Arduino Heart Beat avec affichage ECG et son : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Salut les gars! J'espère que vous avez déjà apprécié mon précédent "Arduino LIXIE Clock" instructable et que vous êtes prêt pour un nouveau, comme d'habitude j'ai fait ce tutoriel pour vous guider étape par étape tout en réalisant ce genre de projets électroniques super incroyables à faible coût qui est le "Arduino Appareil de pouls cardiaque".

Lors de la réalisation de ce projet, nous avons essayé de nous assurer que cette instructable sera le meilleur guide pour vous afin de vous aider si vous souhaitez créer votre propre ECG, nous espérons donc que cette instructable contiendra les documents nécessaires.

Ce projet est si pratique à réaliser spécialement après avoir obtenu le PCB personnalisé que nous avons commandé à JLCPCB pour améliorer l'apparence de notre appareil électronique. Il y a également suffisamment de documents et de codes dans ce guide pour vous permettre de créer facilement votre affichage Arduino Heart Pulse. Nous avons réalisé ce projet en seulement 3 jours, seulement deux jours pour obtenir toutes les pièces nécessaires et terminer la fabrication du matériel et l'assemblage, puis nous avons préparé le code adapté à notre projet et commencé les tests et les réglages.

Ce que vous apprendrez de cette instructable:

1. Faire le bon choix de matériel pour votre projet en fonction de ses fonctionnalités.
2. Comprendre la technologie du capteur de pouls cardiaque.
3. Préparez le schéma de circuit pour connecter tous les composants choisis.
4. Assemblez toutes les pièces du projet (boîtier de l'appareil et assemblage électronique).
5. Démarrez votre propre appareil de pouls cardiaque.

Étape 1: Comment fonctionne le capteur cardiaque

Comme défini sur Wikipedia "L'électrocardiographie est le processus de production d'un électrocardiogramme (ECG ou EKG[a]), un enregistrement - un graphique de tension en fonction du temps - de l'activité électrique du cœur[4] à l'aide d'électrodes placées sur la peau. Ces les électrodes détectent les petits changements électriques qui sont une conséquence de la dépolarisation du muscle cardiaque suivie d'une repolarisation au cours de chaque cycle cardiaque (battement cardiaque)."

Dans notre cas, nous n'utilisons pas d'électrodes mais un capteur IR, un capteur de pouls cardiaque est un capteur biomédical qui

signifie qu'il utilise certaines variables biologiques et physiologiques pour indiquer l'état du corps.

En parlant de variables, notre capteur a une sortie analogique qui va de 0V à 5V et cette sortie indique combien de débit sanguin/pression le cœur est sur le point de pomper, mais comment ce capteur mesure-t-il ces changements de débit sanguin !

Le capteur utilise un signal infrarouge provenant d'une diode IR projetée sur votre peau. Juste sous votre peau, il y a des capillaires transportant du sang. Chaque fois que votre cœur pompe, il y a une légère augmentation du débit/de la pression sanguine. Cela gonfle légèrement les capillaires, et juste à ce moment-là, ces capillaires légèrement plus remplis réfléchissent plus d'infrarouge. L'infra-détecteur de l'appareil détecte les différents niveaux IR réfléchis et amplifie le signal mesuré et le convertit en un signal de tension interprétable qui pourrait être envoyé à n'importe quel microcontrôleur comme le MCU Arduino.

Étape 2: CAO et pièces matérielles

En commençant par les pièces de la boîte imprimées en 3D, j'ai réalisé la conception ci-dessus à l'aide du logiciel Solidworks et vous pouvez obtenir les fichiers STL à partir du lien de téléchargement, cette conception est 100% recommandée pour vous aider à fabriquer votre appareil car elle correspond à l'emplacement exact du capteur et l'écran OLED.

Après avoir préparé le design, j'ai obtenu mes pièces très bien fabriquées et prêtes pour l'action. et comme vous pouvez le voir sur la dernière photo, nous avons préparé le placement du connecteur d'alimentation du côté de la boîte.

Étape 3: schéma de circuit

Passant à l'électronique, j'ai créé ce schéma de circuit qui comprend toutes les pièces nécessaires à ce projet. Je connecte le capteur cardiaque à mon MCU ATMega328P et j'affiche le signal de tension reçu du capteur via un écran OLED, le tracé montrera l'évolution de la tension par temps et j'utilise également un buzzer pour marquer chaque battement cardiaque, une LED RVB est également utilisée dans ce projet pour indiquer l'état du BPM donc lorsque le BPM est trop bas "moins de 60 BOM" la LED devient jaune, lorsque le BPM est OK, la LED devient verte et lorsque le BPM est trop élevé, la LED devient rouge.

Étape 4: fabrication de circuits imprimés

À propos de JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), est la plus grande entreprise de prototypes de PCB en Chine et un fabricant de haute technologie spécialisé dans la production de prototypes rapides de PCB et de petits lots de PCB. Avec plus de 10 ans d'expérience dans la fabrication de PCB, JLCPCB compte plus de 200 000 clients dans le pays et à l'étranger, avec plus de 8 000 commandes en ligne de prototypage de PCB et de production de PCB en petite quantité par jour. La capacité de production annuelle est de 200 000 m². pour divers circuits imprimés à 1 couche, 2 couches ou multicouches. JLC est un fabricant professionnel de circuits imprimés doté d'un équipement de puits à grande échelle, d'une gestion stricte et d'une qualité supérieure.

Parler électronique

Après avoir réalisé le schéma de circuit, je l'ai transformé en une conception de PCB personnalisée et tout ce dont j'ai besoin maintenant est de produire mon PCB. j'ai téléchargé les fichiers GERBER appropriés de ma conception et j'ai défini certains paramètres comme la couleur et la quantité d'épaisseur du PCB, et cette fois nous utiliserons la couleur rouge pour s'adapter à la conception en forme de cœur de notre PCB; alors au moins vous devez payer seulement 2 dollars pour obtenir le PCB après quatre jours seulement, ce que j'ai remarqué à propos de JLCPCB cette fois est la "couleur PCB hors charge", cela signifie que vous ne paierez que 2 USD pour n'importe quelle couleur PCB que vous choisissez.

Fichiers de téléchargement associés

Comme vous pouvez le voir sur les photos ci-dessus, le PCB est très bien fabriqué et j'ai le même design de PCB que nous avons fait pour notre carte principale et toutes les étiquettes, les logos sont là pour me guider pendant les étapes de soudure. Vous pouvez également télécharger le fichier Gerber pour ce circuit à partir du lien de téléchargement ci-dessous si vous souhaitez passer une commande pour la même conception de circuit.

Étape 5: Ingrédients

Avant de commencer à souder les pièces électroniques, examinons la liste des composants de notre projet. Nous aurons donc besoin de:

★☆★ Les composants nécessaires ★☆★

- Le PCB que nous commandons chez JLCPCB- Arduino Uno:

- Résistances 330Ohm:

- Oscillateur quartz 16 MHz:

- Le capteur heartPulse:

- Buzzer:

- Écran OLED:

- LED RVB:

Étape 6: Assemblage électronique

Maintenant que tout est prêt, commençons à souder nos composants électroniques au PCB et pour ce faire, nous avons besoin d'un fer à souder et d'un fil à souder et d'une station de reprise SMD pour les composants SMD.

La sécurité d'abord

Fer à souder

Ne touchez jamais l'élément du fer à souder….400°C !

Tenez les fils à chauffer avec des pincettes ou des pinces.

Remettez toujours le fer à souder sur son support lorsqu'il n'est pas utilisé.

Ne le posez jamais sur l'établi.

Éteignez l'appareil et débranchez-le lorsqu'il n'est pas utilisé.

Comme vous pouvez le voir, l'utilisation de ce PCB est si facile grâce à sa fabrication de très haute qualité et sans oublier les étiquettes qui vous guideront les gars lors de la soudure de chaque composant car vous trouverez sur la couche de soie supérieure une étiquette de chaque composant indiquant son placement sur la carte et de cette façon, vous serez sûr à 100% que vous ne ferez aucune erreur de soudure. J'ai soudé chaque composant à son emplacement et vous pouvez utiliser les deux côtés du PCB pour souder vos composants électroniques.

Étape 7: Pièce et test du logiciel

Tout ce dont nous avons besoin maintenant, c'est du logiciel, j'ai créé ce code Arduino pour vous et vous pouvez l'avoir gratuitement à partir du lien ci-dessous, le code est très bien commenté pour que vous puissiez le comprendre et l'ajuster à vos propres besoins, nous avons besoin de la carte Arduino Uno pour télécharger le code dans notre MCU ATmega328 puis nous prenons le MCU et nous le plaçons dans son socket sur la carte.

Nous avons besoin d'un adaptateur secteur externe 5v pour allumer l'appareil et nous y sommes, comme vous le voyez les gars, l'appareil affiche les battements par minute et il affiche le graphique des impulsions cardiaques tracé sur l'écran OLED sans oublier cette LED RVB qui indique l'état du corps trop.

Ce projet est si facile à réaliser et incroyable spécialement avec l'écran OLED qui pourrait être votre meilleur choix pour commencer la fabrication de gadgets biomédicaux, mais encore d'autres améliorations à effectuer afin de le rendre beaucoup plus de beurre, c'est pourquoi j'attendrai pour vos suggestions pour l'améliorer.