心拍センサー回路と8051での動作動作

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心拍センサーは、仮想現実システムの刺激として使用される心理生理学的信号の原理に基づいて測定できる心臓の機能を研究する簡単な方法を提供します。指の血液量は時間とともに変化します。

センサーは耳を通して光葉(小さな非常に明るいLED)を照らし、に送信される光を測定します 光依存抵抗器 。増幅された信号は、回路内で反転およびフィルタリングされます。指先への血流に基づいて心拍数を計算するために、心拍数センサーが LM358オペアンプ 心拍パルスを監視するため。




心拍センサー

心拍センサー

心拍センサーの特徴

  • LEDでハートビートを示します
  • の直接出力デジタル信号を提供します マイクロコントローラーへの接続
  • コンパクトサイズを搭載
  • + 5VDCの動作電圧で動作します

心拍センサーの主な用途

  • デジタル心拍数モニターとして機能します
  • 患者の健康監視システムとして機能します
  • のバイオフィードバック制御として使用されます ロボットアプリケーション

心拍センサーの働き

ザ・ 心拍センサー 回路図は、光検出器と真っ赤なLEDで構成されています。 LEDに置かれた指が検出器によって検出されると、最大の光が通過して広がるため、LEDは超高輝度である必要があります。



心拍センサーの回路図

心拍センサーの回路図

心拍センサーの原理

心拍センサーの原理

これで、心臓が血管を通して血液を送り出すと、これにより指がわずかに不透明になり、LEDから検出器に到達する光の量が少なくなります。心拍数が生成されるたびに、検出器の信号が変化します。変化した検出器信号は電気パルスに変換されます。この電気信号は、+ 5Vロジックレベル信号の出力を提供するアンプを介して増幅およびトリガーされます。出力信号は、各心拍数で点滅するLEDディスプレイによっても指示されます。

心拍センサーを使用した実際の例としてプロジェクトを検討することにより、その主なアプリケーションを理解しましょう。

患者のためのワイヤレス健康監視システム

この自動医療システムの主な目的は、患者の体温、心拍数、脈拍数を監視し、RFテクノロジーを使用してそれらを医師に表示することです。


病院では、患者の体温と心拍数を定期的に監視する必要があります。これは通常、医師または他の救急医療スタッフによって行われます。彼らは体温と心拍数を観察します(1分間に72回かどうか)。医師や他の病院管理スタッフは、すべての患者の体温と心拍数を記録しています。

このヘルスモニタリングシステムプロジェクトには、次のようなさまざまなコンポーネントが含まれています。 8051マイクロコントローラー 、5V安定化電源ユニット、温度センサー、ハートビートセンサー、RF送信機、受信機モジュール、およびLCDディスプレイ。マイクロコントローラーは、患者の心拍数、脈拍数、体温を監視するためのプロジェクト全体の頭脳として使用されます。この監視システムプロジェクトの動作は、回路全体に電力を供給する電源ブロックなどのさまざまなブロックを含むブロック図の助けを借りて説明されています。 温度センサー 患者の体温を計算し、患者の心拍を監視するための心拍センサー。

送信機のブロック図

送信機のブロック図

送信機セクションでは、温度センサーを使用して患者の体温を継続的に読み取り、心拍センサーを使用して患者の心拍数を監視し、データを8051マイクロコントローラーに送信します。データは最初に送信され、次に空中を介してシリアルデータにエンコードされます。 無線周波数モジュール 。患者の体温と1分あたりの心拍数がLCDディスプレイに表示されます。送信機側に配置されたRFアンテナの助けを借りて、データは受信機セクションに送信されます。

受信機のブロック図

受信機のブロック図

受信機部では、受信機をもう一方の端に配置してデータを受信し、受信したデータをデコーダーでデコードし、送信したデータ(体温、心拍パルス)をマイクロコントローラーに格納されているデータと比較し、次に、結果のデータがLCD画面に表示されます。医師のパーティションに配置されたレシーバーRFモジュールは、体温、心拍数、脈拍数などの患者の健康状態を継続的に読み取り、その結果をワイヤレスでLCDに表示します。

マイクロコントローラーを使用したデジタル心拍モニター

このプロジェクトは、心拍センサーの助けを借りてマイクロコントローラーを使用して心拍数の測定値を監視するように設計されています。

回路の説明:心拍センサーの回路図は、 AT89S52マイクロコントローラー ハートビートセンサー、電源、水晶発振器回路、抵抗器、コンデンサー、LCDディスプレイなどの他のコンポーネント。

デジタル心拍モニターの回路図

AT89S52マイクロコントローラーが最も 人気のマイクロコントローラー 8051マイクロコントローラのファミリから選択されます。回路のすべての動作を制御するために8ビットのマイクロコントローラが使用されます。また、心拍センサーから生成される心拍パルスを制御します。

このプロジェクトでは、心臓病患者の心拍パルスを制御するために使用される心拍センサーを利用します。また、表示にはLCDを使用しています。 AT89S52マイクロコントローラーは、患者の心拍数と脈拍数を継続的に監視するために使用されます。これらは、 組み込みCプログラミング KEILソフトウェアを使用してマイクロコントローラーで実行されます。回路全体は、電圧レギュレータや 降圧トランス 、電源回路で使用されます。電圧レギュレータは、5ボルトの一定の出力電圧を生成します。

デジタル心拍モニターの回路図

デジタル心拍モニターの回路図

使用されるコンポーネント:

AT89S52マイクロコントローラー: このプロジェクトで使用されているデバイスは「AT89S52」で、これは典型的なものです。 8051マイクロコントローラー AtmelCorporationによって作成されました。このマイクロコントローラーは、心拍センサーからの心拍数パルスデータの読み取りなど、回路のすべての操作を制御するため、このプロジェクトの最も重要なフラグメントです。

電源: この電源ブロックは、降圧トランス、ブリッジ整流器、コンデンサ、および電圧レギュレータで構成されています。主電源からの単相有効電流電源は、より低い電圧範囲に降圧され、これは再び直流に整流されます。 ブリッジ整流器を使用する 。この整流された直流は、それぞれコンデンサと電圧レギュレータICでフィルタリングされ、回路の動作範囲全体に調整されます。

LCD: ほとんどのプロジェクトは LCDディスプレイ 心拍数や体温などの情報を表示します。7セグメントディスプレイやLEDディスプレイなど、プロジェクトで使用されるさまざまなディスプレイがあります。ディスプレイの選択は、ディスプレイのコスト、消費電力、周囲の照明条件などのパラメータを考慮するかどうかによって異なります。

抵抗器: 抵抗は、端子間に印加される電圧とそれを通過する電流の比率として明確に定義されます。抵抗値は、抵抗を通過する電流を制限する固定電圧に依存します。 抵抗器は受動部品です 電子回路の電流を制御するために使用されます。

コンデンサ: コンデンサの主な目的は、電荷を蓄積することです。静電容量値とコンデンサに印加される電圧の積は、コンデンサに蓄積された電荷に等しくなります。

水晶発振器: 水晶発振器回路は、周波数を変化させることによって電気信号を生成するために使用される振動回路の機械的共振を利用する一種の電子回路です。 AT89S52マイクロコントローラーは、動作を同期させるために水晶を制御します。この回路で行われる同期のタイプは、マシンサイクルと呼ばれます。

回路動作

  • このシステムでは、水晶発振回路が、さまざまなクロック周波数範囲で命令セットを操作するために使用されるAT89S52マイクロコントローラのピン18と19の間に接続されています。マシンサイクルは、単一の命令セットを実行するための最小時間を測定するために使用されます。
  • リセット回路は、コンデンサと抵抗を使用してAT89S52マイクロコントローラのピン9に接続されています。抵抗のもう一方の端はグランド(20ピン)に接続され、コンデンサのもう一方の端は(EA / Vpp)31ピンに接続されます。抵抗とコンデンサは、手動でリセット動作モードを実行するように接続されています。スイッチが閉じると、リセットピンがハイに設定されます。
  • マイクロコントローラのport1.0ピンに接続された心拍センサーは、 心臓の脈拍を監視する 、およびこれらのパルス信号はマイクロコントローラに送信され、Keilソフトウェアを使用してマイクロコントローラに保存されているプログラムされたデータと比較されます。入力の心拍数パルスが受信されるたびに、マイクロコントローラーのカウンターが特定の期間、これらのパルスをカウントします。
  • LCDディスプレイは、AT89S52マイクロコントローラのポート2ピンに接続されています。 1心拍のパルスの持続時間は1秒で、60,000を1000で割ると、適切な結果が60になり、LCDに表示されます。

これはすべて、心拍センサーと、関連するアプリケーションおよび実際の例での詳細な動作に関するものです。さらに、このトピックまたは電気および 電子プロジェクト 下記のコメント欄にコメントしてください。

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