פעימות לב Arduino עם תצוגת וצליל אק"ג: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

היי חבר'ה! אני מקווה שכבר נהניתם מהשעון הקודם "שעון Arduino LIXIE" ואתם מוכנים לשעה חדשה, כרגיל הכנתי הדרכה זו להדריך אתכם צעד אחר צעד תוך הכנת פרויקטים אלקטרוניים במחירים נמוכים להפליא שהם ה"ארדואינו " מכשיר דופק לב ".

במהלך ביצוע הפרויקט הזה, ניסינו לוודא שהוראה זו תהיה המדריך הטוב ביותר עבורך על מנת לסייע לך אם ברצונך ליצור א.ק.ג משלך, לכן אנו מקווים כי הוראה זו תכלול את המסמכים הדרושים.

פרויקט זה כל כך נוח במיוחד לאחר קבלת הלוח המותאם אישית שהזמנו מ- JLCPCB כדי לשפר את המראה של המכשיר האלקטרוני שלנו וגם יש מספיק מסמכים וקודים במדריך זה כדי לאפשר לך ליצור את צג הדופק של Arduino Heart בקלות. עשינו את הפרויקט הזה תוך 3 ימים בלבד, רק יומיים כדי לקבל את כל החלקים הדרושים ולסיים את ייצור החומרה וההרכבה, ואז הכנו את הקוד שיתאים לפרויקט שלנו והתחל את הבדיקות וההתאמה.

מה תלמד מהמדריך הזה:

1. בחירת החומרה הנכונה לפרויקט שלך בהתאם לפונקציות שלו.
2. להבין את הטכנולוגיה של חיישן דופק הלב.
3. הכינו את תרשים המעגל לחיבור כל הרכיבים הנבחרים.
4. הרכיב את כל חלקי הפרויקט (קופסת מכשירים והרכבה אלקטרונית)..
5. הפעל מכשיר דופק לב משלך.

שלב 1: כיצד פועל חיישן דופק הלב

כפי שהוגדר בויקיפדיה "אלקטרוקרדיוגרפיה היא תהליך של ייצור אלקטרוקרדיוגרמה (א.ק.ג או א.ק.ג), רישום - גרף של מתח מול זמן - של הפעילות החשמלית של הלב [4] באמצעות אלקטרודות המונחות על העור. אלה האלקטרודות מזהות את השינויים החשמליים הקטנים שהם תוצאה של דפולריזציה של שריר הלב ואחריה פולריזציה מחדש במהלך כל מחזור לב (דופק)."

במקרה שלנו, איננו משתמשים באלקטרודות אלא בחיישן IR, חיישן דופק לב הוא חיישן ביו -רפואי אשר

פירוש הדבר שהוא משתמש בכמה משתנים ביולוגיים ופיזיולוגיים כדי להצביע על מצב הגוף.

אם מדברים על משתנים, לחיישן שלנו יש פלט אנלוגי העובר מ 0V ל 5V ופלט זה מציין כמה זרימת דם/לחץ הלב עומד לשאוב, אך כיצד חיישן זה מודד את שינויי זרימת הדם הללו!

החיישן משתמש באות אינפרא אדום של דיודת IR המוקרנת על העור שלך. ממש מתחת לעור שלך יש נימים הנושאים דם. בכל פעם שהלב שלך שואב יש עלייה קטנה בזרימת הדם/בלחץ. זה מתנפח מעט את הנימים, ובדיוק אז נימים קצת יותר מלאים משקפים יותר אינפרא אדום. גלאי האינפרא במכשיר מרגיש את רמות ה- IR המשתקפות השונות ומגביר את האות הנמדד ולהמיר אותו לאות מתח שניתן לפרש אותו ניתן לשלוח לכל מיקרו-בקר כמו ה- MCU Arduino.

שלב 2: חלקי CAD וחומרה

החל מחלקי הקופסה המודפסת בתלת מימד, הכנתי את העיצוב לעיל באמצעות תוכנת solidworks ותוכל לקבל את קבצי STL מקישור ההורדה, עיצוב זה מומלץ 100% כדי לעזור לך לייצר את המכשיר שלך מכיוון שהוא מתאים למיקום המדויק של החיישן ו תצוגת OLED.

לאחר הכנת העיצוב ייצרתי את חלקי בצורה טובה מאוד ומוכנה לפעולה. וכפי שאתה יכול לראות בתמונה האחרונה הכנו את המיקום של מחבר החשמל בצד הקופסה.

שלב 3: תרשים מעגלים

במעבר אל האלקטרוניקה, יצרתי תרשים מעגלים זה הכולל את כל החלקים הדרושים לפרויקט זה. אני מחבר את חיישן דופק הלב ל- ATMega328P MCU שלי ואני מציג את אות המתח המתקבל מהחיישן באמצעות תצוגת OLED, העלילה יציג את אבולוציית מתח המתח לפי הזמן ואני משתמש גם בזמזם כדי לסמן כל פעימת לב, LED RGB משמש גם בפרויקט זה לציון מצב BPM כך שכאשר BPM נמוך מדי "פחות מ -60 BOM" הנורית הופך צהוב, כאשר ה- BPM תקין נורית ה- LED הופכת לירוקה וכאשר ה- BPM גבוה מדי הנורית הופכת לאדומה.

שלב 4: ביצוע PCB

אודות JLCPCB

JLCPCB (שנזן JIALICHUANG אלקטרוניקה לפיתוח טכנולוגיות ושות 'בע"מ), הוא מפעל האב-טיפוס הגדול ביותר בסין ויצרנית היי-טק המתמחה באב-טיפוס PCB מהיר וייצור PCB-אצווה קטנה. עם יותר מ -10 שנות ניסיון בייצור PCB, ל- JLCPCB יש יותר מ -200, 000 לקוחות בבית ומחוצה לה, עם יותר מ -8,000 הזמנות מקוונות של אב טיפוס PCB וייצור PCB בכמות קטנה ליום. כושר הייצור השנתי הוא 200, 000 מ"ר עבור PCBs של 1 שכבה, 2 שכבות או רב שכבתית. JLC היא יצרנית PCB מקצועית המציעה ציוד טוב בקנה מידה גדול, ניהול קפדני ואיכות מעולה.

אלקטרוניקה מדברת

לאחר הכנת תרשים המעגלים הפכתי אותו לעיצוב PCB מותאם אישית וכל מה שאני צריך כעת הוא לייצר את ה- PCB שלי, בטוח שעברתי ל- JLCPCB הספק הטוב ביותר של ה- PCB על מנת לקבל את שירות ייצור ה- PCB הטוב ביותר, לאחר כמה לחיצות פשוטות העליתי את קבצי GERBER המתאימים של העיצוב שלי והגדרתי כמה פרמטרים כמו צבע עובי ה- PCB והכמות, והפעם נשתמש בצבע האדום כך שיתאים לעיצוב צורת הלב של ה- PCB שלנו; אז לפחות אתה צריך לשלם רק 2 דולרים כדי לקבל את ה- PCB לאחר ארבעה ימים בלבד, מה ששמתי לב לגבי JLCPCB הפעם הוא "צבע ה- PCB ללא תשלום" זה אומר שתשלם רק 2 USD עבור כל צבע PCB שתבחר.

קבצי הורדה קשורים

כפי שאתה יכול לראות בתמונות למעלה PCB מיוצר היטב ויש לי את אותו עיצוב PCB שיצרנו ללוח הראשי שלנו ולכל התוויות, לוגואים נמצאים שם כדי להדריך אותי במהלך שלבי ההלחמה. תוכל גם להוריד את קובץ Gerber עבור מעגל זה מקישור ההורדה למטה במקרה שתרצה לבצע הזמנה לאותו עיצוב מעגל.

שלב 5: מרכיבים

לפני שנתחיל להלחם את החלקים האלקטרוניים בואו נסקור את רשימת הרכיבים לפרויקט שלנו כך שנצטרך:

★ ☆ ★ המרכיבים הדרושים ★ ☆ ★

- ה- PCB שאנו מזמינים מ- JLCPCB- Arduino Uno:

- נגדי 330Ohm:

- מתנד קוורץ 16 מגה -הרץ:

- חיישן HeartPulse:

- זמזם:

- תצוגת OLED:

- LED RGB:

שלב 6: הרכבה אלקטרונית

עכשיו הכל מוכן אז בואו נתחיל להלחם את הרכיבים האלקטרוניים שלנו ל- PCB וכדי לעשות זאת אנו צריכים מגהץ וחוט ליבת הלחמה ותחנת עיבוד SMD לרכיבי SMD.

בטיחות קודמת לכול

מלחם

לעולם אל תיגע באלמנט של מגהץ הלחם …. 400 מעלות צלזיוס!

החזק חוטים לחימום בעזרת פינצטה או מלחציים.

החזר תמיד את מגהץ הלחמה אל מעמדו כאשר אינו בשימוש.

לעולם אל תניח אותו על שולחן העבודה.

כבה את המכשיר ונתק אותו מהחשמל כאשר אינו בשימוש.

כפי שאתה יכול לראות, השימוש ב- PCB זה כל כך קל בשל ייצורו האיכותי ביותר ובלי לשכוח את התוויות שינחו אתכם בזמן הלחמת כל רכיב מכיוון שתמצאו על שכבת המשי העליונה תווית של כל רכיב המציין את מיקומו על הלוח וכך תהיה בטוח ב -100% שלא תעשה טעויות הלחמה. הלחמתי כל רכיב למיקומו ותוכל להשתמש בשני צדי הלוח להלחמת הרכיבים האלקטרוניים שלך.

שלב 7: חלק ותוכנת בדיקה

כל מה שאנחנו צריכים עכשיו זה התוכנה, הכנתי את הקוד הארדואיני הזה בשבילכם ותוכלו לקבל אותו בחינם מהקישור למטה, הקוד מובן היטב, כך שתוכלו להבין אותו ולהתאים אותו לצרכים שלכם, אנחנו צריכים את לוח Arduino Uno כדי להעלות את הקוד ל- ATmega328 MCU שלנו ואז לוקחים את ה- MCU ומניחים אותו בשקע שלו על הלוח.

אנו זקוקים למתאם מתח חיצוני של 5 וולט כדי להדליק את המכשיר והנה, כפי שאתם רואים, המכשיר מציג את פעימות הדקה והוא מציג את גרף דופק הלב המתווים בתצוגת OLED מבלי לשכוח את נורית ה- RGB הזו המציינת את מצב הגוף. גַם.

הפרויקט כל כך קל לביצוע ומדהים במיוחד עם תצוגת OLED שיכולה להיות הבחירה הטובה ביותר שלך להתחיל בייצור הגאדג'טים הביו -רפואיים, אך עדיין יש עוד שיפורים נוספים על מנת להפוך אותו להרבה יותר חמאה, לכן אני אחכה. להצעות שלך לשפר אותו.