Измеритель пульса на микроконтроллере PIC16F628A. Часть 3. Конструкция прибора и использование, настройка ИК сенсора.

Окончание.
Начало читайте здесь:

Часть 1. Принцип действия и схема
Часть 2. Программное обеспечение

Прибор очень прост в использовании. При включении питания на дисплее появится значение «000». Необходимо подождать несколько секунд, пока показания не исчезнут. Теперь необходимо поместить указательный палец на ИК сенсор и нажать кнопку «Start». Во время измерения нужно держать палец неподвижно до тех пор, пока на дисплее не появится измеренное значение пульса. Вы заметите, что светодиод будет мигать при ударе сердца (т.е. при определении удара сердца сенсором), и по истечению 15 секунд на дисплее отобразится значение пульса.

Измеритель пульса на микроконтроллере PIC

Демонстрация работы

Следует обратить внимание на аналоговую схему формирования и согласования сигнала с ИК датчика, т.к. эта часть схемы является самой сложной в проекте.

Как было замечено в начале статьи, мы используем два идентичных активных фильтра нижних частот на базе операционных усилителей, чтобы одновременно усилить полученный от фотодиода сигнал. ИК светодиод и ИК фотодиод располагаются близко друг к другу, но прямое воздействие излучения ИК светодиода на фотодиод исключается (см. рисунок ниже).

 ИК сенсор в измерителе пульса на микроконтроллере PIC

ИК сенсор измерителя пульса на микроконтроллере PIC

Кроме того, вы заметили, что и светодиод и фотодиод помещены в непрозрачный корпус, что исключает влияние рассеянного света и внешнего освещения на датчик. Можно использовать готовые ИК датчики на базе светодиода и фотодиода (например, Vishay TCRT5000L).

ИК сенсор Vishay TCRT5000
Внешний вид ИК сеносра Vishay TCRT5000L

Резистор номиналом 150 Ом в цепи светодиода D1 (см. схему) служит для ограничения тока через светодиод и, следовательно, интенсивность ИК-излучения. Интенсивность не должна быть слишком высокой, т.к. затрудняется определение отраженного сигнала. Значение этого резистора подбирается для различных ИК светодиодов в соответствии со спецификацией.

Для тестирования и подбора резистора автор использовал следующую методику.

Схема для подбора резистора в цепи ИК светодиода
Кликните для увеличения

Автор использовал постоянный резистор 68 Ом с потенциометром 470 Ом, включенные последовательно со светодиодом. Поместив указательный палец на датчик и медленно изменяя сопротивление потенциометра, необходимо добиться четкого мигания светодиода на выходе схемы нормализации сигнала при ударах сердца. Затем необходимо измерить сопротивление эквивалентного резистора R (потенциометр + резистор 68 Ом) и заменить его одним постоянным резистором с измеренным сопротивлением. Однако, можно оставить потенциометр в схеме для дальнейшей подстройки при необходимости.

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Heart rate measurement from fingertip. Part 3. References, notes, using the device.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя