Arduino Heart Beat amb pantalla i so ECG: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Hola nois! Espero que hagueu gaudit del meu instructiu anterior "Arduino LIXIE Clock" i esteu a punt per fer-ne un de nou, com de costum, he fet aquest tutorial per guiar-vos pas a pas mentre realitzeu aquest tipus de projectes electrònics de baix cost súper sorprenents que és l'Arduino Msgstr "Dispositiu de pols cardíac".

Durant la realització d’aquest projecte, hem intentat assegurar-nos que aquest instructable sigui la millor guia per ajudar-lo si voleu fer el vostre propi ECG, així que esperem que aquest documentable contingui els documents necessaris.

Aquest projecte és tan útil per fer-ho especialment després d’aconseguir el PCB personalitzat que hem encarregat a JLCPCB per millorar l’aspecte del nostre dispositiu electrònic. A més, hi ha prou documents i codis en aquesta guia que us permetran crear fàcilment la vostra pantalla de polsos Arduino Heart. Hem fet aquest projecte en tan sols 3 dies, només dos dies per obtenir totes les peces necessàries i acabar la fabricació de maquinari i el muntatge. A continuació, hem preparat el codi per adaptar-lo al nostre projecte i començar la prova i l'ajust.

Què aprendreu d’aquest instructiu:

1. Fer la selecció de maquinari adequada per al vostre projecte en funció de les seves funcionalitats.
2. Comprendre la tecnologia del sensor de pols cardíac.
3. Prepareu el diagrama de circuits per connectar tots els components escollits.
4. Muntar totes les parts del projecte (caixa del dispositiu i muntatge electrònic)..
5. Inicieu el vostre propi dispositiu de pols cardíac.

Pas 1: Com funciona el sensor de pols cardíac

Tal com es defineix a Viquipèdia, "l'electrocardiografia és el procés de producció d'un electrocardiograma (ECG o EKG [a]), un enregistrament (un gràfic de tensió versus temps) de l'activitat elèctrica del cor [4] mitjançant elèctrodes col·locats a la pell. Aquests els elèctrodes detecten els petits canvis elèctrics que són conseqüència de la despolarització del múscul cardíac seguida de la repolarització durant cada cicle cardíac (batec del cor)."

En el nostre cas, no utilitzem elèctrodes sinó un sensor IR, un sensor de pols cardíac és un sensor biomèdic que

significa que utilitza algunes variables biològiques i fisiològiques per indicar l’estat del cos.

Parlant de variables, el nostre sensor té una sortida analògica que va de 0V a 5V i aquesta sortida indica la quantitat de flux / pressió sanguínia que el cor està a punt de bombar, però com mesura aquest sensor aquests canvis de flux sanguini!

El sensor utilitza un senyal infraroig d’un díode IR projectat sobre la pell. Just a sota de la pell hi ha capil·lars que transporten sang. Cada vegada que el cor fa bombes hi ha un petit augment del flux / pressió sanguínia. Això infla lleugerament els capil·lars i, just aleshores, els capil·lars una mica més plens reflecteixen més infrarojos. El detector d’infra del dispositiu detecta els diferents nivells d’IR reflectits i amplifica el senyal mesurat i el converteix en un senyal de voltatge interpretable que es podria enviar a qualsevol microcontrolador com el MCU Arduino.

Pas 2: CAD i peces de maquinari

Començant per les parts de la caixa impresa en 3D, he realitzat el disseny anterior amb el programari solidworks i podeu obtenir els fitxers STL des de l’enllaç de descàrrega. Aquest disseny es recomana al 100% per ajudar-vos a fer el vostre dispositiu, ja que s’adapta a la ubicació exacta del sensor i la pantalla OLED.

Després de preparar el disseny, he aconseguit que les meves peces estiguin molt ben fabricades i preparades per a l'acció. i com podeu veure a la darrera foto, vam preparar la ubicació del connector d'alimentació al costat de la caixa.

Pas 3: diagrama del circuit

Passant a l'electrònica, he creat aquest diagrama de circuits que inclou totes les parts necessàries per a aquest projecte. Connecto el sensor de pols cardíac a la meva MCU ATMega328P i mostro el senyal de tensió rebut del sensor a través d'una pantalla OLED, la trama mostraré l’evolució de la tensió segons el temps i també faig servir un brunzidor per marcar cada batec del cor, també s’utilitza un LED RGB en aquest projecte per indicar l’estat de BPM, de manera que quan el BPM és massa baix "menys de 60 BOM" el LED es torna groc, quan el BPM està bé, el LED es torna verd i quan el BPM és massa alt, el LED es torna vermell.

Pas 4: fabricació de PCB

Quant a JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) és l’empresa més gran de prototips de PCB a la Xina i un fabricant d’alta tecnologia especialitzat en prototips de PCB ràpids i producció de PCB de lots petits. Amb més de 10 anys d’experiència en la fabricació de PCB, JLCPCB té més de 200.000 clients a casa i a l’estranger, amb més de 8.000 comandes en línia de prototipatge de PCB i producció de PCB de petites quantitats al dia. La capacitat de producció anual és de 200.000 m². per a diversos PCB d’1 capa, 2 capes o multicapa. JLC és un fabricant professional de PCB que presenta equips de gran escala, bé, una gestió estricta i una qualitat superior.

Electrònica parlant

Després de fer el diagrama del circuit, el vaig transformar en un disseny de PCB personalitzat i tot el que necessito ara és produir el meu PCB, segur que em vaig traslladar a JLCPCB, el millor proveïdor de PCB per obtenir el millor servei de fabricació de PCB, després d’uns senzills clics. he penjat els fitxers GERBER adequats del meu disseny i he establert alguns paràmetres com el color i la quantitat de gruix del PCB, i aquesta vegada utilitzarem el color vermell per adaptar-se al disseny de forma del cor del nostre PCB; llavors, com a mínim, només heu de pagar 2 dòlars per obtenir el PCB només al cap de quatre dies, el que he observat sobre JLCPCB aquesta vegada és el "color de PCB sense càrrec", vol dir que només pagareu 2 USD per qualsevol color de PCB que trieu.

Fitxers de descàrrega relacionats

Com podeu veure a les imatges anteriors, el PCB està molt ben fabricat i tinc el mateix disseny de PCB que hem fet per a la nostra placa principal i totes les etiquetes, hi ha logotips per guiar-me durant els passos de soldadura. També podeu descarregar el fitxer Gerber d’aquest circuit des de l’enllaç de baixada següent si voleu fer una comanda per al mateix disseny del circuit.

Pas 5: Ingredients

Abans de començar a soldar les peces electròniques, revisem la llista de components del nostre projecte, de manera que necessitarem:

★ ☆ ★ Els components necessaris ★ ☆ ★

- El PCB que demanem a JLCPCB- Arduino Uno:

- Resistències de 330 Ohm:

- Oscil·lador de quars de 16 MHz:

- El sensor heartPulse:

- Buzzer:

- Pantalla OLED:

- LED RGB:

Pas 6: Muntatge electrònic

Ara tot està a punt, així que comencem a soldar els nostres components electrònics al PCB i, per fer-ho, necessitem un soldador i un cable de nucli de soldadura i una estació de reelaboració SMD per a components SMD.

Seguretat primer

Soldador

No toqueu mai l’element del soldador ….400 ° C!

Mantingueu els cables per escalfar-los amb pinces o pinces.

Torneu sempre el soldador al seu suport quan no l’utilitzeu.

No el deixeu mai a la taula de treball.

Apagueu la unitat i desconnecteu-la quan no la feu servir.

Com podeu veure, fer servir aquest PCB és tan fàcil gràcies a la seva fabricació d’alta qualitat i sense oblidar les etiquetes que us guiaran mentre soldeu cada component, ja que a la capa superior de seda hi trobareu una etiqueta de cada component que indica la seva ubicació al tauler i d’aquesta manera, estareu 100% segur que no cometreu errors de soldadura. Heu soldat cada component fins a la seva posició i podeu utilitzar els dos costats del PCB per soldar els vostres components electrònics.

Pas 7: prova i part del programari

Tot el que necessitem ara és el programari, he creat aquest codi Arduino per a vostès i el podeu tenir gratuïtament des de l’enllaç següent, el codi està molt ben comentat perquè pugueu entendre’l i ajustar-lo a les vostres necessitats. necessitem la placa Arduino Uno per penjar el codi a la nostra MCm ATmega328 i després agafem la MCU i la col·loquem al sòcol de la placa.

Necessitem un adaptador d’alimentació extern de 5v per encendre el dispositiu i aquí estem, com veieu, el dispositiu mostra els batecs per minut i mostra el gràfic de pulsacions del cor representat a la pantalla OLED sense oblidar aquest LED RGB que indica l’estat del cos també.

Aquest projecte és tan fàcil de fer i increïble, especialment amb la pantalla OLED, que podria ser la vostra millor opció per començar a fer gadgets biomèdics, però encara hi ha algunes altres millores per fer-lo molt més mantega, per això estaré esperant pels vostres suggeriments per millorar-lo.