心率监测器电路：详细指南

心率监测器是您最有可能听说过的设备。您可能知道一两个具有心率传感器的设备或人。

如今它们非常普遍，您可能会发现它们内置于智能手表中，甚至出现在腕带样式中，使它们易于使用。

因此，如果您对它的工作原理感到好奇并想将其作为一个项目，请不要担心。你来对地方了。

在这里，您将了解心率监测器电路背后的秘密，并了解如何通过几个简单的步骤制作不同的电路。

你准备好了吗？开始吧！

心跳传感器的概念

在我们进入技术细节之前，这里有一些你应该知道的事情。

心跳传感器对于像患者和运动员这样的人来说是必不可少的，因为它可以帮助这些人了解他们的心脏状况。

虽然有多种方法可以监测心率，但心跳传感器是最简单的方法。此外，它是便携式的，具有不同的尺寸和形状。此外，它还为您提供了一个可访问的平台，让您即时检查您的心跳。

智能手表

正如我们之前提到的，您可以在手表、手机和其他智能小工具中找到它们。因此，它有助于测量您的心脏每分钟扩张或收缩所需的时间。

心率监测器的概念

主心率监测器具有以下特点：

• 传感器
• 红外 LED
• 传感器中存在光电二极管
• 控制电路

相比之下，该电路带有一个运算放大器 IC 和其他元件，可将其原始信号与不同的微控制器连接起来。

所以，下面，我们有一个心跳传感器电路图来帮助你更好地理解这个概念。

心跳感应电路

上面的电路显示了一个检测脉搏的手指心跳传感器。因此，心跳会自动改变血量和 IR LED 光的强度。另外，光电二极管检测的内容也会有所不同。

此外，一个电容器将光电二极管的输出馈送到第一个运算放大器的“非反相负载”。反过来，这会阻止信号的直流分量。该运算放大器还可以用作“非反相”级放大器，使用 1001 的截止频率放大系数。

此外，第二个运算放大器在其输入之一中接收第一个运算放大器的输出。它也采用比较器的形式。此外，第二个运算放大器的工作将触发一个晶体管，该晶体管还将信号传输到微控制器。

LM358 是这个心跳传感器电路的运算放大器，它在一个芯片中集成了两个运算放大器。另外，BC547是三极管，连接在三极管上的LED在检测到信号时会发出脉冲。

电路设计

在这里，我们将学习如何制作三个心跳传感器，其中包括：

• 使用 LM358 的心跳传感器
• 使用 Arduino 的心跳传感器
• 如何连接 Arduino 的心跳传感器

心率监测电路： 使用 LM358 的心跳传感器

使用此电路，您将能够通过与红外发射器和接收器耦合的 LM358 IC 检测心跳。此外，IR LED 是 IR 发射器，而光电二极管是电路的检测器。看看下面的电路图：

带有 LM358 电路图的心跳传感器

此外，这是 LM358 引脚排列的引脚排列：

LM358 引脚图

需要的组件：

• LM358 IC运算放大器（1）
• 4.7 uF 电解电容（1）
• 100 nF 陶瓷电容器 (1)
• 9V 电池 (1)
• 一对红外 LED (1)
• 5 毫米 LED (1)
• 220k 电阻器 (2)
• 10k 电阻器 (1)
• 680k 电阻 (1)
• 6.8k 电阻 (1)
• 47k 电阻器 (1)
• 心跳传感器 (PC3) (1)

步骤

• 1：将 LM358 IC 的底座连接到 PC，并将 IC 连接到底座。

• 2：取出所有 LED 并将它们连接到 PCB
• 3：接下来，将两个电容器连接到 PCB
• 4：另外，带上所有的电阻并连接它们
• 5：将电池夹添加到电路中并连接电池以检查电路是否工作

注意：不要忘记焊接所有连接。

工作原理

该电路的工作原理与前面描述的心跳传感器类似。在这里，我们有两个红外光电二极管来感应来自心脏的脉冲。

但是，其中一个充当发射器，通过您的手指发射光，而接收器则测量手指反射的光量。

此外，接收器测量的反射射线的强度取决于两件事。一是心脏跳动的频率，二是血液中含氧量的差异。

心率监测电路：使用 Arduino 的心跳传感器

现在，让我们看看如何制作基于 Arduino 的心跳传感器。该传感器具有一个手指夹，并使用三个引脚连接数据，GND 和 VCC。

Arduino 的心跳传感器

需要的组件

对于此电路，您需要：

• Arduino 板 (1)
• 10KΩ 电位器 (1)
• 330Ω 电阻器 (1)
• 2 x 16 LCD 显示屏 (1)
• 连接线
• 按钮
• 迷你面包板
• 带有手指探针的心跳传感器芯片 (1)

如何连接 Arduino 的心跳传感器

将 Arduino 与心跳传感器连接起来很容易。但是，如果您想查看每分钟心跳次数的读数，您应该做的第一件事是将 Arduino 板连接到您的 16×2 LCD。

因此，将 LCD 模块的四个数据引脚（D7、D5、D4 和 D6）连接到 Arduino 的引脚一。此外，将 10kΩ 电位器单击到 LCD 的引脚 3。然后，将 LCD 的引脚 3 和 5 (E &RS) 合并到 Arduino 的引脚。

最后，将心跳传感器的输出管脚连接到Arduino的管脚1（模拟输入信号管脚）。

代码

将心跳传感器与 Arduino 连接后，接下来就是编写运行系统所需的代码行。

这是代码行的链接。

它是如何工作的？

好吧，使用这个电路也很容易。您所要做的就是将除拇指以外的任何手指放在传感器夹上，然后按下开关按钮。

现在，Arduino 将根据从传感器接收到的数据计算心率测量值，并以 bpm 显示。

但是，请在传感器收集数据时保持放松，以免摇晃电线。否则，你会得到错误的读数。

Arduino显示心率后，您可以按下按钮开始另一个读数。

心率监测电路：应用

• 计算人体（人、患者或运动员）的心率

人体心率

• 用作昂贵心率监测器的替代品

检查手机上的心率应用

• 患者健康监测系统

病人健康监测系统

最后的想法

在我们总结本文之前，您必须了解心跳传感器的工作原理以及它与光电体积描记器的方向一起工作。

该原理表明，您可以使用穿过器官的光强度来测量该器官的血容量。

简而言之，您会发现 IR LED 是大多数心跳传感器的更好光源。

因此，您可以使用将光子转换为电流的探测器或依靠光工作的电流放大组件。

带手指夹的心跳传感器

来源：维基共享资源

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