హార్ట్ బీట్ సెన్సార్ - వర్కింగ్ & అప్లికేషన్

హృదయ స్పందన అంటే ఏమిటి?

ఒక వ్యక్తి యొక్క హృదయ స్పందన అతని / ఆమె గుండెలోని కవాటాలు ఒక ప్రాంతం నుండి మరొక ప్రాంతానికి రక్తాన్ని బలవంతం చేస్తున్నప్పుడు సంకోచించడం లేదా విస్తరించడం. గుండె నిమిషానికి ఎన్నిసార్లు కొట్టుకుంటుంది (బిపిఎం), హృదయ స్పందన రేటు మరియు చర్మానికి దగ్గరగా ఉండే ఏ ధమనిలోనైనా గుండె కొట్టుకోవడం పల్స్.

హృదయ స్పందనను కొలవడానికి రెండు మార్గాలు

• మాన్యువల్ వే : హృదయ స్పందనను రెండు ప్రదేశాలలో ఒకరి పప్పులను తనిఖీ చేయడం ద్వారా మానవీయంగా తనిఖీ చేయవచ్చు- మణికట్టు (ది రేడియల్ ప్రెస్ ) మరియు మెడ ( కరోటిడ్ ప్రెస్ ). రెండు వేళ్లను (చూపుడు మరియు మధ్య వేలు) మణికట్టు మీద (లేదా విండ్‌పైప్ క్రింద మెడ) ఉంచి, పప్పుల సంఖ్యను 30 సెకన్లపాటు లెక్కించి, ఆపై హృదయ స్పందన రేటు పొందడానికి ఆ సంఖ్యను 2 గుణించాలి. ఏదేమైనా, ఒత్తిడిని కనిష్టంగా వర్తించాలి మరియు పల్స్ అనుభూతి చెందే వరకు వేళ్లను పైకి క్రిందికి కదిలించాలి.

• సెన్సార్ ఉపయోగించి : హృదయ స్పందన మారినప్పుడు రక్తం ద్వారా దాని మార్గంలో కాంతి చెల్లాచెదురుగా లేదా గ్రహించినందున హార్ట్ బీట్‌ను ఆప్టికల్ పవర్ వైవిధ్యం ఆధారంగా కొలవవచ్చు.

హృదయ స్పందన సెన్సార్ సూత్రం

హృదయ స్పందన సెన్సార్ ఫోటోప్లెథిస్మోగ్రఫీ సూత్రం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది శరీరంలోని ఏదైనా అవయవం ద్వారా రక్తం యొక్క పరిమాణంలో మార్పును కొలుస్తుంది, ఇది ఆ అవయవం (అవాస్కులర్ ప్రాంతం) ద్వారా కాంతి తీవ్రతలో మార్పుకు కారణమవుతుంది. అనువర్తనాల విషయంలో గుండె పల్స్ రేటును పర్యవేక్షించాలి , పప్పుధాన్యాల సమయం మరింత ముఖ్యమైనది. రక్త పరిమాణం యొక్క ప్రవాహం గుండె పప్పుల రేటు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు కాంతి రక్తం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది కాబట్టి, సిగ్నల్ పప్పులు హృదయ స్పందన పప్పులకు సమానం.

ఫోటోప్లెథిస్మోగ్రఫీలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి:

ప్రసార : కాంతి-ఉద్గార పరికరం నుండి వెలువడే కాంతి ఇయర్‌లోబ్ వంటి శరీరంలోని ఏదైనా వాస్కులర్ ప్రాంతం ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది మరియు డిటెక్టర్ అందుకుంటుంది.

ప్రతిబింబం : కాంతి-ఉద్గార పరికరం నుండి వెలువడే కాంతి ప్రాంతాలచే ప్రతిబింబిస్తుంది.

హృదయ స్పందన సెన్సార్ పని

ప్రాథమిక హృదయ స్పందన సెన్సార్‌లో కాంతి-ఉద్గార డయోడ్ మరియు లైట్ డిటెక్టింగ్ రెసిస్టర్ లేదా ఫోటోడియోడ్ వంటి డిటెక్టర్ ఉంటాయి. హృదయ స్పందన పప్పులు శరీరంలోని వివిధ ప్రాంతాలకు రక్త ప్రవాహంలో వైవిధ్యానికి కారణమవుతాయి. కణజాలం కాంతి వనరుతో ప్రకాశిస్తే, అనగా దారితీసిన కాంతి, అది ప్రతిబింబిస్తుంది (వేలు కణజాలం) లేదా కాంతిని ప్రసరిస్తుంది (ఇయర్‌లోబ్). కొంత కాంతి రక్తం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు ప్రసారం చేయబడిన లేదా ప్రతిబింబించే కాంతిని లైట్ డిటెక్టర్ ద్వారా స్వీకరిస్తారు. గ్రహించిన కాంతి మొత్తం ఆ కణజాలంలోని రక్త పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. డిటెక్టర్ అవుట్పుట్ ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ రూపంలో ఉంటుంది మరియు హృదయ స్పందన రేటుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ఈ సిగ్నల్ కణజాలం మరియు రక్త పరిమాణానికి సంబంధించిన DC సిగ్నల్ మరియు హృదయ స్పందనతో సింక్రోనస్ అయిన ఎసి భాగం మరియు ధమనుల రక్త పరిమాణంలో పల్సటైల్ మార్పుల వలన DC సిగ్నల్‌పై సూపర్మోస్ చేయబడుతుంది. అందువల్ల ప్రధాన అవసరం ఏమిటంటే, ఆ ఎసి భాగాన్ని ప్రధాన ప్రాముఖ్యత ఉన్నందున వేరుచేయడం.

ఎసి సిగ్నల్ పొందే పనిని సాధించడానికి, డిటెక్టర్ నుండి అవుట్పుట్ మొదట 2 దశల HP-LP సర్క్యూట్ ఉపయోగించి ఫిల్టర్ చేయబడుతుంది మరియు తరువాత కంపారిటర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి లేదా సాధారణ ADC ని ఉపయోగించి డిజిటల్ పప్పులుగా మార్చబడుతుంది. హృదయ స్పందన రేటును లెక్కించడానికి డిజిటల్ పప్పులను మైక్రోకంట్రోలర్‌కు ఇస్తారు, ఫార్ములా-

బిపిఎం (నిమిషానికి బీట్స్) = 60 * ఎఫ్

F అనేది పల్స్ ఫ్రీక్వెన్సీ

ప్రాక్టికల్ హార్ట్ బీట్ సెన్సార్

ప్రాక్టికల్ హృదయ స్పందన సెన్సార్ ఉదాహరణలు హార్ట్ రేట్ సెన్సార్ (ఉత్పత్తి సంఖ్య PC-3147). ఇది ఇన్ఫ్రారెడ్ లీడ్ మరియు క్లిప్ లాంటి నిర్మాణంలో పొందుపరిచిన ఎల్‌డిఆర్ కలిగి ఉంటుంది. క్లిప్ అవయవానికి (ఇయర్‌లోబ్ లేదా వేలు) మాంసం మీద డిటెక్టర్ భాగంతో జతచేయబడుతుంది.

మరొక ఉదాహరణ TCRT1000 , 4 పిన్స్ కలిగి-

పిన్ 1: ఎల్‌ఈడీకి సరఫరా వోల్టేజ్ ఇవ్వడానికి

పిన్ 2 మరియు 3 గ్రౌన్దేడ్ చేయబడ్డాయి. పిన్ 4 అవుట్పుట్. పిన్ 1 కూడా ఎనేబుల్ పిన్ మరియు దానిని ఎక్కువగా లాగడం వలన LED ని ఆన్ చేస్తుంది మరియు సెన్సార్ పనిచేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ఇది మణికట్టు మరియు అవుట్పుట్లో ధరించగలిగే ధరించగలిగే పరికరంలో పొందుపరచబడింది వైర్‌లెస్‌గా పంపవచ్చు (బ్లూటూత్ ద్వారా) ప్రాసెసింగ్ కోసం కంప్యూటర్‌కు.

అప్లికేషన్ మీ హృదయ స్పందన సెన్సార్ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేస్తుంది

ఎల్‌డిఆర్, కంపారిటర్ ఐసి ఎల్‌ఎం 358, మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ వంటి ప్రాథమిక భాగాలను ఉపయోగించి ప్రాథమిక హార్ట్‌బీట్ సెన్సార్ సిస్టమ్‌ను కూడా నిర్మించవచ్చు.

హృదయ స్పందన సెన్సార్ సూత్రానికి సంబంధించి పైన వివరించినట్లుగా, కాంతి మూలాన్ని ఉపయోగించి వేలు కణజాలం లేదా ఇయర్‌లోబ్ కణజాలం ప్రకాశించినప్పుడు, మాడ్యులేట్ అయిన తర్వాత కాంతి ప్రసారం అవుతుంది, అనగా ఒక భాగం రక్తం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు మిగిలినవి ప్రసారం అవుతాయి. ఈ మాడ్యులేటెడ్ కాంతిని లైట్ డిటెక్టర్ అందుకుంటుంది.

ఇక్కడ లైట్ డిపెండెంట్ రెసిస్టర్ (ఎల్‌డిఆర్) ను లైట్ డిటెక్టర్‌గా ఉపయోగిస్తారు. కాంతి రెసిస్టర్‌పై పడినప్పుడు, దాని నిరోధకత మారుతుంది అనే సూత్రంపై ఇది పనిచేస్తుంది. కాంతి తీవ్రత పెరిగేకొద్దీ నిరోధకత తగ్గుతుంది. అందువలన రెసిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ తగ్గుతుంది.

ఇక్కడ ఒక కంపారిటర్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది LDR నుండి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్తో పోలుస్తుంది. థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ అనేది ఎల్డిఆర్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్, కాంతి మూలం నుండి స్థిర తీవ్రతతో ఉన్న కాంతి దానిపై నేరుగా పడిపోయినప్పుడు. కంపారిటర్ LM358 యొక్క విలోమ టెర్మినల్ సంభావ్య డివైడర్ అమరికతో అనుసంధానించబడి ఉంది, ఇది థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్కు సెట్ చేయబడింది మరియు నాన్ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ LDR కి అనుసంధానించబడి ఉంది. కాంతి మూలాన్ని ఉపయోగించి మానవ కణజాలం ప్రకాశిస్తే, కాంతి యొక్క తీవ్రత తగ్గుతుంది. ఈ తగ్గిన కాంతి తీవ్రత LDR పై పడటంతో, నిరోధకత పెరుగుతుంది మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఫలితంగా పెరుగుతుంది. LDR అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ లేదా నాన్ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కంపారిటర్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద లాజిక్ హై సిగ్నల్ అభివృద్ధి చేయబడుతుంది మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్ తక్కువగా ఉంటే లాజిక్ తక్కువ అవుట్పుట్ అభివృద్ధి చెందుతుంది. అందువలన అవుట్పుట్ పప్పుల శ్రేణి. ఈ పప్పులను మైక్రోకంట్రోలర్‌కు ఇవ్వవచ్చు, ఇది హృదయ స్పందన రేటును పొందడానికి సమాచారాన్ని ప్రాసెస్ చేస్తుంది మరియు ఇది మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఇంటర్‌ఫేస్ చేసిన డిస్ప్లేలో ప్రదర్శించబడుతుంది.

హార్ట్ బీట్ సెన్సార్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంపై వీడియో వివరణ