CardioSim: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

In die eerste plek is dit my eerste instruksies, en ek is nie 'n moedertaalspreker (of skrywer) nie, daarom vra ek by voorbaat om verskoning vir die algehele lae kwaliteit. Ek hoop egter dat hierdie tutoriaal nuttig kan wees vir mense wat 'n hartslagmonitorstelsel gebruik (saamgestel deur 'n borstgordelsender en 'n ontvangerhorlosie) en wat óf:

wil ek presies weet watter battery vervang moet word (binne -in die gordel of binne -in die ontvangerhorlosie) as die stelsel nie meer behoorlik werk nie. Gewoonlik, net om seker te maak dat die gebruiker albei batterye vervang, alhoewel die een in die gordel swaarder belas word en dus vinniger ontlaai as die ander een

of

is geïnteresseerd (soos ek is) in die ontwikkeling van 'n hartklopdatalogger vir verdere evaluerings - byvoorbeeld vir die statistiese ontleding van die HRV (hartklopvariasies) in statiese toestande, of vir korrelasiestudies onder HR en fisiese inspanning in dinamiese toestande - en Gebruik eerder 'n simulator van 'n borskordergordel (kardio), eerder as om 'n regte een tydens die toetsfases te dra

Om die redes hierbo noem ek my Instructable "CardioSim"

Stap 1: Hoe werk dit

Die draadlose oordrag van die hartkloppulse tussen die sender (borsband) en die ontvanger (spesiale horlosie, sowel as loopbane, oefenapparate, ens.) Is gebaseer op 'n laefrekwensie magnetiese kommunikasie (LFMC), en nie 'n tradisionele radiofrekwensie.

Die standaardfrekwensie vir hierdie tipe (analoog) moniteringstelsels is 5,3 kHz. Nuwe digitale stelsels is gebaseer op Bluetooth -tegnologie, maar dit is buite die omvang van hierdie tutoriaal.

Vir diegene wat belangstel om die onderwerp te verdiep, kan u 'n uitgebreide beskrywing van die LFMC -tegnologie, insluitend die voor- en nadele teenoor RF, op hierdie app -nota vind

ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/002…

Ter wille van hierdie projek, moet u egter voldoende wees om te weet dat 'n magnetiese velddraer van 5,3 kHz wat deur 'n LC (reeks) resonante stroombaan gegenereer word, gemoduleer word op die basis van 'n eenvoudige OOK (On-OFF Keying) formaat, waar elke hartpuls skakel die draer vir ongeveer 10 ms aan. Die sein word opgespoor deur 'n (parallelle) LC -resonante tenk (met dieselfde resonante frekwensie van die magnetiese veld, en op voorwaarde dat beide spoele behoorlik in lyn is), versterk en na die meeteenheid gestuur.

Alhoewel daar 'n paar voorbeelde van die ontvangerbaan in die WEB gevind kan word, kon ek nie 'n model vir die sender vind nie, daarom het ek besluit om die sein wat deur my borskas gegenereer word, te ontleed en 'n stroombaan te bou wat dit kan simuleer, met 'n soortgelyke veldsterkte, frekwensie en formaat.

Stap 2: Skematiese en dele

Die stroombane bestaan uit baie min komponente wat in 'n klein kas kan pas:

• Omhulsel met strookbord, soos hierdie
• Skuimstrook met 'n hoë digtheid, 50x25x10mm (soos dié wat vir IC's se verpakking gebruik word)
• Mikrokontroleerder ATTiny85-20
• Motorbestuurder L293
• Spanningsreguleerder 5V, typ 7805 of LD1117V50
• 2x elektrolitiese kondensator 10uF/25V
• Kondensator 22n/100V
• Trimpot met as, 10K, 1 slag, (soos in Arduino Starter Kit)
• Weerstand 22K
• Weerstand 220R
• LED rooi 5 mm
• Induktansie 39mH, ek het 'n BOURNS RLB0913-393K gebruik
• 9V battery
• mini SPDT -skakelaar (ek het die AM/FM -skakelaar herwin van 'n ou transistorradio)

Die belangrikste komponent is die induktansie, 'n hoë kwaliteit ferrietkern en 'n lae weerstand is verpligtend om dit klein te hou en 'n goeie kwaliteitsfaktor van die resonante stroombaan te verkry.

Stap 3: Kringbeskrywing en kode

Deur die formule van die LC -stroombaan in die tekening toe te pas, met L = 39mH en C = 22nF, is die resulterende frekwensie ongeveer 5,4 kHz, wat naby genoeg is aan die standaardwaarde van 5,3 kHz. Die LC-tenk word aangedryf deur 'n H-brug-omvormer wat bestaan uit die 2 halwe brûe 1 en 2 van die motorbestuurder IC L293. Die drafrekwensie word gegenereer deur die TINY85 mikrokontroleur, wat ook die modulerende sein dryf wat die HR simuleer. Deur die Trimpot wat aan die analoog ingang A1 geheg is, kan die hartklop van ongeveer 40 tot 170 bmp (slae per minuut) verander word - wat in werklike omstandighede vir die meeste amateursportlui voldoende is. Aangesien die brug deur twee teenoorgestelde vierkantige golwe aangedryf moet word (en met my beperkte kennis van die ATTiny's Assembler -kode, kon ek slegs een genereer), gebruik ek die half brige 3 as 'n omskakelaar.

Vir hierdie eenvoudige take is die interne klok @ 16MHz voldoende, maar ek het vooraf die nodige kalibreringsfaktor vir my chip gekenmerk en die opdragreël "OSCCAL" in die opstelafdeling geplaas. Om die skets na die ATTiny af te laai, gebruik ek 'n Arduino Nano gelaai met die ArduinoISP -kode. As u nie vertroud is met hierdie twee stappe nie, is daar baie voorbeelde op die internet; as iemand belangstel, het ek my eie weergawes ontwikkel wat ek op aanvraag kan verskaf. Heg die kode vir die ATTiny aan:

Stap 4: Monteer die stroombaan

Die omhulsel het reeds 'n 5 mm gat op die boonste deksel wat perfek was vir die Led, en ek moes slegs 'n tweede 6 mm gat, in lyn met die eerste een, boor vir die as van die trimpot. Ek het die uitleg van die komponente so ingerig dat die battery tussen die trimpot en die TO-220-spanningsreguleerder vasgehou word en stewig in sy posisie geblokkeer is deur die skuimstrook wat aan die boonste omslag vasgeplak is.

Soos u mag sien, word die induktansie horisontaal gemonteer, t.i. met sy as parallel met die bord. Dit is onder die aanname dat die ontvanger -induktansie ook in dieselfde rigting lê. Vir optimale transmissie, moet u in elk geval altyd seker maak dat beide asse parallel is (nie noodwendig op dieselfde ruimtelike vlak nie) en nie loodreg op mekaar is nie.

Kontroleer aan die einde van die samestelling alle verbindings met 'n kringtoetser deeglik met 'n kringtoetser.

Stap 5: Toets die stroombaan

Die beste toetsinstrument vir die stroombaan is 'n horlosie -ontvanger:

1. Lê die horlosie langs die CardioSim.
2. Stel die trimpot in die middelste posisie en skakel die eenheid aan.
3. Die rooi LED moet ongeveer 1 sekonde tussenposes (60bmp) begin flikker. Dit dui aan dat die LC -resonatortenk behoorlik aangeskakel en werk. As dit nie die geval is nie, moet u alle verbindings en sweispunte weer nagaan.
4. Skakel die horlosie handmatig aan as dit nie reeds outomaties aangeskakel is nie.
5. Die horlosie moet die sein begin ontvang wat die gemete HR toon.
6. Om die trimpot in beide rigtings na die eindposisie te draai om die volle HR-reeks te kontroleer (+/- 5% verdraagsaamheid van die bereikgrense is aanvaarbaar)

Alle stappe word in die aangehegte video getoon

Stap 6: Waarskuwing

As laaste veiligheidsadvies, moet u daarop let dat die LFMC wat in hierdie eenvoudige formaat geïmplementeer is, nie toelaat dat verskillende eenhede in dieselfde veldreeks toegespreek word nie, dit beteken dat beide die CardioSim en 'n regte meetband hul seine na dieselfde ontvanger stuur eenheid, sal die ontvanger vasgekeer word, met onvoorspelbare resultate.

Dit kan gevaarlik wees as u u fisiese prestasie verhoog en u pogings op die basis van die gemete HR verhoog. CardioSim is bedoel om slegs gebruik te word vir die toets van ander eenhede en nie vir opleiding nie!

Dit is alles, dankie dat u my Instructable gelees het; enige feedabck is welkom!