CardioSim: 6 Hakbang (may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Una sa lahat, ito ang aking unang Maituturo, at hindi ako isang katutubong nagsasalita ng Ingles (o manunulat), samakatuwid humihingi muna ako ng paumanhin para sa pangkalahatang mababang kalidad. Gayunpaman, inaasahan kong ang tutorial na ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga taong gumagamit ng isang rate ng monitor ng rate ng puso (HR) (binubuo ng isang transmiter ng strap ng dibdib at isang relo ng tatanggap) at kung sino ang alinman:

nais na malaman nang eksakto kung aling baterya ang kailangang mapalitan (sa loob ng sinturon o sa loob ng relo ng tatanggap), kapag tumigil ang paggana ng system nang maayos. Karaniwan, siguraduhin lamang na ang gumagamit ay nagtatapos ng pagbabago ng parehong mga baterya, kahit na ang isa sa sinturon ay napapailalim sa isang mas mabibigat na karga at samakatuwid ay mas mabilis na naglabas kaysa sa isa pa

o

ay interesado (tulad ng sa akin) sa pagbuo ng isang rate ng rate ng rate ng puso para sa karagdagang mga pagsusuri - halimbawa para sa statistical analysis ng HRV (Mga Pagkakaiba-iba ng Rate ng Puso) sa mga static na kondisyon, o para sa mga pag-aaral ng ugnayan sa pagitan ng HR at pisikal na pagsisikap sa mga dinamikong kundisyon - at ginusto na gumamit ng isang chest strap belt (Cardio) simulator sa halip pagkatapos ay magsuot ng isang tunay sa lahat ng oras sa panahon ng mga pagsubok na yugto

Para sa mga kadahilanang nasa itaas tinawag ko ang aking Instructable na "CardioSim"

Hakbang 1: Paano Ito Gumagana

Ang wireless transmission ng heart rate pulses sa pagitan ng transmitter (chest strap belt) at ng receiver (dedikado na relo, pati na rin ang pagpapatakbo ng treadmills, mga aparato sa pag-eehersisyo, atbp.) Ay batay sa isang Low-frequency na magnetikong komunikasyon (LFMC), at hindi isang tradisyunal na Radio-Frequency.

Ang karaniwang dalas para sa ganitong uri ng (analog) na mga sistema ng pagsubaybay ay 5.3kHz. Ang mga bagong digital na system ay batay sa teknolohiyang Bluetooth, ngunit wala ito sa saklaw ng tutorial na ito.

Para sa mga interesado sa pagpapalalim ng paksa, ang isang komprehensibong paglalarawan ng teknolohiya ng LFMC, kabilang ang mga kalamangan at kahinaan kumpara sa RF, ay matatagpuan sa tala ng App na ito

ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/002…

Gayunpaman, alang-alang sa proyektong ito, maging sapat upang malaman na ang isang 5.3kHz magnetic field carrier na nabuo ng isang LC (serye) na resonant circuit ay na-modulate sa base ng isang simpleng format na OOK (On-OFF Keying), kung saan ang pulso ng puso lumilipat ang carrier sa para sa mga 10ms. Ang signal ay napansin ng isang (parallel) LC resonant tank (na may parehong resonant frequency ng magnetic field, at ibinigay na ang parehong mga coil ay maayos na nakahanay), pinalakas at ipinadala sa pagsukat na yunit.

Bagaman sa WEB ang ilang mga halimbawa ng circuit ng tatanggap ay maaaring matagpuan, hindi ako makahanap ng isang modelo para sa transmiter, kaya't nagpasya akong pag-aralan ang signal na nabuo ng aking belt sa dibdib, at bumuo ng isang circuit na maaaring gayahin ito, na may isang katulad na sukat ng lakas, dalas, at format.

Hakbang 2: Skema at Mga Bahagi

Ang mga circuit ay binubuo ng napakakaunting mga sangkap na maaaring magkasya sa isang maliit na kaso:

• Kaso sa strip board, tulad ng isang ito
• Mataas na density ng foam strip, 50x25x10mm (tulad ng ginagamit para sa packaging ng ICs)
• Microcontroller ATTiny85-20
• Motor Driver L293
• Voltage regulator 5V, i-type ang 7805 o LD1117V50
• 2x Electrolytic Capacitor 10uF / 25V
• Kapasitor 22n / 100V
• Trimpot na may baras, 10K, 1 pagliko, (tulad ng sa Arduino Starter Kit)
• Resistor 22K
• Resistor 220R
• LED red 5mm
• Inductance 39mH, gumamit ako ng isang BOURNS RLB0913-393K
• 9V na baterya
• mini SPDT switch (nirecycle ko ang AM / FM switch mula sa isang lumang radio ng transistor)

Ang pinakamahalagang sangkap ay ang inductance, isang de-kalidad na core ng ferrite at mababang resistensya ay sapilitan upang mapanatili itong maliit at upang makakuha ng isang mahusay na Marka ng Kalidad ng resonant circuit.

Hakbang 3: Paglalarawan ng Circuit at Code

Ang paglalapat ng formula ng LC circuit na ipinakita sa pagguhit, na may L = 39mH at C = 22nF ang nagresultang dalas ay nasa paligid ng 5.4 kHz, na malapit na malapit sa karaniwang halaga ng 5.3 kHz. Ang tanke ng LC ay hinihimok ng isang H-bridge inverter na binubuo ng 2 kalahating tulay 1 at 2 ng driver ng motor na IC L293. Ang dalas ng carrier ay nabuo ng TINY85 microcontroller, na naghahimok din ng modulate signal na tumutulad sa HR. Palakihin ang Trimpot na nakakabit sa analog na input na A1 ang rate ng Puso ay maaaring mabago mula sa 40 hanggang 170 bmp (beats bawat minuto) - na sa totoong mga kondisyon ay itinuturing na sapat para sa karamihan sa mga baguhang sportspeople. Dahil ang tulay ay kailangang hinimok ng dalawang kabaligtaran na mga alon ng square (at sa aking limitadong kaalaman sa code ng Assembler ng ATTiny nagawa ko lamang ang isang solong isa), ginamit ko ang kalahating brige 3 bilang isang inverter.

Para sa mga simpleng gawain na ito ang panloob na orasan @ 16MHz ay sapat, subalit sinusukat ko ang kinakailangang kadahilanan ng pag-calibrate para sa aking aking chip at inilagay ito sa linya ng utos na "OSCCAL" sa seksyon ng pag-setup. Upang i-download ang sketch sa ATTiny Gumamit ako ng isang Arduino Nano na puno ng ArduinoISP code. Kung hindi ka pamilyar sa dalawang hakbang na ito mayroong maraming mga halimbawa sa Web, kung may interesado na bumuo ako ng sarili kong mga bersyon na maibibigay ko kapag hiniling. Ikinabit ang code para sa ATTiny:

Hakbang 4: Pag-iipon ng Circuit

Ang kaso ay mayroon nang 5mm na butas sa tuktok na takip na perpekto para sa Led, at kailangan ko lamang na mag-drill ng pangalawang 6mm na butas, nakahanay sa una, para sa baras ng trimpot. Inayos ko ang layout ng mga bahagi sa isang paraan na ang baterya ay natigil sa pagitan ng trimpot at ng TO-220 voltage regulator, at mahigpit na hinarang sa posisyon nito ng foam strip na nakadikit sa tuktok na takip.

Tulad ng napansin mo, ang inductance ay naka-mount nang pahalang, t.i. kasama ang axis nito sa board. Nasa ilalim ito ng palagay na ang inductance ng tatanggap ay namamalagi din sa parehong direksyon. Sa anumang kaso, para sa pinakamainam na paghahatid, laging tiyakin na ang parehong mga palakol ay parallel (hindi kinakailangan sa parehong eroplano ng spatial) at hindi patayo sa bawat isa.

Sa pagtatapos ng assembling suriin nang lubusan sa isang circuit tester ang lahat ng mga koneksyon sa isang circuit tester.

Hakbang 5: Subukan ang Circuit

Ang pinakamahusay na tool sa pagsubok para sa circuit ay isang relo ng tatanggap na monitor ng HR:

1. Itabi ang relo sa tabi ng CardioSim.
2. Itakda ang trimpot sa gitnang posisyon at buksan ang yunit.
3. Ang pulang LED ay dapat magsimulang flashing sa halos 1 sec agwat (60bmp). Ipinapahiwatig nito na ang tangke ng resonator ng LC ay maayos na pinalakas at gumagana. Kung hindi ito ang kadahilanan, i-double check ang lahat ng mga koneksyon at welding point.
4. Kung hindi pa awtomatikong nakabukas, manu-manong i-on ang relo.
5. Dapat magsimula ang relo upang makatanggap ng signal na nagpapakita ng sinusukat na HR.
6. Ang pagliko ng trimpot sa posisyon ng pagtatapos sa parehong direksyon upang suriin ang buong saklaw ng HR (+/- 5% pagpapaubaya sa mga limitasyon sa saklaw ay matatagalan)

Ipinapakita ang lahat ng mga hakbang sa nakalakip na video

Hakbang 6: Babala

Bilang pangwakas na payo sa kaligtasan, magkaroon ng kamalayan na ang LFMC na ipinatupad sa simpleng format na ito ay hindi pinapayagan na tugunan ang iba't ibang mga yunit sa parehong saklaw ng patlang, nangangahulugan ito na kung sakaling kapwa ang CardioSim at isang tunay na pagsukat ng sinturon ay nagpapadala ng kanilang mga signal sa parehong tagatanggap unit, ang tatanggap ay masisiksik, na may mahuhulaan na mga resulta.

Maaari itong mapanganib kung sakaling madaragdagan mo ang iyong pisikal na pagganap at i-maximize ang iyong mga pagsisikap sa base ng sinusukat na HR. Ang CardioSim ay inilaan upang magamit lamang para sa pagsubok ng iba pang mga yunit at hindi para sa pagsasanay!

Iyon lang, salamat sa pagbabasa ng aking Instructable, ang anumang feedabck ay maligayang pagdating!