CardioSim: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Para së gjithash, ky është udhëzuesi im i parë dhe nuk jam një folës (ose shkrimtar) i gjuhës angleze, prandaj kërkoj falje paraprakisht për cilësinë e përgjithshme të ulët. Sidoqoftë, shpresoj se ky mësim mund të jetë i dobishëm për njerëzit që përdorin një sistem monitorimi të rrahjeve të zemrës (HR) (i përbërë nga një transmetues i rripit të gjoksit dhe një orë marrës) dhe kush ose:

doni të dini saktësisht se cila bateri duhet të zëvendësohet (brenda rripit ose brenda orës së marrësit), kur sistemi të ndalojë së punuari siç duhet. Zakonisht, vetëm për të qenë i sigurt që përdoruesi përfundon duke ndryshuar të dy bateritë, edhe pse ajo në rrip i nënshtrohet një ngarkese më të rëndë dhe për këtë arsye shkarkohet më shpejt se tjetra

ose

janë të interesuar (siç jam) në zhvillimin e një regjistruesi të të dhënave të rrahjeve të zemrës për vlerësime të mëtejshme - për shembull për analizën statistikore të HRV (Variacionet e Rrahjeve të Zemrës) në kushte statike, ose për studimet e korrelacionit midis burimeve njerëzore dhe përpjekjeve fizike në kushte dinamike - dhe preferoni të përdorni një imitues të rripit të rripit të gjoksit (Cardio) në vend që të vishni një të vërtetë gjatë gjithë kohës gjatë fazave të provës

Për arsyet e mësipërme unë e quajta Instructable tim "CardioSim"

Hapi 1: Si funksionon

Transmetimi pa tel i pulsit të rrahjeve të zemrës midis transmetuesit (rripit të rripit të gjoksit) dhe marrësit (ora e dedikuar, si dhe drejtimi i rutineve, pajisjet e stërvitjes, etj.) Bazohet në një komunikim magnetik me frekuencë të ulët (LFMC), dhe jo një Radio-Frekuencë tradicionale.

Frekuenca standarde për këtë lloj të sistemeve të monitorimit (analog) është 5.3kHz. Sistemet e reja dixhitale bazohen në teknologjinë Bluetooth, por kjo është jashtë fushës së këtij mësimi.

Për ata që janë të interesuar të thellojnë temën, një përshkrim gjithëpërfshirës i teknologjisë LFMC, duke përfshirë të mirat dhe të këqijat kundrejt RF, mund të gjendet në këtë shënim të Aplikacionit

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

Sidoqoftë, për hir të këtij projekti, mjaftoni të dini se një bartës i fushës magnetike 5.3kHz i krijuar nga një qark rezonant LC (seri) modulohet në bazë të një formati të thjeshtë OOK (On-OFF Keying), ku secili puls i zemrës ndez bartësin për rreth 10ms. Sinjali zbulohet nga një rezervuar rezonant (paralel) LC (me të njëjtën frekuencë rezonante të fushës magnetike, dhe me kusht që të dy mbështjelljet të jenë të rreshtuar siç duhet), të amplifikuar dhe të dërguar në njësinë matëse.

Edhe pse në WEB mund të gjenden disa shembuj të qarkut të marrësit, unë nuk munda të gjej një model për transmetuesin, kështu që vendosa të analizoj sinjalin e gjeneruar nga rripi im i gjoksit dhe të ndërtoj një qark që mund ta simulojë atë, me një forcë, frekuencë dhe format i ngjashëm i fushës.

Hapi 2: Skematike dhe Pjesët

Qarqet përbëhen nga shumë pak përbërës që mund të përshtaten në një kuti të vogël:

• Rast me tabelë shiriti, si ky
• Rrip shkumë me densitet të lartë, 50x25x10mm (si ai i përdorur për paketimin e IC -ve)
• Mikrokontrolluesi ATTiny85-20
• Shoferi i motorit L293
• Rregullatori i tensionit 5V, tip 7805 ose LD1117V50
• 2x Kondensator elektrolitik 10uF/25V
• Kondensator 22n/100V
• Trimpot me bosht, 10K, 1 kthesë, (si në Arduino Starter Kit)
• Rezistenca 22K
• Rezistenca 220R
• LED i kuq 5 mm
• Induktancë 39mH, kam përdorur një BOURNS RLB0913-393K
• Bateri 9V
• mini çelës SPDT (kam ricikluar çelësin AM/FM nga një radio e vjetër transistor)

Komponenti më i rëndësishëm është induktiviteti, një bërthamë ferrite me cilësi të lartë dhe rezistencë e ulët janë të detyrueshme për ta mbajtur atë të vogël dhe për të marrë një Faktor Cilësie të mirë të qarkut tingëllues.

Hapi 3: Përshkrimi dhe Kodi i Qarkut

Duke aplikuar formulën e qarkut LC të treguar në vizatim, me L = 39mH dhe C = 22nF frekuenca që rezulton është rreth 5.4 kHz, e cila është mjaft afër vlerës standarde prej 5.3 kHz. Rezervuari LC drejtohet nga një inverter i urës H i përbërë nga 2 gjysma urat 1 dhe 2 të drejtuesit të motorit IC L293. Frekuenca e bartësit gjenerohet nga mikrokontrolluesi TINY85, i cili gjithashtu nxit sinjalin modulues që simulon HR. Përmes Trimpotit të bashkangjitur në hyrjen analoge A1, Ritmi i Zemrës mund të ndryshohet nga rreth 40 në 170 bmp (rrahje në minutë) - i cili në kushte reale konsiderohet i përshtatshëm për shumicën e sportistëve amatorë. Meqenëse ura duhet të drejtohet nga dy valë katrore të kundërta (dhe me njohuritë e mia të kufizuara të kodit ATTiny's Assembler isha në gjendje të gjeneroja vetëm një të vetme), kam përdorur gjysmën brige 3 si një inverter.

Për këto detyra të thjeshta ora e brendshme @ 16MHz është e përshtatshme, megjithatë unë paraprakisht mata faktorin e nevojshëm të kalibrimit për çipin tim dhe e vendosa atë në linjën e komandës "OSCCAL" në pjesën e konfigurimit. Për të shkarkuar skicën në ATTiny kam përdorur një Arduino Nano të ngarkuar me kodin ArduinoISP. Nëse nuk jeni njohur me këto dy hapa, ka shumë shembuj në Web, nëse dikush është i interesuar, unë kam zhvilluar versionet e mia që mund t'i ofroj sipas kërkesës. Bashkangjitur kodin për ATTiny:

Hapi 4: Montimi i qarkut

Rasti kishte tashmë një vrimë 5 mm në kapakun e sipërm që ishte perfekte për Led, dhe më duhej të bëja vetëm një vrimë të dytë 6 mm, të rreshtuar me të parën, për boshtin e timpotit. Unë organizova paraqitjen e përbërësve në mënyrë të tillë që bateria të mbahet në vend midis timpot dhe rregullatorit të tensionit TO-220, dhe të bllokohet fort në pozicionin e saj nga shiriti i shkumës i ngjitur në kapakun e sipërm.

Siç mund ta vini re, induktiviteti është montuar horizontalisht, t.i. me boshtin e tij paralel me tabelën. Kjo nën supozimin se induktiviteti i marrësit është gjithashtu i shtrirë në të njëjtin drejtim. Në çdo rast, për transmetim optimal, gjithmonë sigurohuni që të dy akset janë paralele (jo domosdoshmërisht në të njëjtin plan hapësinor) dhe jo pingul me njëri -tjetrin.

Në fund të montimit kontrolloni tërësisht me një testues qark të gjitha lidhjet me një testues qark.

Hapi 5: Testoni qarkun

Mjeti më i mirë i testimit për qarkun është një orë marrëse e monitorimit të burimeve njerëzore:

1. Vendoseni orën pranë CardioSim.
2. Vendoseni trimpotin në pozicionin e mesëm dhe ndizni njësinë.
3. LED i kuq duhet të fillojë të ndizet në intervale rreth 1 sekondë (60 bmp). Kjo tregon se rezervuari i rezonatorit LC është energjizuar siç duhet dhe punon. Nëse nuk është kështu, kontrolloni dy herë të gjitha lidhjet dhe pikat e saldimit.
4. Nëse nuk është aktivizuar tashmë automatikisht, ndizni orën me dorë.
5. Ora duhet të fillojë të marrë sinjalin që tregon HR të matur.
6. Kthejeni trimbotin në pozicionin përfundimtar në të dy drejtimet për të kontrolluar gamën e plotë të burimeve njerëzore (toleranca +/- 5% e kufijve të diapazonit është e tolerueshme)

Të gjitha hapat tregohen në videon e bashkangjitur

Hapi 6: Paralajmërim

Si këshillë përfundimtare e sigurisë, jini të vetëdijshëm se LFMC e zbatuar në këtë format të thjeshtë nuk ju lejon të adresoni njësi të ndryshme në të njëjtën gamë fushore, kjo do të thotë që në rast se të dy CardioSim dhe një rrip matës i vërtetë po dërgojnë sinjalet e tyre në të njëjtin marrës njësia, marrësi do të bllokohet, me rezultate të paparashikueshme.

Kjo mund të jetë e rrezikshme në rast se do të rrisni performancën tuaj fizike dhe do të maksimizoni përpjekjet tuaja në bazë të HR të matur. CardioSim ka për qëllim të përdoret vetëm për testimin e njësive të tjera dhe jo për stërvitje!

Kjo është e gjitha, faleminderit që lexuat Instructable tim, çdo feedabck është i mirëpritur!