O sensor de batimentos cardíacos fornece uma maneira simples de estudar a função do coração, que pode ser medida com base no princípio do sinal psicofisiológico usado como estímulo para o sistema de realidade virtual. A quantidade de sangue no dedo muda com o tempo.

O sensor ilumina um lóbulo de luz (um pequeno LED muito brilhante) através do ouvido e mede a luz que é transmitida ao Resistor dependente de luz . O sinal amplificado é invertido e filtrado, no circuito. Para calcular a frequência cardíaca com base no fluxo sanguíneo para a ponta do dedo, um sensor de frequência cardíaca é montado com a ajuda de LM358 OP-AMP para monitorar os pulsos de batimento cardíaco.

Sensor de batimento cardíaco

Características do sensor de pulsação

Indica batimento cardíaco por um LED
Fornece um sinal digital de saída direta para conectando a um microcontrolador
Possui tamanho compacto
Funciona com uma tensão de trabalho de + 5V DC

Aplicações primárias do sensor de batimentos cardíacos

Funciona como um monitor de freqüência cardíaca digital
Funciona como um Sistema de Monitoramento da Saúde do Paciente
Usado como um controle de bio-feedback de aplicações robóticas

Funcionamento de um sensor de batimentos cardíacos

O sensor de batimento cardíaco O diagrama do circuito é composto por um detector de luz e um LED vermelho brilhante. O LED precisa ter uma intensidade superclara porque a luz máxima passa e se espalha se um dedo colocado no LED for detectado pelo detector.

Diagrama do circuito do sensor de pulsação

Princípio do sensor de pulsação

Agora, quando o coração bombeia sangue através dos vasos sanguíneos, o dedo se torna um pouco mais opaco devido a isso, menos quantidade de luz chega do LED ao detector. Com cada pulso cardíaco gerado, o sinal do detector varia. O sinal do detector variado é convertido em um pulso elétrico. Este sinal elétrico é amplificado e acionado por meio de um amplificador que fornece uma saída de sinal de nível lógico de + 5V. O sinal de saída também é direcionado por um display LED que pisca a cada taxa de batimento cardíaco.

Vamos entender sua aplicação primária considerando um projeto como um exemplo prático com a ajuda de um sensor de batimento cardíaco.

Sistema de monitoramento de saúde sem fio para pacientes

O objetivo principal desse sistema de saúde automático é monitorar a temperatura corporal, a frequência cardíaca e a pulsação de um paciente e exibi-las ao médico usando a tecnologia RF.

Em hospitais, a temperatura corporal dos pacientes e os batimentos cardíacos precisam ser monitorados regularmente, o que geralmente é feito por médicos ou outra equipe paramédica. Eles observam a temperatura corporal e as taxas de batimento cardíaco (seja 72 vezes por minuto). Os médicos e outros funcionários da administração do hospital mantêm um registro da temperatura corporal e dos batimentos cardíacos de cada paciente.

Este projeto de sistema de monitoramento de saúde inclui vários componentes, como um Microcontrolador 8051 , uma unidade de fonte de alimentação regulada de 5 V, um sensor de temperatura, um sensor de batimento cardíaco, um transmissor de RF, um módulo receptor e um display LCD. O microcontrolador é usado como o cérebro de todo o projeto para monitorar os batimentos cardíacos, a pulsação e a temperatura corporal dos pacientes. O funcionamento deste projeto de sistema de monitoramento é ilustrado com a ajuda de um diagrama de blocos, que inclui vários blocos, como um bloco de fonte de alimentação que fornece energia para todo o circuito, um sensor de temperatura que calcula a temperatura corporal dos pacientes e um sensor de batimentos cardíacos para monitorar os batimentos cardíacos dos pacientes.

Diagrama de blocos do transmissor

“retificador de meia onda de fórmula de tensão ondulada ”

Na seção do transmissor, o sensor de temperatura é usado para ler a temperatura corporal dos pacientes continuamente e o sensor de batimentos cardíacos para monitorar a taxa de batimentos cardíacos dos pacientes e, em seguida, os dados são enviados para os microcontroladores 8051. Os dados são transmitidos primeiro e, em seguida, codificados em dados seriais pelo ar por um Módulo de radiofrequência . A temperatura corporal dos pacientes e os batimentos cardíacos por minuto são exibidos no display LCD. Com a ajuda de uma antena RF colocada na extremidade do transmissor, os dados são transmitidos para a seção receptora.

Diagrama de Bloco do Receptor

Na seção do receptor, um receptor é colocado na outra extremidade para receber os dados e os dados recebidos são decodificados usando um decodificador, e os dados transmitidos (temperatura corporal, pulsos de batimento cardíaco) são comparados com os dados armazenados no microcontrolador e então, os dados resultantes são exibidos na tela LCD. O módulo receptor RF colocado na partição do médico lê continuamente as condições de saúde do paciente, como temperatura corporal, frequência cardíaca e pulsação, e exibe o resultado no LCD, sem fio.

Monitor de pulsação digital usando microcontrolador

O projeto foi elaborado de forma a monitorar a medição da frequência cardíaca por meio de um microcontrolador com o auxílio de um sensor de batimentos cardíacos.

Descrição do circuito: O diagrama do circuito do sensor de pulsação é baseado em um Microcontrolador AT89S52 e outros componentes, como sensor de pulsação, fonte de alimentação, um circuito oscilador de cristal, resistores, capacitores e display LCD.

Diagrama de circuito do monitor de pulsação digital

O microcontrolador AT89S52 é o mais microcontrolador popular selecionado de uma família de 8051 microcontroladores. Um microcontrolador de 8 bits é usado para controlar todas as operações do circuito. Ele também controla os pulsos de batimentos cardíacos gerados pelo sensor de batimentos cardíacos.

Este projeto faz uso de um sensor de batimentos cardíacos usado para controlar os batimentos cardíacos de pacientes cardíacos. Além disso, LCDs são usados para exibição. Um microcontrolador AT89S52 é usado para monitorar continuamente a taxa de batimento cardíaco e a taxa de pulso do paciente, o que é feito levando em consideração o programação C embarcada feito em microcontrolador usando o software KEIL. Todo o circuito recebe energia de diferentes blocos, como o regulador de tensão e transformador abaixador , usado no circuito de alimentação. O regulador de tensão produz uma tensão de saída constante de 5 Volts.

Diagrama de circuito do monitor de pulsação digital

Componentes usados:

Microcontrolador AT89S52: O dispositivo usado neste projeto é ‘AT89S52’, que é um típico Microcontrolador 8051 produzido pela Atmel Corporation. Este microcontrolador é o fragmento mais importante deste projeto, pois controla todas as operações do circuito, como a leitura de dados de pulsos de taxa de batimento cardíaco do sensor de batimento cardíaco.

Fonte de energia: Este bloco de fonte de alimentação consiste em um transformador abaixador, uma ponte retificadora, um capacitor e um regulador de tensão. A fonte de alimentação de corrente ativa monofásica da rede é reduzida para uma faixa de tensão mais baixa, que é novamente retificada para corrente contínua por usando um retificador de ponte . Esta Corrente Contínua retificada é filtrada e regulada para toda a faixa de operação do circuito com um capacitor e regulador de tensão IC, respectivamente.

LCD: A maioria dos projetos faz uso de Monitores LCD para exibir informações como frequência cardíaca, temperatura corporal, etc. Existem vários visores usados em projetos, como visores de sete segmentos e visores de LED. A seleção do monitor depende da consideração destes parâmetros: custo dos monitores, consumo de energia e condições de iluminação ambiente.

Resistores: A resistência é bem definida como a relação entre a tensão aplicada em seus terminais e a corrente que passa por eles. O valor do resistor depende de uma tensão fixa que limita a corrente que passa por ele. O resistor é um componente passivo usado para controlar a corrente em um circuito eletrônico.

Capacitores: O principal objetivo de um capacitor é armazenar carga. O produto do valor da capacitância e da tensão aplicada em um capacitor é igual à carga armazenada no capacitor.

Oscilador de cristal: Um circuito oscilador de cristal é um tipo de circuito eletrônico que faz uso da ressonância mecânica de um circuito vibratório usado para gerar sinais elétricos variando a frequência. Um microcontrolador AT89S52 controla os cristais para sincronizar sua operação. O tipo de sincronização feita neste circuito é conhecido como ciclo da máquina.

Operação de Circuito

Neste sistema, um circuito oscilador de cristal é conectado entre os pinos 18 e 19 do microcontrolador AT89S52 usado para operar os conjuntos de instruções em uma faixa de frequência de clock variada. Um ciclo de máquina é usado para medir o tempo mínimo para executar o único conjunto de instruções.
O circuito de reset é conectado ao pino 9 do microcontrolador AT89S52 com a ajuda de um capacitor e resistor. A outra extremidade do resistor está conectada ao aterramento (20 pinos) e a outra extremidade do capacitor está conectada ao pino 31 (EA / Vpp). O resistor e o capacitor são conectados de tal forma que executam um modo de reinicialização da operação manualmente. Se a chave for fechada, o pino de reinicialização está definido como alto.
O sensor de pulsação conectado ao pino port1.0 do microcontrolador é usado para monitorando os pulsos do coração , e esses sinais de pulso são enviados para o microcontrolador e comparados com os dados programados armazenados no microcontrolador usando o software Keil. Sempre que os pulsos de frequência cardíaca de entrada são recebidos, o contador no microcontrolador conta esses pulsos por um determinado período de tempo.
Os monitores LCD são conectados aos pinos da porta 2 do microcontrolador AT89S52. O tempo de duração de um pulso de batimento cardíaco será de um segundo e, dividindo 60.000 por 1.000, teremos o resultado apropriado como 60, que será exibido no LCD.

Isso é tudo sobre o sensor de batimentos cardíacos e seu funcionamento com aplicações relevantes e exemplos práticos em detalhes. Além disso, para qualquer dúvida a respeito deste tópico ou sobre a parte elétrica e projetos eletrônicos nos comentando na seção de comentários fornecida abaixo.

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