สารบัญ:
- ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร
- ขั้นตอนที่ 2: แผนผังและชิ้นส่วน
- ขั้นตอนที่ 3: คำอธิบายวงจร & รหัส
- ขั้นตอนที่ 4: การประกอบวงจร
- ขั้นตอนที่ 5: ทดสอบวงจร
- ขั้นตอนที่ 6: คำเตือน
วีดีโอ: CardioSim: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07
ก่อนอื่น นี่เป็นคำแนะนำแรกของฉัน และฉันไม่ใช่เจ้าของภาษา (หรือนักเขียน) ภาษาอังกฤษ ดังนั้นฉันจึงขออภัยล่วงหน้าสำหรับคุณภาพโดยรวมที่ต่ำ อย่างไรก็ตาม ฉันหวังว่าบทช่วยสอนนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่ใช้ระบบตรวจวัดอัตราการเต้นของหัวใจ (HR) (ประกอบด้วยเครื่องส่งสายรัดหน้าอกและนาฬิการับสัญญาณ) และผู้ที่:
ต้องการทราบว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ชนิดใด (ภายในสายพานหรือภายในนาฬิกาเครื่องรับ) เมื่อระบบหยุดทำงานอย่างถูกต้อง โดยปกติ เพื่อให้แน่ใจว่าผู้ใช้จะเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งสองก้อน แม้ว่าแบตเตอรี่ที่อยู่ในสายพานจะมีภาระหนักกว่าและจะคายประจุได้เร็วกว่าอีกก้อนหนึ่ง
หรือ
มีความสนใจ (เช่นฉัน) ในการพัฒนาเครื่องบันทึกข้อมูลอัตราการเต้นของหัวใจสำหรับการประเมินเพิ่มเติม - ตัวอย่างเช่นสำหรับการวิเคราะห์ทางสถิติของ HRV (การเปลี่ยนแปลงอัตราการเต้นของหัวใจ) ในสภาวะคงที่ หรือสำหรับการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง HR และความพยายามทางกายภาพในสภาวะแบบไดนามิก - และ ชอบที่จะใช้เข็มขัดรัดหน้าอก (Cardio) เครื่องจำลองมากกว่าที่จะสวมใส่จริงตลอดเวลาในระหว่างขั้นตอนการทดสอบ
ด้วยเหตุผลข้างต้นฉันจึงเรียก "CardioSim" ที่สอนได้
ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร
การส่งพัลส์อัตราการเต้นของหัวใจแบบไร้สายระหว่างเครื่องส่ง (สายรัดหน้าอก) และเครื่องรับ (นาฬิกาเฉพาะ เช่นเดียวกับลู่วิ่ง อุปกรณ์ออกกำลังกาย ฯลฯ) อิงจากการสื่อสารด้วยแม่เหล็กความถี่ต่ำ (LFMC) ไม่ใช่ ความถี่วิทยุแบบดั้งเดิม
ความถี่มาตรฐานสำหรับระบบตรวจสอบ (แอนะล็อก) ประเภทนี้คือ 5.3kHz ระบบดิจิทัลใหม่ใช้เทคโนโลยี Bluetooth แต่นี่อยู่นอกเหนือขอบเขตของบทช่วยสอนนี้
สำหรับผู้ที่สนใจในหัวข้อที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น สามารถอ่านคำอธิบายที่ครอบคลุมของเทคโนโลยี LFMC รวมถึงข้อดีและข้อเสียเทียบกับ RF ได้ในบันทึกย่อของแอปนี้
ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/002…
อย่างไรก็ตาม เพื่อประโยชน์ของโครงการนี้ จงเพียงพอที่จะรู้ว่าพาหะของสนามแม่เหล็ก 5.3kHz ที่สร้างโดยวงจรเรโซแนนซ์ LC (ซีรีส์) นั้นถูกมอดูเลตบนฐานของรูปแบบ OOK (On-OFF Keying) อย่างง่าย ซึ่งแต่ละชีพจรของหัวใจ เปิดผู้ให้บริการเป็นเวลาประมาณ 10ms ตรวจพบสัญญาณโดยถังเรโซแนนซ์ LC (ขนาน) (ที่มีความถี่เรโซแนนซ์เท่ากันของสนามแม่เหล็ก และหากขดลวดทั้งสองอยู่ในแนวที่ถูกต้อง) ขยายและส่งไปยังหน่วยวัด
แม้ว่าในเว็บจะพบตัวอย่างบางส่วนของวงจรเครื่องรับ แต่ฉันไม่สามารถหาแบบจำลองสำหรับเครื่องส่งได้ ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจวิเคราะห์สัญญาณที่สร้างโดยสายรัดหน้าอกของฉัน และสร้างวงจรที่สามารถจำลองได้ด้วย ความแรงของสนาม ความถี่ และรูปแบบที่คล้ายคลึงกัน
ขั้นตอนที่ 2: แผนผังและชิ้นส่วน
วงจรประกอบด้วยส่วนประกอบน้อยมากที่สามารถใส่ลงในเคสขนาดเล็กได้:
- เคสพร้อมสตริปบอร์ดแบบนี้
- แถบโฟมความหนาแน่นสูง 50x25x10 มม. (เช่นเดียวกับที่ใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์ของไอซี)
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATTiny85-20
- ตัวขับมอเตอร์ L293
- ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 5V, ประเภท 7805 หรือ LD1117V50
- 2x ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 10uF/25V
- ตัวเก็บประจุ 22n/100V
- ทริมพอทพร้อมก้าน 10K 1 เทิร์น (เหมือนใน Arduino Starter Kit)
- ตัวต้านทาน 22K
- ตัวต้านทาน 220R
- LED สีแดง 5mm
- ตัวเหนี่ยวนำ 39mH ฉันใช้ BOURNS RLB0913-393K
- แบตเตอรี่ 9V
- สวิตช์ SPDT ขนาดเล็ก (ฉันนำสวิตช์ AM/FM กลับมาใช้ใหม่จากวิทยุทรานซิสเตอร์รุ่นเก่า)
ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดคือการเหนี่ยวนำ แกนเฟอร์ไรท์คุณภาพสูงและความต้านทานต่ำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มีขนาดเล็กและเพื่อให้ได้ปัจจัยคุณภาพที่ดีของวงจรเรโซแนนซ์
ขั้นตอนที่ 3: คำอธิบายวงจร & รหัส
ใช้สูตรของวงจร LC ที่แสดงในรูปวาด โดย L = 39mH และ C=22nF ความถี่ที่ได้จะอยู่ที่ประมาณ 5.4 kHz ซึ่งใกล้เคียงกับค่ามาตรฐานที่ 5.3 kHz แท็งก์ LC ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์ H-bridge ประกอบด้วย 2 ฮาล์ฟบริดจ์ 1 และ 2 ของไดรเวอร์มอเตอร์ IC L293 ความถี่พาหะถูกสร้างขึ้นโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ TINY85 ซึ่งขับเคลื่อนสัญญาณมอดูเลตที่จำลอง HR ราง Trimpot ที่แนบมากับอินพุตแบบอะนาล็อก A1 อัตราการเต้นของหัวใจสามารถเปลี่ยนจากประมาณ 40 เป็น 170 bmp (ครั้งต่อนาที) ซึ่งในสภาพจริงถือว่าเพียงพอสำหรับนักกีฬาสมัครเล่นส่วนใหญ่ เนื่องจากสะพานจำเป็นต้องขับเคลื่อนด้วยคลื่นสี่เหลี่ยมสองคลื่นที่ตรงกันข้าม (และด้วยความรู้ที่จำกัดของฉันเกี่ยวกับรหัส Assembler ของ ATTiny ฉันจึงสามารถสร้างได้เพียงอันเดียว) ฉันจึงใช้ half brige 3 เป็นอินเวอร์เตอร์
สำหรับงานง่ายๆ เหล่านี้ นาฬิกาภายในที่ความถี่ 16MHz ก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้ฉันได้วัดปัจจัยการปรับเทียบที่จำเป็นสำหรับชิปของฉันแล้วใส่บรรทัดคำสั่ง "OSCCAL" ในส่วนการตั้งค่า ในการดาวน์โหลดภาพร่างไปยัง ATTiny ฉันใช้ Arduino Nano ที่โหลดด้วยรหัส ArduinoISP หากคุณไม่คุ้นเคยกับสองขั้นตอนเหล่านี้ มีตัวอย่างมากมายในเว็บ หากมีคนสนใจ ฉันก็พัฒนาเวอร์ชันของตัวเองขึ้นมาซึ่งสามารถให้ตามคำขอได้ แนบรหัสสำหรับ ATTiny:
ขั้นตอนที่ 4: การประกอบวงจร
ตัวเรือนมีรูขนาด 5 มม. บนฝาครอบด้านบนซึ่งเหมาะสำหรับ Led อยู่แล้ว และฉันต้องเจาะรู 6 มม. อันที่สองในแนวเดียวกับรูแรกสำหรับก้านของทริมพอท ฉันจัดเลย์เอาต์ของส่วนประกอบในลักษณะที่แบตเตอรี่ถูกยึดไว้ระหว่างทริมพอตและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า TO-220 และปิดกั้นอย่างแน่นหนาในตำแหน่งโดยแถบโฟมที่ติดกาวที่ฝาครอบด้านบน
ดังที่คุณอาจสังเกตเห็น โดยมีแกนขนานกับกระดาน นี่อยู่ภายใต้สมมติฐานที่ว่าตัวรับเหนี่ยวนำอยู่ในทิศทางเดียวกันด้วย ไม่ว่าในกรณีใด เพื่อการส่งสัญญาณที่ดีที่สุด ตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าแกนทั้งสองขนานกัน (ไม่จำเป็นต้องอยู่บนระนาบเชิงพื้นที่เดียวกัน) และไม่ตั้งฉากกัน
เมื่อสิ้นสุดการประกอบ ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดกับเครื่องทดสอบวงจรอย่างละเอียดด้วยเครื่องทดสอบวงจร
ขั้นตอนที่ 5: ทดสอบวงจร
เครื่องมือทดสอบที่ดีที่สุดสำหรับวงจรคือนาฬิกาตัวรับการตรวจสอบ HR:
- วางนาฬิกาไว้ข้าง CardioSim
- ตั้ง trimpot ไว้ที่ตำแหน่งตรงกลางแล้วเปิดเครื่อง
- ไฟ LED สีแดงควรเริ่มกะพริบในช่วงเวลาประมาณ 1 วินาที (60bmp) สิ่งนี้บ่งชี้ว่าถังเรโซเนเตอร์ LC ได้รับพลังงานและทำงานอย่างเหมาะสม หากไม่เป็นเช่นนั้น ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อและจุดเชื่อมทั้งหมดอีกครั้ง
- หากไม่ได้เปิดโดยอัตโนมัติ ให้เปิดนาฬิกาด้วยตนเอง
- นาฬิกาควรเริ่มรับสัญญาณแสดง HR ที่วัดได้
- หมุน trimpot ไปที่ตำแหน่งสิ้นสุดในทั้งสองทิศทางเพื่อตรวจสอบช่วง HR ทั้งหมด (ค่าเผื่อ +/-5% ของขีดจำกัดช่วงสามารถยอมรับได้)
ขั้นตอนทั้งหมดแสดงในวิดีโอที่แนบมานี้
ขั้นตอนที่ 6: คำเตือน
ตามคำแนะนำด้านความปลอดภัยขั้นสุดท้าย โปรดทราบว่า LFMC ที่นำมาใช้ในรูปแบบง่ายๆ นี้ ไม่อนุญาตให้ระบุหน่วยที่ต่างกันในช่วงฟิลด์เดียวกัน ซึ่งหมายความว่าในกรณีที่ทั้ง CardioSim และสายวัดจริงส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับเดียวกัน เครื่องรับจะติดขัดด้วยผลลัพธ์ที่คาดเดาไม่ได้
นี่อาจเป็นอันตรายได้ในกรณีที่คุณกำลังจะเพิ่มสมรรถภาพทางกายและเพิ่มความพยายามของคุณบนฐานของ HR ที่วัดได้ CardioSim มีไว้สำหรับการทดสอบหน่วยอื่น ๆ เท่านั้นไม่ใช่สำหรับการฝึก!
นั่นคือทั้งหมด ขอบคุณที่อ่านคำแนะนำของฉัน ยินดีต้อนรับ feedabck!
แนะนำ:
DIY 37 Leds เกมรูเล็ต Arduino: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
DIY 37 Leds เกมรูเล็ต Arduino: รูเล็ตเป็นเกมคาสิโนที่ตั้งชื่อตามคำภาษาฝรั่งเศสหมายถึงวงล้อเล็ก
หมวกนิรภัย Covid ส่วนที่ 1: บทนำสู่ Tinkercad Circuits!: 20 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
Covid Safety Helmet ตอนที่ 1: บทนำสู่ Tinkercad Circuits!: สวัสดีเพื่อน ๆ ในชุดสองตอนนี้ เราจะเรียนรู้วิธีใช้วงจรของ Tinkercad - เครื่องมือที่สนุก ทรงพลัง และให้ความรู้สำหรับการเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของวงจร! หนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้คือการทำ ดังนั้น อันดับแรก เราจะออกแบบโครงการของเราเอง: th
Bolt - DIY Wireless Charging Night Clock (6 ขั้นตอน): 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
Bolt - DIY Wireless Charging Night Clock (6 ขั้นตอน): การชาร์จแบบเหนี่ยวนำ (เรียกอีกอย่างว่าการชาร์จแบบไร้สายหรือการชาร์จแบบไร้สาย) เป็นการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย ใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์พกพา แอปพลิเคชั่นที่พบบ่อยที่สุดคือ Qi Wireless Charging st
4 ขั้นตอน Digital Sequencer: 19 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
4 ขั้นตอน Digital Sequencer: CPE 133, Cal Poly San Luis Obispo ผู้สร้างโปรเจ็กต์: Jayson Johnston และ Bjorn Nelson ในอุตสาหกรรมเพลงในปัจจุบัน ซึ่งเป็นหนึ่งใน “instruments” เป็นเครื่องสังเคราะห์เสียงดิจิตอล ดนตรีทุกประเภท ตั้งแต่ฮิปฮอป ป๊อป และอีฟ
ป้ายโฆษณาแบบพกพาราคาถูกเพียง 10 ขั้นตอน!!: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
ป้ายโฆษณาแบบพกพาราคาถูกเพียง 10 ขั้นตอน!!: ทำป้ายโฆษณาแบบพกพาราคาถูกด้วยตัวเอง ด้วยป้ายนี้ คุณสามารถแสดงข้อความหรือโลโก้ของคุณได้ทุกที่ทั่วทั้งเมือง คำแนะนำนี้เป็นการตอบสนองต่อ/ปรับปรุง/เปลี่ยนแปลงของ: https://www.instructables.com/id/Low-Cost-Illuminated-