हार्ट रेट मॉनिटर सर्किट

इस लेख में हम कुछ विवेकाधीन तार वाले ओपैंप सर्किट चरणों द्वारा संसाधित अपेक्षाकृत सटीक इलेक्ट्रॉनिक हृदय गति संवेदक सर्किट पर विस्तृत चर्चा करते हैं, और बाद में हम जानेंगे कि हृदय गति मॉनिटर अलार्म सर्किट बनाने के लिए इसे कैसे संशोधित किया जा सकता है।

IR Photodiode Sensors का उपयोग करना

दिल की दालों की सेंसिंग मूल रूप से दो IR फोटो डायोड द्वारा की जाती है जिनमें से एक IR का ट्रांसमीटर होता है जबकि दूसरा स्वीकर्ता।

ट्रांसमीटर डायोड द्वारा फेंकी गई आईआर किरणें किसी व्यक्ति की फिंगर टिप रक्त सामग्री से परिलक्षित होती हैं और रिसीवर डायोड द्वारा प्राप्त की जाती हैं।

परावर्तित किरणों की तीव्रता हृदय की पंपिंग दर और रक्त सामग्री के अंदर ऑक्सीजन युक्त रक्त स्तरों के अंतर से निर्धारित अनुपात में भिन्न होती है।

इन्फ्रारेड डायोड से संवेदी संकेतों को दिखाए गए ओप्पम्प चरणों द्वारा संसाधित किया जाता है जो वास्तव में लगभग 2.5 हर्ट्ज पर कट-ऑफ के लिए निर्धारित समान सक्रिय कम पास फिल्टर सर्किट के एक जोड़े हैं। इसका तात्पर्य है कि अधिकतम प्राप्य दिल की दर माप लगभग 150 बीपीएम तक ही सीमित रहेगा।

हम प्रस्तावित दिल दर सेंसर और प्रोसेसर डिजाइन में IC1a और IC1b के रूप में प्रसंस्करण के लिए IC MCP602 का उपयोग करते हैं। आईसी माइक्रोचिप द्वारा निर्मित एक दोहरी opamp है।

सर्किट ऑपरेशन

यह एकल आपूर्ति के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इस प्रकार चर्चा किए गए सर्किट के लिए बेहद अनुकूल हो जाता है जो कि एकल 9V सेल से संचालित होना चाहिए।

इसका अर्थ यह भी है कि opamp का उत्पादन IR डायोड से संवेदी हृदय गति संकेतों के अनुरूप नकारात्मक वोल्टेज के पूर्ण सकारात्मक उत्पादन में सक्षम होगा।

चूंकि परिवेश की स्थितियां बहुत सारे आवारा संकेतों के साथ प्रदूषित हो सकती हैं, ऐसे सभी विरल विद्युत गड़बड़ी के खिलाफ ऑप्स को प्रतिरक्षित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए दिखाए गए 1uF कैपेसिटर के रूप में संधारित्रों को अवरुद्ध करना प्रत्येक दाद के इनपुट पर तैनात किया जाता है।

पहला opamp 101 का लाभ प्राप्त करने के लिए निर्धारित है, दूसरा पहला IC1a कॉन्फ़िगरेशन के समान है, यह भी 101 लाभ पर सेट है।

हालांकि इसका अर्थ है कि आउटपुट पर सर्किट का कुल या अंतिम लाभ 101 x 101 = 10201 के प्रभावशाली स्तर पर प्रदान किया गया है, इस तरह का उच्च लाभ आईआर से वितरित अत्यंत कमजोर और अस्पष्ट इनपुट हृदय गति दालों की एक परिपूर्ण संवेदन और प्रसंस्करण सुनिश्चित करता है। डायोड।

एक एलईडी को दूसरे IC1b ओपैंप के आउटपुट में संलग्न देखा जा सकता है जो आईआर डायोड चरण से प्राप्त हृदय गति दालों के जवाब में पलक झपकते हैं।

यहां प्रस्तुत आवेदन केवल संदर्भ डिजाइन उद्देश्यों के लिए है और किसी भी जीवन-रक्षक या चिकित्सा-निगरानी उपयोग के लिए अभिप्रेत नहीं है।

सर्किट आरेख

हार्ट रेट सेंसर सर्किट कैसे सेट करें

प्रस्तावित हृदय गति संवेदक को स्थापित करना, प्रोसेसर वास्तव में बहुत आसान है।

जैसा कि हम सभी समझेंगे कि ऑक्सीजन युक्त रक्त और डी-ऑक्सीजन युक्त रक्त के बीच का अंतर शायद ही अलग हो सकता है और सभी प्रकार से अत्यधिक सटीकता की आवश्यकता होती है ताकि प्रोसेसर को रक्त प्रवाह के भीतर सूक्ष्म अंतर का न्याय करने में सक्षम बनाया जा सके और फिर भी इसे बदलने में सक्षम हो। आउटपुट पर एक झूलते वोल्टेज परिवर्तन।

आईआर टीएक्स डायोड से पूरी तरह से अनुकूलित आईआर बीम सुनिश्चित करने के लिए, इसके माध्यम से वर्तमान को एक अच्छी तरह से गणना अनुपात तक सीमित होना चाहिए, ताकि ऑक्सीजन युक्त रक्त किरणों से गुजरने के लिए अपेक्षाकृत उच्च प्रतिरोध प्रदान करता है, लेकिन प्रतिरोध की अपेक्षाकृत कम मात्रा की अनुमति देता है रक्त की निर्जलित अवस्था के दौरान किरणों के लिए। इससे ओपैंप के लिए धड़कते हुए दिल की दालों के बीच अंतर करना आसान हो जाता है।

यह बस दिए गए 470 ओम प्रीसेट को समायोजित करके किया जाता है।

डी 1 / डी 2 जोड़ी पर अपनी तर्जनी की नोक रखें, बिजली चालू करें और पूर्व निर्धारित करते रहें जब तक कि आउटपुट पर एलईडी एक अलग चमकती प्रभाव विकसित करना शुरू न कर दे।

यह हासिल करने के बाद पूर्व निर्धारित को सील करें।

संलग्न फोटो डायोड पर तर्जनी की स्थिति की व्यवस्था

यह कुछ गणना दूरी पर पीसीबी पर डायोड को टांका लगाने के द्वारा किया जा सकता है, जो कि डायोड के विकिरण युक्तियों को पूरी तरह से कवर करने के लिए तर्जनी टिप के लिए बस अच्छा हो जाता है।

एक इष्टतम प्रतिक्रिया के लिए डायोड को एक उचित आकार के अपारदर्शी प्लास्टिक पाइप के अंदर संलग्न किया जाना चाहिए, जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है:

निम्नलिखित अनुभाग में हम एक सरल हृदय गति मॉनिटर और अलार्म सर्किट के बारे में सीखेंगे जो विशेष रूप से बुजुर्ग नागरिकों के लिए उनके हृदय की महत्वपूर्ण दर का ट्रैक रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यहां एक सरल सर्किट की खोज की गई है जिसका उपयोग किसी रोगी (वरिष्ठ नागरिक) की महत्वपूर्ण हृदय गति की निगरानी के लिए किया जा सकता है, सर्किट में स्थिति का संकेत देने के लिए एक अलार्म भी शामिल है। श्री राज कुमार मुखर्जी द्वारा विचार का अनुरोध किया गया था

तकनीकी निर्देश

आशा करते है आप ठीक हैं।

यहां लिखने का उद्देश्य आपके साथ एक परियोजना का विचार साझा करना है - एक 'हार्ट रेट मॉनिटर अलार्म' डिजाइन करना, जिसे आमतौर पर उपलब्ध कम लागत वाले घटकों का उपयोग करके बनाया जा सकता है और जब भी किसी की पल्स दर होती है, तो यह एक श्रव्य अलार्म का उत्पादन करेगा। असामान्य पाया गया। यह निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना चाहिए:

ए। कॉम्पैक्ट और हल्के वजन, इसलिए पोर्टेबल

बी न्यूनतम शक्ति का उपभोग करें, इसलिए एक या दो एए बैटरी या 9 वोल्ट पैक से एक या दो महीने के लिए 24x7 चलना चाहिए

सी। यह प्रदर्शन में काफी सटीक होना चाहिए

मुझे पता है कि ऐसे कई सर्किट नेट पर उपलब्ध हैं लेकिन उनका प्रदर्शन और विश्वसनीयता संदिग्ध है। यूनिट विशेष रूप से बुजुर्ग लोगों (हृदय की बीमारी के साथ / बिना) के रोगियों के लिए बहुत उपयोगी हो सकता है, जो बिस्तर पर सवार और इतने पर हैं। जब दिल या तो एक निर्धारित औसत सीमा मूल्य से अधिक / कम दर पर धड़कता है, तो अलार्म रोगी के चारों ओर लोगों को सचेत करने के लिए जोर से आवाज करेगा।

मुझे उम्मीद है कि मेरा प्रस्ताव आपके लिए स्पष्ट है। हालांकि, अगर आपको कोई संदेह है, तो कृपया मुझे एक ई-मेल ड्रॉप करें।

धन्यवाद,

सधन्यवाद,
Raj Kumar Mukherji

परिरूप

पिछली पोस्ट में हमने सीखा कि प्रोसेसर के साथ हार्ट रेट सेंसर सर्किट कैसे बनाया जाता है, जिसे प्रस्तावित महत्वपूर्ण हार्ट रेट अलार्म सर्किट में उचित रूप से उपयोग किया जा सकता है।

यहां प्रस्तुत आवेदन केवल संदर्भ डिजाइन उद्देश्यों के लिए है और किसी भी जीवन-रक्षक या चिकित्सा-निगरानी उपयोग के लिए अभिप्रेत नहीं है।

सर्किट आरेख

ऊपर दिए गए आरेखों का जिक्र करते हुए, हम सर्किट चरणों के एक जोड़े को देखने में सक्षम हैं, पहला एक एकीकृत आवृत्ति गुणक के साथ हृदय गति संवेदक / प्रोसेसर है, जबकि एक इंटीग्रेटर, तुलनित्र के रूप में दूसरा है।

ऊपरी सिग्नल प्रोसेसर डिजाइन को बड़े पैमाने पर समझाया गया है पिछले पैराग्राफ में अतिरिक्त वोल्टेज गुणक जो प्रोसेसर के लिए एकीकृत किया गया है, अपेक्षाकृत धीमी हृदय दरों को आनुपातिक रूप से भिन्न उच्च आवृत्ति दर में गुणा करने के लिए IC 4060 का उपयोग करता है।

आईसी ४०६० के पिन proportion से आनुपातिक रूप से भिन्न उच्च आवृत्ति हृदय नाड़ी दर को एक इंटीग्रेटर के इनपुट को खिलाया जाता है जिसका काम डिजिटली बदलती आवृत्ति को आनुपातिक रूप से भिन्न घातांक एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित करना है।

अंत में यह एनालॉग वोल्टेज एक आईसी 741 तुलनित्र के गैर इनवर्टिंग इनपुट पर लागू होता है। तुलनित्र को संलग्न 10k प्रीसेट के माध्यम से सेट किया जाता है जैसे कि पिन 3 पर वोल्टेज स्तर पिन 2 पर संदर्भ वोल्टेज के ठीक नीचे रहता है जब हृदय गति सुरक्षित क्षेत्र के आसपास के क्षेत्र में होती है।

हालांकि अगर हृदय की दर महत्वपूर्ण क्षेत्र से अधिक बढ़ जाती है, तो पिन 3 पर एक आनुपातिक रूप से उच्च वोल्टेज स्तर विकसित होता है, जो पिन 2 संदर्भ स्तर को पार कर जाता है, जिससे ओपैंप का उत्पादन अधिक हो जाता है और अलार्म बज जाता है।

उपरोक्त ने उच्चतर गंभीर हृदय गति के संबंध में केवल मॉनिटर और अलार्म की स्थापना की, ताकि दो तरह से निगरानी प्राप्त की जा सके, जिसका अर्थ है कि उच्च और निम्न दोनों गंभीर हृदय गति के लिए अलार्म प्राप्त करना ... दूसरा सर्किट IC555 और IC741 से युक्त हो सकता है पूरी तरह से समाप्त हो गया और एक मानक आईसी LM567 सर्किट के साथ सेट किया गया ताकि सुरक्षित पल्स रेट पर इसका आउटपुट कम रखा जा सके, और महत्वपूर्ण दरों पर ऊपर या नीचे जा सके।

सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट में लगभग 2.5 हर्ट्ज की कट-ऑफ आवृत्ति के साथ दो समान सक्रिय कम पास फिल्टर होते हैं।

इसका मतलब है कि अधिकतम औसत दर्जे की हृदय गति लगभग 150 बीपीएम है। इस सर्किट में प्रयुक्त ऑपरेशनल एम्पलीफायर आईसी MCP602 है, जो माइक्रोचिप से एक दोहरी OpAmp चिप है।

यह एक एकल बिजली की आपूर्ति पर काम करता है और रेल-टू-रेल आउटपुट स्विंग प्रदान करता है। फ़िल्टरिंग सिग्नल में मौजूद किसी भी उच्च आवृत्ति शोर को ब्लॉक करने के लिए आवश्यक है।

एम्पलीफायर के लाभ की स्थापना

प्रत्येक फिल्टर चरण का लाभ 101 पर सेट है, लगभग 10000 का कुल प्रवर्धन दे रहा है। सिग्नल में डीसी घटक को ब्लॉक करने के लिए प्रत्येक चरण के इनपुट पर 1 यूएफ संधारित्र आवश्यक है।

सक्रिय कम पास फिल्टर के लाभ और कट-ऑफ आवृत्ति की गणना के समीकरण सर्किट आरेख में दिखाए जाते हैं।

दो चरण एम्पलीफायर / फिल्टर फोटो सेंसर इकाई से आने वाले कमजोर सिग्नल को बढ़ावा देने और इसे नाड़ी में बदलने के लिए पर्याप्त लाभ प्रदान करते हैं।

आउटपुट पर कनेक्ट की गई एक एलईडी हर बार दिल की धड़कन का पता लगाती है।

सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट में लगभग 2.5 हर्ट्ज की कट-ऑफ आवृत्ति के साथ दो समान सक्रिय कम पास फिल्टर होते हैं। इसका मतलब है कि अधिकतम औसत दर्जे की हृदय गति लगभग 150 बीपीएम है।

इस सर्किट में प्रयुक्त ऑपरेशनल एम्पलीफायर आईसी MCP602 है, जो माइक्रोचिप से एक दोहरी OpAmp चिप है। यह एक एकल बिजली की आपूर्ति पर काम करता है और रेल-टू-रेल आउटपुट स्विंग प्रदान करता है। फ़िल्टरिंग सिग्नल में मौजूद किसी भी उच्च आवृत्ति शोर को ब्लॉक करने के लिए आवश्यक है।

प्रत्येक फिल्टर चरण का लाभ 101 पर सेट है, लगभग 10000 का कुल प्रवर्धन दे रहा है। सिग्नल में डीसी घटक को ब्लॉक करने के लिए प्रत्येक चरण के इनपुट पर 1 यूएफ संधारित्र आवश्यक है।

सक्रिय कम पास फिल्टर के लाभ और कट-ऑफ आवृत्ति की गणना के समीकरण सर्किट आरेख में दिखाए जाते हैं। दो चरण एम्पलीफायर / फिल्टर फोटो सेंसर इकाई से आने वाले कमजोर सिग्नल को बढ़ावा देने और इसे नाड़ी में बदलने के लिए पर्याप्त लाभ प्रदान करते हैं।

आउटपुट पर कनेक्ट की गई एक एलईडी हर बार दिल की धड़कन का पता लगाती है। सिग्नल कंडीशनर से आउटपुट PIC16F628A के T0CKI इनपुट पर जाता है।

अस्वीकरण: हालांकि उपरोक्त सर्किट का परीक्षण किया जाता है, ये चिकित्सकीय रूप से अनुमोदित नहीं हैं, इसलिए दर्शकों को सलाह दी जाती है कि वे अपने सर्किट को बनाते और उपयोग करते समय सावधानी से आगे बढ़ें।

यह लेख विशुद्ध रूप से सूचनात्मक उद्देश्यों के लिए प्रस्तुत किया गया है, जिसमें चिकित्सा सलाह या सुझाव देने का कोई इरादा नहीं है। इस लेख के लेखक, और इस वेबसाइट को किसी भी प्रकार के नुकसान के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है, जो कि किसी भी अप्रत्याशित कारणों के कारण, इन सर्किटों का उपयोग करते समय उपयोगकर्ता को हो सकता है।