Latido del corazón de Arduino con pantalla y sonido ECG: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¡Hola chicos! Espero que ya hayas disfrutado de mi instructable anterior "Arduino LIXIE Clock" y estés listo para uno nuevo, como de costumbre, hice este tutorial para guiarte paso a paso mientras haces este tipo de proyectos electrónicos de bajo costo súper asombrosos que es el "Arduino Dispositivo de pulso cardíaco ".

Durante la realización de este proyecto, tratamos de asegurarnos de que este instructivo sea la mejor guía para usted para ayudarlo si desea hacer su propio ECG, por lo que esperamos que este instructivo contenga los documentos necesarios.

Este proyecto es muy útil de hacer especialmente después de obtener la PCB personalizada que pedimos a JLCPCB para mejorar la apariencia de nuestro dispositivo electrónico y también hay suficientes documentos y códigos en esta guía para permitirle crear su pantalla de pulso Arduino Heart fácilmente. Hemos realizado este proyecto en solo 3 días, solo dos días para obtener todas las piezas necesarias y terminar la fabricación del hardware y el ensamblaje, luego hemos preparado el código para adaptarse a nuestro proyecto y comenzar las pruebas y el ajuste.

Lo que aprenderá de este instructivo:

1. Realización de la selección de hardware adecuada para su proyecto en función de sus funcionalidades.
2. Comprende la tecnología del sensor de pulso cardíaco.
3. Prepare el diagrama de circuito para conectar todos los componentes elegidos.
4. Ensamblar todas las partes del proyecto (caja del dispositivo y ensamblaje electrónico).
5. Inicie su propio dispositivo de pulso cardíaco.

Paso 1: ¡Cómo funciona el sensor de pulso cardíaco

Según se define en Wikipedia, "la electrocardiografía es el proceso de producir un electrocardiograma (ECG o EKG [a]), un registro (un gráfico de voltaje en función del tiempo) de la actividad eléctrica del corazón [4] mediante electrodos colocados en la piel". los electrodos detectan los pequeños cambios eléctricos que son consecuencia de la despolarización del músculo cardíaco seguida de la repolarización durante cada ciclo cardíaco (latido) ".

En nuestro caso, no estamos usando electrodos sino un sensor de infrarrojos, un sensor de pulso cardíaco es un sensor biomédico que

significa que utiliza algunas variables biológicas y fisiológicas para indicar el estado del cuerpo.

Hablando de variables, nuestro sensor tiene una salida analógica que va de 0V a 5V y esta salida indica cuánto flujo sanguíneo / presión está a punto de bombear el corazón, pero ¿cómo mide este sensor estos cambios de flujo sanguíneo?

El sensor utiliza una señal infrarroja de un diodo IR que se proyecta sobre su piel. Justo debajo de la piel hay capilares que transportan sangre. Cada vez que su corazón bombea, hay un pequeño aumento en el flujo / presión sanguínea. Esto hace que los capilares se hinchen ligeramente y, justo entonces, estos capilares un poco más llenos reflejan más infrarrojos. El infradetector del dispositivo detecta los diferentes niveles de infrarrojos reflejados y amplifica la señal medida y la convierte en una señal de voltaje interpretable que podría enviarse a cualquier microcontrolador como el Arduino MCU.

Paso 2: CAD y piezas de hardware

Comenzando con las piezas de la caja impresas en 3D, hice el diseño anterior usando el software solidworks y puede obtener los archivos STL desde el enlace de descarga, este diseño es 100% recomendado para ayudarlo a hacer su dispositivo, ya que se ajusta a la ubicación exacta del sensor y la pantalla OLED.

Después de preparar el diseño, tengo mis piezas muy bien fabricadas y listas para la acción. y como puedes ver en la última foto preparamos la ubicación del conector de alimentación en el lateral de la caja.

Paso 3: diagrama de circuito

Pasando a la electrónica, he creado este diagrama de circuito que incluye todas las partes necesarias requeridas para este proyecto. Estoy conectando el sensor de pulso cardíaco a mi MCU ATMega328P y muestro la señal de voltaje recibida del sensor a través de una pantalla OLED, la trama mostrará la evolución segnal de voltaje en el tiempo y también uso un zumbador para marcar cada latido del corazón, un LED RGB también se usa en este proyecto para indicar el estado de BPM, por lo que cuando el BPM es demasiado bajo "menos de 60 BOM", el LED se vuelve amarillo, cuando el BPM está bien, el LED se vuelve verde y cuando el BPM es demasiado alto, el LED se vuelve rojo.

Paso 4: fabricación de PCB

Sobre JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), es la empresa de prototipos de PCB más grande de China y un fabricante de alta tecnología que se especializa en prototipos de PCB rápidos y producción de PCB en lotes pequeños. Con más de 10 años de experiencia en la fabricación de PCB, JLCPCB tiene más de 200, 000 clientes en el país y en el extranjero, con más de 8, 000 pedidos en línea de prototipos de PCB y producción de PCB en pequeñas cantidades por día. La capacidad de producción anual es de 200, 000 metros cuadrados. para varios PCB de 1 capa, 2 capas o multicapa. JLC es un fabricante profesional de PCB que cuenta con equipos de pozo a gran escala, una gestión estricta y una calidad superior.

Hablando de electrónica

Después de hacer el diagrama del circuito, lo transformé en un diseño de PCB personalizado y todo lo que necesito ahora es producir mi PCB, seguro que me mudé a JLCPCB, el mejor proveedor de PCB para obtener el mejor servicio de fabricación de PCB, después de unos simples clics. he subido los archivos GERBER apropiados de mi diseño y configuré algunos parámetros como el color y la cantidad del grosor de la PCB, y esta vez usaremos el color rojo para que se adapte al diseño en forma de corazón de nuestra PCB; luego, al menos, debe pagar solo 2 dólares para obtener el PCB después de solo cuatro días, lo que he notado sobre JLCPCB esta vez es el "color de PCB sin cargo", lo que significa que pagará solo 2 USD por cualquier color de PCB que elija.

Archivos de descarga relacionados

Como puede ver en las imágenes de arriba, la PCB está muy bien fabricada y tengo el mismo diseño de PCB que hicimos para nuestra placa principal y todas las etiquetas, los logotipos están ahí para guiarme durante los pasos de soldadura. También puede descargar el archivo Gerber para este circuito desde el enlace de descarga a continuación en caso de que desee realizar un pedido para el mismo diseño de circuito.

Paso 5: ingredientes

Antes de comenzar a soldar las partes electrónicas, revisemos la lista de componentes para nuestro proyecto, por lo que necesitaremos:

★ ☆ ★ Los componentes necesarios ★ ☆ ★

- El PCB que pedimos a JLCPCB- Arduino Uno:

- Resistencias de 330Ohm:

- Oscilador de cuarzo de 16 MHz:

- El sensor heartPulse:

- Zumbador:

- Pantalla OLED:

- LED RGB:

Paso 6: Ensamblaje electrónico

Ahora todo está listo, así que comencemos a soldar nuestros componentes electrónicos a la PCB y para hacerlo necesitamos un soldador y un alambre de núcleo de soldadura y una estación de retrabajo SMD para componentes SMD.

Seguridad primero

Soldador

¡Nunca toque el elemento del soldador….400 ° C!

Sostenga los cables a calentar con pinzas o abrazaderas.

Siempre devuelva el soldador a su soporte cuando no esté en uso.

Nunca lo deje sobre el banco de trabajo.

Apague la unidad y desenchúfela cuando no esté en uso.

Como puede ver, usar esta PCB es muy fácil debido a su muy alta calidad de fabricación y sin olvidar las etiquetas que los guiarán mientras sueldan cada componente porque encontrará en la capa de seda superior una etiqueta de cada componente que indica su ubicación en la placa y de esta manera estarás 100% seguro de que no cometerás errores de soldadura. He soldado cada componente a su ubicación y puedes usar ambos lados de la PCB para soldar tus componentes electrónicos.

Paso 7: Pieza de software y prueba

Todo lo que necesitamos ahora es el software, he creado este código de Arduino para ustedes y pueden tenerlo gratis desde el enlace de abajo, el código está muy bien comentado para que puedan entenderlo y ajustarlo a sus propias necesidades. necesitamos la placa Arduino Uno para cargar el código en nuestra MCU ATmega328, luego tomamos la MCU y la colocamos en su zócalo en la placa.

Necesitamos un adaptador de corriente externo de 5v para encender el dispositivo y aquí estamos, como ven chicos, el dispositivo muestra los latidos por minuto y muestra el gráfico de pulsos del corazón trazados en la pantalla OLED sin olvidar este LED RGB que indica el estado del cuerpo. también.

Este proyecto es muy fácil de hacer y es increíble, especialmente con la pantalla OLED, que podría ser su mejor opción para comenzar a fabricar dispositivos biomédicos, pero aún hay otras mejoras para realizar para hacerlo mucho más mantequilla, por eso estaré esperando. por sus sugerencias para mejorarlo.