日期：2022-05-07
如前所述，心跳是衡量心臟功能強度的單位，表示心臟的收縮和擴張速度，單位為每分鐘跳動數(shù)(bpm)。心跳可以通過心電圖儀設(shè)備測量。當(dāng)血液通過心臟并進入靜脈時，會向靜脈施加壓力波，從而導(dǎo)致血管中出現(xiàn)脈搏。事實上，脈搏是血液流出左心室時發(fā)生的靜脈收縮和擴張?？梢酝ㄟ^將手指放在靜脈穿過骨骼的點上來觸摸和測量脈搏。9測量脈搏的要點是橈動脈和頸動脈脈搏，即手腕的橈動脈脈搏和頸部的頸動脈脈搏。10還有一種脈搏計裝置，可以用紅外線測量到耳垂的脈搏。正常情況下，心跳類似于脈搏，因為脈搏與心跳有關(guān)。圖3顯示了心跳，圖
4顯示了脈搏率圖表。
心率傳感器一、光學(xué)監(jiān)視器
心跳監(jiān)測器是一種智能可穿戴設(shè)備，可以檢測身體的心跳。該智能儀器使用光電容積描記術(shù) (PPG) 技術(shù)，并且還具有兩個傳感器。第一個傳感器用于檢測光，另一個用于確定運動。它的作用是用LED將光線照射到皮膚上，然后身體反射的光線照射到探測器上，測量心跳和身體運動的變化。這些光學(xué)監(jiān)視器使用加速度計來檢測運動。通過該設(shè)備可以在活動、鍛煉和休息期間或任何其他時間使用。這些光學(xué)監(jiān)視器的問題是接收信號中存在噪聲，因為它們具有相似的頻率。此外，在某些情況下，測量心跳是錯誤的，這取決于用戶的身體和活動強度。13
心率傳感器二、組件詳細信息
微控制器是電子電路中的一個組件，它由嵌入在小芯片中的 CPU、RAM、ROM 和輸入/輸出端口組成。微控制器可用于各種設(shè)備，包括家用電器、汽車、醫(yī)療設(shè)備等，它是嵌入在這些設(shè)備中的控制器。微控制器的作用是接收信號，然后根據(jù)信號的類型做出響應(yīng)。與微控制器相關(guān)的輸入和輸出設(shè)備包括傳感器、顯示器、開關(guān)等。14微控制器可以通過傳感器接收數(shù)據(jù)，然后將其轉(zhuǎn)換為電信號，并通過該信號在設(shè)備上執(zhí)行特定功能。PIC16F628A 微控制器如圖 5 所示本研究中使用。
心率傳感器三、放大器
運算放大器是各種線性器件和差分放大器，是電子電路中的重要部件之一。運算放大器的功能是放大直流信號并提供高增益電壓。16這個帶有過濾和數(shù)學(xué)運算符的電子部件用于放大信號。這些放大器具有輸入、輸出和電源引腳。其中一個輸入是反相的，另一個是非反相的。輸入阻抗必須是無限的，而輸出阻抗必須為零，但實際上并非如此。因為它對收集器、導(dǎo)數(shù)、緩沖、整流器等各種運算進行放大器，所以稱為運算放大器。在本文中，模擬信號取自人體，然后通過該運算放大器進行放大。該項目使用了圖 6中所示的 Lm358 運算放大器。
心率傳感器四、晶振
電壓變化、溫度等因素會影響頻率并改變它。在某些電路中，振蕩器必須具有穩(wěn)定且恒定的頻率。為此，我們需要使用壓電晶體(圖 7)，因為這些晶體具有自然諧振頻率。在具有壓電效應(yīng)的材料中，使用的石英較多，因為它們成本低且比其他材料更堅固。18當(dāng)對該晶體施加電壓時，就會產(chǎn)生壓電效應(yīng)。這種效應(yīng)通過改變晶體的形狀使電荷產(chǎn)生機械力。事實上，這個晶振可以看作是一個將能量相互轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。振蕩器的原理圖是一個帶有反饋電路的放大器，其行為通常類似于 RLC 電路。
心率傳感器五、信號調(diào)理
信號調(diào)理是將來自傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為合適且可用的量，以便在稍后階段進行處理。諸如過濾或放大之類的操作是這些階段的一部分。22在本文中，我們使用了兩個彼此相似的低通濾波器，以及一個 Lm358 運算放大器來準(zhǔn)備信號。這些濾波器的截止頻率約為 2.5 Hz，我們將其用于這些濾波器以避免噪聲。此外，通過使用 1 μF 的電容器，可以防止信號直流分量輸入到器件中。根據(jù)計算，濾波器增益在 101 左右。因此，放大器和濾波器會產(chǎn)生合適的信號。然后，這個信號被傳送到 PIC16F628A 單片機。信號調(diào)理電路如圖 9所示. 帶電位器的紅外二極管串聯(lián)。這個位置使得當(dāng)用戶的指尖放在兩個相鄰的二極管上時，電位器測量的數(shù)字可以改變。
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