Circuito del monitor de frecuencia cardíaca:una guía bien detallada

El monitor de frecuencia cardíaca es un dispositivo del que probablemente hayas oído hablar antes. Lo más probable es que conozca uno o dos dispositivos o personas que tengan sensores de frecuencia cardíaca.

Son tan comunes en estos días que probablemente los encuentre integrados en relojes inteligentes o incluso vienen en estilos de pulsera que los hacen fácilmente accesibles.

Entonces, si tienes curiosidad acerca de cómo funciona y te gustaría hacer uno como proyecto, no te preocupes. Estás en el lugar correcto.

Aquí, aprenderá el secreto detrás del circuito del monitor de frecuencia cardíaca y aprenderá a hacer uno diferente en unos pocos y sencillos pasos.

¿Estás listo? ¡Comencemos!

El concepto del sensor de latidos

Antes de entrar en los detalles técnicos, aquí hay algunas cosas que debe saber.

Los sensores de latidos del corazón son esenciales para personas como pacientes y atletas, ya que les ayuda a conocer las condiciones de sus corazones.

Aunque hay varias formas de monitorear la frecuencia cardíaca, el sensor de latidos cardíacos es la forma más fácil. Además, es portátil y tiene diferentes tamaños y formas. Además, ofrece una plataforma accesible para que puedas comprobar los latidos de tu corazón al instante.

Reloj inteligente

Como mencionamos anteriormente, puede encontrarlos en relojes, teléfonos y otros dispositivos inteligentes. Por lo tanto, ayuda medir la cantidad de tiempo que su corazón necesita para expandirse o contraerse por minuto.

El concepto del pulsómetro

Un monitor de frecuencia cardíaca principal presenta lo siguiente:

• Sensor
• LED IR 
• Fotodiodo presente en el sensor
• Circuito de control 

Por el contrario, el circuito viene con un Op-Amp IC y otros elementos que conectan su señal original con diferentes microcontroladores.

Entonces, a continuación, tenemos un diagrama del circuito del sensor de latidos del corazón para ayudarlo a comprender mejor el concepto.

Circuito del sensor de latidos

El circuito de arriba muestra un sensor de latidos cardíacos en el dedo que detecta pulsos. Entonces, los latidos del corazón cambian automáticamente la cantidad de sangre y la intensidad de la luz del LED IR. Además, lo que detectará el fotodiodo también será diferente.

Además, un capacitor alimenta la salida del fotodiodo a la "carga no inversora" del primer amplificador operacional. Esto, a su vez, bloquea los componentes de CC de la señal. El amplificador operacional también funciona como un amplificador de etapa "no inversor" que utiliza un factor de amplificación de frecuencia de corte de 1001.

Además, el segundo amplificador operacional recibe la salida del primer amplificador operacional en una de sus entradas. También toma la forma de un comparador. Además, el trabajo del segundo amplificador operacional activará un transistor, que también transfiere la señal al microcontrolador.

El LM358 es el amplificador operacional de este circuito sensor de latidos del corazón y viene con dos amplificadores operacionales en un chip. Además, el BC547 es el transistor y el LED conectado al transistor parpadeará cuando detecte una señal.

Diseño de circuitos

Aquí, aprenderemos cómo hacer tres sensores de latidos del corazón que incluyen:

• Sensor de latidos cardíacos con LM358
• Sensor de latidos del corazón usando Arduino
• Cómo conectar el sensor de latidos del corazón de Arduino

Circuito del monitor de frecuencia cardíaca: Sensor de latidos cardíacos con LM358

Con este circuito, podrá detectar los latidos del corazón a través de un IC LM358 junto con un transmisor y receptor de infrarrojos. Además, el LED IR es el transmisor de IR, mientras que un fotodiodo es el detector del circuito. Mira la ilustración del circuito a continuación:

Sensor de latidos cardíacos con ilustración del circuito LM358

Además, aquí está el pinout del pinout LM358:

Diagrama de pines LM358

Componentes necesarios:

• LM358 IC amplificador operacional (1)
• Condensador electrolítico de 4,7 uF (1)
• Condensador cerámico de 100 nF (1)
• Batería de 9 V (1)
• Par de LED IR (1)
• LED de 5 mm (1)
• Resistencias de 220k (2)
• resistencia de 10k (1)
• resistencia de 680k (1)
• Resistencia de 6,8k (1)
• resistencia de 47k (1)
• Sensor de latidos del corazón (PC3) (1)

Pasos

• 1:Conecte la base de su LM358 IC a la PC y el IC a la base.

• 2:Tome todos sus LED y conéctelos a la PCB
• 3:A continuación, conecte ambos condensadores a la PCB
• 4:Además, tome todas sus resistencias y conéctelas también
• 5:Agregue su clip de batería al circuito y conecte la batería para verificar si el circuito funciona

Nota:No olvides soldar todas tus conexiones.

Cómo funciona

Este circuito funciona de manera similar al sensor de latidos del corazón descrito anteriormente. Aquí tenemos dos fotodiodos IR que detectan los pulsos del corazón.

Sin embargo, uno de ellos actúa como un transmisor que emite luz a través de tu dedo, mientras que el receptor mide cuánta luz refleja el dedo.

Además, la intensidad de los rayos reflejados medidos por el receptor depende de dos cosas. Uno, la frecuencia del corazón bombeando, y dos, la diferencia en los niveles de sangre oxigenada que contiene la sangre.

Circuito del monitor de frecuencia cardíaca:sensor de latidos cardíacos con Arduino

Ahora, veamos cómo hacer un sensor de latidos del corazón basado en Arduino. Este sensor cuenta con un clip para el dedo y utiliza tres pines para conectar datos, GND y VCC.

Sensor de latidos del corazón de Arduino

Componentes necesarios

Para este circuito, necesitarás:

• Placa Arduino (1)
• Potenciómetro de 10KΩ (1)
• resistencia de 330Ω (1)
• Pantalla LCD de 2 x 16 (1)
• Cables de conexión
• Pulsador
• Mini placa de pruebas
• Chip sensor de latidos cardíacos con sonda en el dedo (1)

Cómo conectar un sensor de latidos cardíacos de Arduino

Es fácil conectar un Arduino con un sensor de latidos. Sin embargo, si desea ver las lecturas de los latidos de su corazón en latidos por minuto, lo primero que debe hacer es conectar una placa Arduino a su LCD de 16×2.

Entonces, conecte los cuatro pines de datos (D7, D5, D4 y D6) del módulo LCD al pin uno de Arduino. Además, haga clic en el potenciómetro de 10 kΩ en el pin tres de la pantalla LCD. Luego, combine los pines tres y cinco de la pantalla LCD (E y RS) con el de Arduino.

Finalmente, conecte el pin de salida del sensor de latidos al pin 1 (pin de señal de entrada analógica) del Arduino.

Código

Después de conectar el sensor de latidos del corazón con un Arduino, lo siguiente es escribir las líneas de código necesarias para ejecutar el sistema.

Aquí hay un enlace a las líneas de código.

¿Cómo funciona?

Bueno, usar este circuito también es fácil. Todo lo que tiene que hacer es colocar cualquier dedo excepto el pulgar en el clip del sensor y presionar el botón del interruptor.

Ahora, Arduino calculará la medición de la frecuencia cardíaca a partir de los datos que recibe del sensor y la mostrará en bpm.

Sin embargo, manténgase relajado mientras el sensor recopila los datos, para no sacudir los cables. De lo contrario, obtendrá lecturas defectuosas.

Después de que Arduino muestre la frecuencia cardíaca, puede presionar el botón para iniciar otra lectura.

Circuito del Monitor de Ritmo Cardiaco:Aplicaciones

• Calcule la frecuencia cardíaca de un cuerpo humano (persona, paciente o atleta)

Frecuencia cardíaca del cuerpo humano

• Úselo como alternativa a los costosos monitores de frecuencia cardíaca

Comprobación de la aplicación de frecuencia cardíaca en el teléfono móvil

• Sistema de seguimiento de la salud del paciente

Sistema de Monitoreo de la Salud del Paciente

Reflexiones finales

Antes de completar este artículo, debe comprender el principio detrás de cómo funciona el sensor de latidos del corazón y funciona con la dirección del fotopletismógrafo.

Este principio establece que puede usar la intensidad de la luz que pasa a través de un órgano para medir el volumen de sangre de ese órgano.

En resumen, encontrará que los LED IR son mejores fuentes de luz para la mayoría de los sensores de latidos del corazón.

Por lo tanto, puede usar un detector que cambie los fotones de luz a corriente o un componente de amplificación de corriente que dependa de la luz para funcionar.

Sensor de latidos cardíacos con pinza para el dedo

Fuente:Wikimedia Commons

Bueno, no hemos llegado al final de nuestro viaje de aprendizaje. Si necesita más ayuda, no dude en ponerse en contacto con nosotros. Estaremos encantados de ayudar.