ضربان قلب آردوینو با صفحه نوار قلب و صدا: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

سلام بچه ها! امیدوارم قبلاً از "ساعت Arduino LIXIE" آموزنده قبلی من لذت برده باشید و برای یک ساعت جدید آماده هستید ، طبق معمول این آموزش را برای راهنمایی گام به گام در حین ساخت این نوع پروژه های الکترونیکی فوق العاده کم هزینه که "Arduino" است ، تهیه کردم. دستگاه نبض قلب ".

در طول ساخت این پروژه ، ما سعی کردیم مطمئن شویم که این دستورالعمل بهترین راهنما برای شما خواهد بود تا در صورت تمایل به انجام نوار قلب خود به شما کمک کنیم ، بنابراین امیدواریم این دستورالعمل حاوی اسناد مورد نیاز باشد.

این پروژه به خصوص پس از تهیه PCB سفارشی بسیار مفید است که ما از JLCPCB سفارش داده ایم تا ظاهر دستگاه الکترونیکی ما را بهبود بخشد و همچنین اسناد و کدهای کافی در این راهنما وجود دارد که به شما امکان می دهد به راحتی صفحه نبض قلب Arduino خود را ایجاد کنید. ما این پروژه را فقط در 3 روز ، فقط دو روز برای تهیه تمام قطعات مورد نیاز و اتمام ساخت سخت افزار و مونتاژ ، انجام داده ایم ، سپس کد را متناسب با پروژه خود آماده کرده و آزمایش و تنظیم را آغاز کرده ایم.

آنچه از این دستورالعمل یاد خواهید گرفت:

1. انتخاب سخت افزار مناسب برای پروژه شما بسته به ویژگی های آن.
2. فناوری سنسور نبض قلب را بشناسید.
3. نمودار مدار را برای اتصال همه اجزای انتخاب شده آماده کنید.
4. تمام قطعات پروژه (جعبه دستگاه و مونتاژ الکترونیکی) را مونتاژ کنید..
5. دستگاه قلب خود را راه اندازی کنید.

مرحله 1: سنسور نبض قلب چگونه کار می کند

همانطور که در ویکی پدیا تعریف شده است "الکتروکاردیوگرافی فرایند تولید الکتروکاردیوگرام (ECG یا EKG [a]) است ، یک ضبط - نمودار ولتاژ در مقابل زمان - فعالیت الکتریکی قلب [4] با استفاده از الکترودهایی که روی پوست قرار می گیرد. الکترودها تغییرات الکتریکی کوچکی را که در نتیجه دپلاریزاسیون عضله قلب و به دنبال آن مجدد در هر چرخه قلبی (ضربان قلب) تشخیص داده می شود."

در مورد ما ، ما از الکترودها استفاده نمی کنیم بلکه از حسگر IR استفاده می کنیم ، سنسور نبض قلب یک سنسور زیست پزشکی است که

به این معنی که از برخی متغیرهای بیولوژیکی و فیزیولوژیکی برای نشان دادن وضعیت بدن استفاده می کند.

در مورد متغیرها ، سنسور ما دارای خروجی آنالوگ است که از 0 ولت به 5 ولت می رسد و این خروجی نشان می دهد که قلب چقدر جریان خون/فشار را به پمپ می کند ، اما چگونه این سنسور این تغییرات جریان خون را اندازه گیری می کند!

این سنسور از یک سیگنال مادون قرمز از یک IR-Diode که بر روی پوست شما پخش شده است ، استفاده می کند. درست در زیر پوست شما مویرگ هایی وجود دارند که خون را حمل می کنند. هر بار که قلب شما پمپ می کند ، جریان خون/فشار کمی افزایش می یابد. این کمی مویرگ ها را متورم می کند ، و درست در آن زمان این مویرگ های کمی پرتر مادون قرمز را بیشتر منعکس می کند. آشکارساز مادون قرمز روی دستگاه سطوح مختلف IR منعکس شده را حس می کند و سیگنال اندازه گیری شده را تقویت می کند و آن را به سیگنال ولتاژ قابل تفسیر تبدیل می کند که می تواند به هر میکروکنترلری مانند Arduino MCU ارسال شود.

مرحله 2: قطعات CAD و سخت افزار

با شروع با قطعات جعبه چاپ سه بعدی ، من طراحی فوق را با استفاده از نرم افزار solidworks انجام دادم و می توانید فایل های STL را از لینک بارگیری دریافت کنید ، این طرح 100٪ توصیه می شود که به شما کمک می کند دستگاه خود را بسازید ، زیرا با محل دقیق سنسور و متناسب است. صفحه نمایش OLED

پس از آماده سازی طرح ، قطعات من به خوبی ساخته شده و آماده انجام عمل هستم. و همانطور که در عکس آخر مشاهده می کنید ما محل اتصال کانکتور Power را در کنار جعبه آماده کرده ایم.

مرحله 3: نمودار مدار

با حرکت به سمت وسایل الکترونیکی ، این نمودار مدار را ایجاد کرده ام که شامل تمام قطعات مورد نیاز برای این پروژه است. من سنسور نبض قلب را به MCU ATMega328P خود وصل می کنم و سیگنال ولتاژ دریافتی از سنسور را از طریق یک صفحه نمایش OLED ، نمودار نشان می دهم. با گذشت زمان تکامل ولتاژ را نشان می دهد و من همچنین از یک زنگ برای نشان دادن هر ضربان قلب استفاده می کنم ، از یک LED RGB نیز در این پروژه برای نشان دادن وضعیت BPM استفاده می شود ، بنابراین وقتی BPM بسیار کم است "کمتر از 60 BOM" LED زرد می شود ، وقتی BPM خوب است LED سبز می شود و وقتی BPM خیلی زیاد است LED قرمز می شود.

مرحله 4: ساخت PCB

درباره JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.، Ltd.) ، بزرگترین شرکت نمونه اولیه PCB در چین و یک تولید کننده با تکنولوژی بالا است که متخصص در نمونه اولیه PCB و تولید PCB دسته ای کوچک است. با بیش از 10 سال تجربه در تولید PCB ، JLCPCB دارای بیش از 200،000 مشتری در داخل و خارج از کشور است ، با بیش از 8000 سفارش آنلاین از نمونه اولیه PCB و تولید مقدار کمی PCB در روز. ظرفیت تولید سالانه 200 ، 000 متر مربع است. برای انواع PCB های 1 لایه ، 2 لایه یا چند لایه. JLC یک تولید کننده حرفه ای PCB است که دارای مقیاس بزرگ ، تجهیزات خوب ، مدیریت دقیق و کیفیت برتر است.

مکالمه الکترونیکی

پس از ساختن نمودار مدار ، آن را به یک طرح PCB سفارشی تبدیل کردم و تنها چیزی که اکنون به آن نیاز دارم تولید PCB من است ، مطمئناً پس از چند کلیک ساده ، من به JLCPCB بهترین تامین کننده PCB برای دریافت بهترین خدمات تولید PCB نقل مکان کردم. فایل های GERBER مناسب طراحی خود را بارگذاری کرده ام و برخی پارامترها مانند رنگ و مقدار ضخامت PCB را تنظیم کرده ام ، و این بار ما از رنگ قرمز برای طرح قلب قلب PCB خود استفاده می کنیم. پس حداقل برای دریافت PCB فقط چهار دلار باید فقط 2 دلار بپردازید ، این بار من در مورد JLCPCB توجه کرده ام "رنگ PCB بدون هزینه" به این معنی است که برای هر رنگ PCB که انتخاب می کنید فقط 2 دلار پرداخت خواهید کرد. به

فایلهای بارگیری مرتبط

همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می کنید PCB بسیار خوب ساخته شده است و من همان طرح PCB را که برای صفحه اصلی و همه برچسب ها ساخته ایم ، دارم ، لوگوها برای راهنمایی من در مراحل لحیم کاری وجود دارد. همچنین می توانید فایل Gerber را برای این مدار از لینک دانلود زیر در صورت تمایل به سفارش طرح مشابه مدار ، بارگیری کنید.

مرحله 5: مواد لازم

قبل از شروع لحیم کاری قطعات الکترونیکی ، لیست اجزای پروژه خود را مرور کنید ، بنابراین به موارد زیر نیاز داریم:

components ☆ components اجزای لازم ★ ☆ ★

- PCB که ما از JLCPCB سفارش می دهیم- Arduino Uno:

- مقاومتهای 330 اهم:

- نوسان ساز کوارتز 16 مگاهرتز:

- سنسور HeartPulse:

- زنگ:

- صفحه نمایش OLED:

- LED RGB:

مرحله 6: مونتاژ الکترونیکی

اکنون همه چیز آماده است ، بنابراین بگذارید لحیم کاری قطعات الکترونیکی خود را به PCB انجام دهیم و برای این کار به آهن لحیم کاری و سیم اصلی لحیم کاری و ایستگاه کار مجدد SMD برای قطعات SMD نیاز داریم.

اول ایمنی

آهن لحیم کاری

هرگز عنصر آهن لحیم کاری را لمس نکنید ….400 درجه سانتی گراد!

سیم هایی را نگه دارید تا با موچین یا گیره گرم شوند.

همیشه لحیم کاری را هنگامی که از آن استفاده نمی کنید به جای آن بازگردانید.

هرگز آن را روی میز کار قرار ندهید.

هنگامی که از دستگاه استفاده نمی کنید دستگاه را خاموش کرده و از برق بکشید.

همانطور که مشاهده می کنید ، استفاده از این PCB به دلیل کیفیت بسیار بالا و بدون فراموش کردن برچسب هایی که هنگام لحیم کاری هر جزء شما را راهنمایی می کند ، بسیار آسان است ، زیرا بر روی لایه ابریشمی بالا برچسب هر جزء را مشاهده خواهید کرد که نشان دهنده قرارگیری آن در تخته و به این ترتیب شما 100 sure مطمئن خواهید بود که هیچ گونه اشتباه در لحیم کاری انجام نخواهید داد. من هر جزء را در جای خود لحیم کرده ام و می توانید از هر دو طرف PCB برای لحیم کردن قطعات الکترونیکی خود استفاده کنید.

مرحله 7: بخش و آزمایش نرم افزار

آنچه ما اکنون به آن نیاز داریم نرم افزار است ، من این کد آردوینو را برای شما ساخته ام و می توانید آن را به صورت رایگان از لینک زیر دریافت کنید ، کد بسیار خوب توضیح داده شده است تا بتوانید آن را درک کرده و آن را برای نیازهای خود تنظیم کنید. ما به برد Arduino Uno نیاز داریم تا کد را در ATmega328 MCU بارگذاری کنیم ، سپس MCU را برداشته و آن را در سوکت آن روی برد قرار می دهیم.

ما برای روشن کردن دستگاه به یک آداپتور برق خارجی 5 ولت نیاز داریم و در اینجا هستیم ، همانطور که می بینید دستگاه ضربان ها را در دقیقه نمایش می دهد و نمودار ضربان قلب را که روی صفحه نمایش OLED ترسیم شده است بدون فراموش کردن این LED RGB نشان می دهد که وضعیت بدن را نشان می دهد. هم.

ساخت این پروژه بسیار آسان است و فوق العاده است ، مخصوصاً با صفحه نمایش OLED که می تواند بهترین انتخاب شما برای شروع ساخت ابزارهای پزشکی باشد ، اما هنوز برخی پیشرفت های دیگر را برای ساختن کره بسیار بیشتر انجام دهید ، به همین دلیل من منتظر خواهم ماند برای پیشنهادات شما برای بهبود آن