Detektor srdečního rytmu - blbinka, která potěší.

18. července 2013 v 5:35 | Petr |  Elektro
Když stavíte roboty - zejména jako já ze základních součástek - nikoliv z polotovarů - nahromadí se vám doma moře součástek. Vtip je v tom, že většina z nich se dá použít i na něco jiného než byly původně koupeny a když se tak doma válejí v krabici ?
Protože jsem v roce 1993 začínal svoji druhou bastlířskou éru stavbou EKG - snímání biosignálů je prostě moje slabost. Takže jsem jeden pátek seděl za stolem a říkal jsem si - což takhle postavit pulsní oxymetr.
To je taková ta blbinka co vám nacvaknou na prst ve špitále a hned vidí - jednak jaký máte puls a jednak taky kolik kyslíku je rozpuštěno ve vaší tepenné krvi. Tak jsem prohraboval své krabice a zjistil jsem, že plnohodnotný pulsní oxymetr nepostavím jenom tak za víkend, protože bych potřeboval k němu napsat software pro mikrokontrolér. Na druhou stranu mám plnou krabici robotiky používaných reflexních optočlenů QRD1114. Osobně sice raději používám CNY70 - protože jsou mechanicky robustnější, ale mají kolem fotodiody a fototranzistoru "rantlík" - takže se na ně nedá prst přitisknout úplně na těsno.
Takže jsem bádal jednu sobotní noc a výsledek se dostavil. Vlevo v kroužku vidíte QRD1114, na který se bějem měření zlehka přiloží prst. Vpravo vidíte - náš svatební dar alias druhý osciloskop !!! - s výsledky - modré šipky ukazují kdy se srdce stáhne vypudí krev a tlaková vlna tohoto pulsu dojde až do prstu. Červené šipky ukazují okamžik kdy se zavře chlopeň mezi srdcem a Aortou (hlavní tepna v těle) - přitom tlak prudce poklesne a tato změna se taky šíří až do prstu.

Moje mladá manželka - zdravotní sestra - na mně koukala jako na boha (a pak ta dohra)..... Prostě Geekův ráj to na pohled. Takže doufám, že jsem vás navnadil dosti - zbývá už jenom vysvětlit princip a dát sem schémátko.
Tedy - už jsem zmínil, že krev v tepnách neteče plynule ( viz hmatání pulsu na ruce ) ale teče ve vlnách synchronních s činností srdce a tyto vlny jsou měřitelné až do mikrokapilár všude v těle a tedy i v kůži. Krev je červená, takže když se krev nahrne do prstu (ucha, čela, žaludku, mozku, jater .....) tyto nepatrně změní barvu - takže není nic snazšího než ozařovat prst IR světlem a snímat množství odraženého (nebo prošlého) světla.
A taky že ano - zde vidíte schémátko toho co je na kontaktním poli. Optočlen QRD1114 vysílá do prstu IR světlo a snímá iodraz fototranzistorem - pak následuje střídavě vázaný transimpedanční zesilovač - ty mám nacvičené z trávoměru, a pak následuje ještě druhý 100x zesilující stupeň. Filtrační a vazební kondenzátory tvoří filtry, které omezují pásmo zesilovače asi tak na 0,5 - 2Hz - což jak vidíte úplně stačí. kdyby to pásmo nebylo tak silně ořezané - začaly by být veliké problémy s rušením 50Hz frekvencí elektrické sítě. ten divný obvod s LED diodou D1 a odpory a kondenzátory kolem ní - je k tomu aby obvod vydával v rytmu tepu intenzivní záblesky - pro připojení osciloskopu je tady paraleleně zapojen ochranný odpor R8.
Proč je tohle jenom čidlo tepu a není to úplný oxymetr ? Protože pro snímání množství kyslíku v krvi potřebujete prst ozařovat dvěma vlnovými délkami IR a červenou - které svítí na stejný detektor a střídají se s frekvencí kolem 1-10kHz - aby mikrokontrolér měl přehled o poměru mezi oxygenovaným a deoxygenovaným hemoglobinem - viz obrázek se spetkrálními křivkami. Pokud byste LEDkami blikotali na 10 kHz - samozřejmě i analogová filtrace by byla tomu přizpůsobena.

Třeba mi jednou hrabne a postavím úplný oxymetr - jako jsem kdysi postavil úplné EKG. Do té doby musíte čekat, ale blondýny si mohou přečíst ještě radu : Víte co to je - "žena charakter" - třeba taková, co za pulsní čidlo udělá noc plnou vášně ? Přestože ho miláček nemá v úmyslu vyrábět v miliónových sériích a za utržené prachy vám koupit jachtu ?
 

1 člověk ohodnotil tento článek.

Komentáře

1 Tomsej Tomsej | E-mail | 18. července 2013 v 9:18

To je zajímavá blbinka. Zrovna tu mám k dispozici SMD RGB Ledku která má mimo obligátní rudé, zelené a modré navíc IR 940nm a IR 850nm. Tak už vím co sní.

2 petr-kubac petr-kubac | 18. července 2013 v 13:33

[1]: Taková LEDka by se mi hodila, kterýpak typ to je ?

3 Tomsej Tomsej | E-mail | 18. července 2013 v 13:54

To je bohužel obchodní tajemství, ale ne moje, ale našeho dodavatele. Ale mohu nezištně poslat nějaký vzorky poštou, když mi pošlete kontakt.

4 petr-kubac petr-kubac | 18. července 2013 v 16:26

[3]: Ajaj tak v okamžiku kdy to není typ, který jde koupit veřejně - tak mě to nezajímá - věc zásad - stavět jen z toho co nabízí Kaufland a Baumax ;-)))

5 Lucie Lucie | E-mail | 19. září 2013 v 8:30

Dobrý den, potřebovala bych se s Vámi spojit. Mám zájem na výrobě snímače tepu, který by bylo možné pomocí reproduktorů zesílit tak, aby byl slyšitelný účastníkům v místnosti. Díky.

6 petr-kubac petr-kubac | 19. září 2013 v 11:31

[5]: Velice se omlouvám, ale budete si muset najít někoho jiného - jakožto amatér využívám svého práva dělat si co chci a přijímat jen zajímavé úlohy - což ta vaše není.

7 Lucie Lucie | E-mail | 19. září 2013 v 17:37

Škoda, velmi by to obohatilo život naší komunity.I tak díky za odpověď.

8 Jirka Jirka | 14. února 2014 v 1:54

Tato blbinka vůbec nefunguje. Sestavil jsem přesně podle schématu, LEDka na konci jen svítí nebo se nepravidelně chvěje. Nesčetněkrát jsem zkontroloval zapojení. Po přiložení prstu se nic neděje. Tím pádem pro dané účely nepoužitelné.

9 petr-kubac petr-kubac | 14. února 2014 v 14:19

[8]: Zkušenosti říkají, že možností jak udělat věci blbě je více než si myslíme, proto nikdy neradím s oživováním stávkujících elektrických obvodů. Přesto vám naprosto výjimečně dám 3 rady.
1. podívějte se foťákem z mobilu jestli v QRD1114 svítí IR LEDka.
2. Změřte napětí na VOut voltmetrem - musí to být skoro přesně polovina napájecího napětí.  
3 Pokud body 1 a 2 fungují vemte kus bílého papíru a dejte asi 1 cm před optočlen - když jej tam budete strkat napětí na VOUT prudce vykývne nejprve dolů a pak nahorů.
Jestli se obvod tako nechová máte tam chyby, které neodhalila ani několikanásobná důkladná kontrola. Zejména bych upozornil na to, že z důvodu přehlednosti schématu jsem vývody QRD1114 nekreslil podle skutečného rozložení na součástce. Druhé upozornění - sledujte činnost obvodu spíše osciloskopem, nebo ručičkovým voltmetrem na VOUT - LEDka na výstupu je jenom nouzové rešení.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama