心跳传感器：工作原理与实际应用详解
什么是心跳？
心跳是心脏腔室有节奏收缩，推动血液流经全身。每分钟心脏收缩次数即心率（BPM）。皮肤表浅动脉可触及的脉搏是心率的外在表现。
两种测量心跳的方法
- 手动法：在手腕（桡动脉脉搏）或颈部（颈动脉脉搏）计数。食指中指轻按选定部位，数30秒再乘2得BPM。施压极轻，滑动手指直到感觉到脉搏。
- 传感器法：检测每搏血容量波动引起的光强变化。
心跳传感器原理
心跳传感器采用光电容积脉搏波描记法（PPG）。测量组织血容量变化，改变透射或反射光量。因血液吸收光，反射或透射光变化直接对应心脏搏动。
PPG主要两种方式：
透射式：光穿过血管丰富区域（如耳垂）在对侧接收。
反射式：光从组织表面反射（如手指）。
心跳传感器如何工作
典型传感器含LED和光电探测器——光电二极管或光敏电阻。LED照亮组织时，部分光被血液吸收，其余反射或透射到探测器。探测器电输出含直流分量（组织吸收）和与每搏同步的交流分量。
为分离交流分量，探测器输出经两级高通/低通滤波，再经比较器或ADC转数字脉冲序列。脉冲频率（f）送单片机，用公式计算BPM：
BPM = 60 × f
实用心跳传感器
常见模块包括心率传感器（产品号PC-3147），使用红外LED和LDR夹在耳垂或手指上。
另一热门选择是TCRT1000四脚光学传感器。引脚1供电LED，引脚2/3接地，引脚4输出。启用时可装腕戴设备经蓝牙远程传输数据。
构建简单心跳传感器系统
基础系统可用LDR、比较器IC（LM358）、单片机组装。下图展示典型电路。
LDR作光探测器：光强增强电阻降低；光弱电阻升高。LM358比较LDR电压与分压器设定的固定阈值。组织脉动减少LDR受光时，电阻增大电压超阈值产生逻辑高。脉冲序列送单片机计算心率并显示在屏幕上。
心跳传感器电路图视频讲解
传感器