa)射器(qi)和接(jie)收器(qi)檢(jian)測心(xin)跳(tiao)。此(ci)外(wai)，紅(hong)外 LED 是(shi)紅(hong)外發(fa)射器(qi)，而光二(er)極(ji)管是(shi)電路的探(tan)測器(qi)。查看(kan)以(yi)下(xia)電路插(cha)圖(tu)：

帶 LM358 電路插(cha)圖(tu)的(de)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

資(zi)料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資(zi)源

此(ci)外，這(zhe)裏(li)是(shi)LM358小品(pin)的針腳：

LM358 針腳圖(tu)

資(zi)料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資(zi)源

需(xu)要組(zu)件(jian)：

• LM358 IC 操(cao)作(zuo)放(fang)大(da)器(qi) （1）

• 4.7 uF 電解電容(rong)器(qi) （1）

• 100 nF 陶(tao)瓷電容(rong)器(qi) （1）

• 9V 電池 （1）

• 壹對(dui)紅(hong)外 LED （1）

• 5mm LED （1）

• 22萬電阻器 （2）

• 10k 電阻器 （1）

• 680k 電阻器 （1）

• 6.8k 電阻器 （1）

• 47k 電阻器 （1）

• 心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器 （PC3） （1）

步(bu)驟(zhou)

• 1： 將 LM358 IC 的基礎連(lian)接(jie)到 PC 和 IC 到(dao)底座(zuo)。

• 2： 取走(zou)所(suo)有(you) LED 並(bing)將它們連(lian)接(jie)到PCB

• 3： 接(jie)下(xia)來(lai)，將兩(liang)個電容(rong)器(qi)連(lian)接(jie)到 PCB

• 4： 此(ci)外(wai)， 采取妳所有(you)的(de)電阻， 並(bing)連(lian)接(jie)他(ta)們(men)以(yi)及(ji)

• 5： 將電池夾添(tian)加(jia)到(dao)電路中並(bing)連(lian)接(jie)電池，以檢(jian)查電路是(shi)否正常工作(zuo)

註(zhu)意(yi)：不(bu)要忘記焊接(jie)所有(you)連(lian)接(jie)。

工作(zuo)原(yuan)理(li)

此電路的工作(zuo)原(yuan)理(li)與之(zhi)前(qian)描述的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器類似。在這裏(li)，我們有(you)兩(liang)個紅(hong)外光子(zi)網，從心(xin)臟(zang)感知脈沖。

但(dan)是(shi)，其(qi)中(zhong)壹個(ge)充(chong)當(dang)通(tong)過手指(zhi)發(fa)出光的(de)發(fa)射器(qi)，而接(jie)收器(qi)則(ze)測量(liang)手指(zhi)反射的(de)光量(liang)。

此(ci)外(wai)，接(jie)收器(qi)測量(liang)的(de)反射射線(xian)的強度取決於兩(liang)件(jian)事(shi)。壹是(shi)心(xin)臟(zang)抽(chou)血率(lv)，二(er)是(shi)血液(ye)含(han)氧血量(liang)的差異。

心(xin)率(lv)監(jian)測電路：使用阿杜伊諾的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

現在，讓(rang)我們來(lai)看(kan)看(kan)如(ru)何制造(zao)壹個(ge)基於阿杜伊諾的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器。該傳(chuan)感器具有(you)手指(zhi)夾，並(bing)使用三(san)個(ge)引腳連(lian)接(jie)數(shu)據(ju)、GND 和 VCC。

阿杜伊諾的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

資(zi)料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資(zi)源

需(xu)要的(de)組(zu)件(jian)

對(dui)於此電路，您(nin)需(xu)要：

• 阿杜伊諾板(ban) （1）

• 10KΩ 強(qiang)力計 （1）

• 330Ω 電阻器 （1）

• 2 x 16 液(ye)晶顯示(shi)屏 （1）

• 連(lian)接(jie)電線

• 按(an)鈕

• 迷(mi)妳面(mian)包(bao)板(ban)

• 帶手指(zhi)探頭(tou)的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器芯片(pian) （1）

如(ru)何(he)接(jie)口阿杜伊諾的心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

很(hen)容(rong)易(yi)將阿杜伊諾與心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)。但(dan)是(shi)，如果您(nin)想以每(mei)分鐘的節(jie)拍(pai)看(kan)到(dao)心(xin)跳(tiao)的(de)讀數(shu)，您(nin)應(ying)該做的(de)第壹件(jian)事(shi)就(jiu)是(shi)將 Arduino 板(ban)連(lian)接(jie)到 16×2 LCD。

因此(ci)，將 LCD 模塊的四個(ge)數(shu)據(ju)銷(xiao)（D7、D5、D4 和 D6）連(lian)接(jie)到 Arduino 的(de)引(yin)腳(jiao)之(zhi)壹。此(ci)外(wai)，單擊(ji) LCD 引腳三(san)的(de) 10k-000 強力計。然後(hou)，將 LCD 的引(yin)腳(jiao)三(san)和五(wu) （E & RS） 合並(bing)到 Arduino 的引腳中。

最(zui)後(hou)，將心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器的輸出引(yin)腳(jiao)連(lian)接(jie)到 Arduino 的(de)引(yin)腳(jiao) 1（模擬輸入信號引腳）。

法(fa)典(dian)

在(zai)與(yu) Arduino 連(lian)接(jie)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器後(hou)，接(jie)下(xia)來(lai)要(yao)編(bian)寫運(yun)行(xing)系(xi)統所需(xu)的代(dai)碼行(xing)。

下(xia)面(mian)是(shi)代(dai)碼行(xing)的鏈(lian)接(jie)。

它是(shi)如何工作(zuo)的？

嗯(ng)，使用這個電路也很(hen)容(rong)易(yi)。所(suo)有(you)妳需要(yao)做的(de)是(shi)把(ba)任何手指(zhi)，除了拇指(zhi)在傳感器剪輯(ji)和按(an)下(xia)開(kai)關(guan)的(de)按(an)鈕。

現在，Arduino 將從傳(chuan)感器接(jie)收的(de)數(shu)據(ju)中計算心(xin)率(lv)測量(liang)，並(bing)將其(qi)顯(xian)示(shi)在(zai) bpm 中。

但(dan)是(shi)，在傳感器收集數(shu)據(ju)時(shi)保持(chi)放(fang)松(song)，這(zhe)樣您(nin)就(jiu)不會搖(yao)動電線。否則，您(nin)就(jiu)會得到錯誤的(de)讀數(shu)。

在(zai) Arduino 顯(xian)示(shi)心(xin)率(lv)後(hou)，您(nin)可(ke)以按(an)下(xia)按(an)鈕開(kai)始(shi)另壹個(ge)讀數(shu)。

心(xin)率(lv)監(jian)測電路：應(ying)用

• 計算人(ren)體的(de)心(xin)率(lv)（人(ren)、病人(ren)或運(yun)動員）

人體心(xin)率(lv)

• 用作(zuo)昂貴(gui)的心(xin)率(lv)監(jian)測器(qi)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)

在移動電話上檢(jian)查心(xin)率(lv)應(ying)用程(cheng)序

• 患者(zhe)健(jian)康監(jian)測系(xi)統

患者(zhe)健(jian)康監(jian)測系(xi)統

最(zui)終(zhong)想法(fa)

在(zai)我們總結本(ben)文之(zhi)前(qian)，您(nin)必(bi)須了解心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器工作(zuo)原(yuan)理(li)背後(hou)的原(yuan)理(li)，並(bing)且它與光譜(pu)儀的方向(xiang)配合(he)工作(zuo). 

此原(yuan)理(li)規定，您(nin)可(ke)以使用穿(chuan)過器官的光強(qiang)度來(lai)測量(liang)該器(qi)官(guan)的(de)血液(ye)量。

簡言(yan)之(zhi)，妳會發(fa)現紅(hong)外 LED 是(shi)大(da)多(duo)數(shu)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器的更好(hao)的光源(yuan)。

因此(ci)，您(nin)可(ke)以使用將光子(zi)更改為(wei)電流(liu)或電流(liu)放(fang)大(da)組(zu)件(jian)的(de)探測器(qi)，該組(zu)件(jian)依賴(lai)於光工作(zuo)。

帶手指(zhi)夾的(de)心(xin)跳(tiao)傳(chuan)感器

資(zi)料來(lai)源(yuan)：維基共(gong)享資(zi)源

嗯(ng)，我們還(hai)沒有(you)結(jie)束(shu)我們的學習(xi)之(zhi)旅(lv)。如果妳需要(yao)進壹步(bu)的幫(bang)助(zhu)，不要(yao)猶(you)豫(yu)，以(yi)傳染ct我們。我們很(hen)樂(le)意幫(bang)忙。