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Surveillez la fréquence cardiaque à l'aide du capteur de pouls et d'Arduino Le

Surveillez la fréquence cardiaque à l'aide du capteur de pouls et d'Arduino Le capteur de pouls est un capteur de fréquence cardiaque plug-and-play de faible puissance bien conçu pour l'Arduino. Il peut être utilisé par les étudiants, les artistes, les athlètes, les fabricants et les développeurs de jeux et mobiles qui souhaitent intégrer des données de fréquence cardiaque en direct dans leurs projets. Et la meilleure partie est que ce capteur se branche directement sur Arduino et se clipse facilement sur un doigt ou un lobe d'oreille. Il est également très petit (en forme de bouton) avec des trous, de sorte qu'il peut être cousu dans le tissu. Le saviez-vous? Le capteur d'impulsions est un appareil open source créé à l'origine par PulseSensor.com . Ils ont commencé en 2011 en tant que projet Kickstarter. En 2013, 491 bailleurs de fonds ont promis 18 418 $ pour aider à concrétiser ce projet. Présentation du matériel L'avant du capteur est le côté avec le logo du cœur. C'est là que vous placez votre doigt. Sur la face avant, vous verrez un petit trou rond, d'où brille la LED verte montée à l'envers du Kingbright. Juste en dessous de la LED se trouve un petit capteur photo de lumière ambiante - APDS-9008 d'Avago , similaire à celui utilisé dans les téléphones portables, tablettes et ordinateurs portables, pour régler la luminosité de l'écran dans différentes conditions d'éclairage. À l'arrière du module, vous trouverez le reste des composants, y compris l'ampli-op MCP6001 d'une micropuce et un tas de résistances et de condensateurs qui composent le réseau de filtres R / C. Il existe également une diode de protection inverse pour éviter tout dommage si les câbles d'alimentation sont accidentellement inversés. Le module fonctionne à partir d'une alimentation de 3,3 à 5 V CC avec un courant de fonctionnement <4 mA. Voici les spécifications techniques: Notes maximales VCC 3,0 à 5,5 V IMax (consommation de courant maximum) <4 mA VOut (plage de tension de sortie) 0.3V à Vcc Longueur d'onde Sortie LED 565 nm Entrée de capteur 525 nm Dimensions L xl (PCB) 15,8 mm (0,625 ″) Longueur de fil 20 cm (7,8 pouces Comment fonctionne le capteur d'impulsions? Les capteurs optiques de fréquence cardiaque sont très faciles à comprendre en théorie. Si vous avez déjà brillé une lampe de poche à travers le bout de vos doigts et vu votre rythme cardiaque, vous maîtrisez bien la théorie des capteurs optiques de fréquence cardiaque. Un capteur cardiaque ou tout autre capteur de fréquence cardiaque optique, d'ailleurs, fonctionne en projetant une lumière verte (~ 550 nm) sur le doigt et en mesurant la quantité de lumière réfléchie à l'aide d'un capteur photo. Cette méthode de détection des impulsions par la lumière est appelée photopléthysmogramme . L'hémoglobine oxygénée dans le sang artériel a la particularité d'absorber la lumière verte. Plus le sang est rouge (plus l'hémoglobine est élevée), plus la lumière verte est absorbée. Au fur et à mesure que le sang est pompé à travers le doigt à chaque battement cardiaque, la quantité de lumière réfléchie change, créant une forme d'onde changeante à la sortie du capteur photo. Au fur et à mesure que vous continuez à éclairer et à prendre des lectures du capteur photo, vous commencez rapidement à obtenir une lecture du pouls cardiaque. Ce signal du capteur photoélectrique est généralement petit et bruyant, par conséquent, le signal est passé à travers un réseau de filtres R / C, puis amplifié à l'aide d'un amplificateur opérationnel pour créer un signal beaucoup plus grand, plus propre et plus facile à détecter. Brochage du capteur d'impulsions Le capteur est livré avec un câble plat plat de 24 ”avec 3 connecteurs mâles. Le schéma suivant montre le brochage. S (signal)est la sortie du signal. Se connecte à l'entrée analogique d'un Arduino. + (VCC)est la broche VCC. Se connecte à 3,3 ou 5V. - (GND) est la broche de mise à la terre. Avertissement: Souvent, le câble n'est pas codé par couleur, alors assurez-vous de regarder les marques à l'arrière du module pour vous assurer que vous avez l'identification correcte des trois fils. Câblage du capteur d'impulsions avec Arduino Connecter le capteur d'impulsions à un Arduino est super simple. Il vous suffit de connecter trois fils: deux pour l'alimentation et un pour la lecture de la valeur du capteur. Le module peut être alimenté en 3,3 ou 5V. La tension positive se connecte à «+» et la terre se connecte à «-». Le 3ème fil `` S '' est la sortie de signal analogique du capteur et cela se connectera à l'entrée analogique A0 d'un Arduino. Voici le branchement pour les expériences avec le capteur d'impulsions: Installation de la bibliothèque Afin d'exécuter les croquis suivants, vous devrez installer une bibliothèque appelée «PulseSensor Playground». Pour installer la bibliothèque, accédez à Sketch> Inclure la bibliothèque> Gérer les bibliothèques… Attendez que Library Manager télécharge l'index des bibliothèques et met à jour la liste des bibliothèques installées. Filtrez votre recherche en tapant «pulsesensor» . Il ne devrait y avoir qu'une seule entrée. Cliquez dessus, puis sélectionnez Installer. Exemples de croquis PulseSensor La bibliothèque PulseSensor contient un certain nombre d'exemples de croquis. Nous allons passer en revue quelques-uns d'entre eux ici, mais vous pouvez également essayer les autres. Vous pouvez utiliser ces exemples de croquis comme base pour développer votre propre code. Pour accéder aux exemples de croquis, accédez à Fichier> Exemples> Terrain de jeu PulseSensor Vous verrez une sélection d'exemples de croquis. Sélectionnez l'un d'entre eux pour charger l'esquisse dans votre IDE. Commençons par le GettingStartedProject . Code Arduino de base - Clignez avec le rythme cardiaque Chargez le croquis GettingStartedProject à partir des exemples de croquis dans votre IDE Arduino. Ceci est un croquis Arduino de base. Allez-y et téléchargez-le sur votre Arduino et placez le capteur d'impulsions sur le bout de votre doigt. Vous devriez voir la LED intégrée d'Arduino clignoter avec votre rythme cardiaque! int const PULSE_SENSOR_PIN = 0; // 'S' Signal pin connected to A0 int Signal; // Store incoming ADC data. Value can range from 0- 1024 int Threshold = 550; // Determine which Signal to "count as a beat" and which to ignore. void setup() { pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT); // Built-in LED will blink to your heartbeat Serial.begin(9600); // Set comm speed for serial plotter window } void loop() { Signal = analogRead(PULSE_SENSOR_PIN); // Read the sensor value Serial.println(Signal); // Send the signal value to serial plotter if(Signal > Threshold){ // If the signal is above threshold, turn on the LED digitalWrite(LED_BUILTIN,HIGH); } else { digitalWrite(LED_BUILTIN,LOW); // Else turn off the LED } delay(10); } Explication du code Le croquis est super simple. Il commence par définir les broches utilisées pour connecter le capteur d'impulsions. Deux variables sont également définies; le Signalcontient les données ADC entrantes et le Thresholddétermine le signal à «compter comme un battement» et celui à ignorer. int const PULSE_SENSOR_PIN = 0; int Signal; int Threshold = 550; Dans la configuration, nous définissons la broche LED intégrée (broche 13) comme sortie et configurons le moniteur série. void setup() { pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT); Serial.begin(9600); } Dans la boucle, nous lisons le signal analogique du capteur d'impulsions, et lorsque le signal dépasse une valeur de seuil, nous allumons la LED intégrée. void loop() { Signal = analogRead(PULSE_SENSOR_PIN); // Read the sensor value if(Signal > Threshold){ // If the signal is above threshold, turn on the LED digitalWrite(LED_BUILTIN,HIGH); } else { digitalWrite(LED_BUILTIN,LOW); // Else turn off the LED } delay(10); } Vous avez du mal à voir un battement de cœur? Si vous rencontrez des difficultés pour voir un battement de cœur, voici ce que vous devez faire. 1. Si vous tenez le capteur trop fort, vous presserez tout le sang de vos doigts et il n'y aura aucun signe! Si vous le tenez trop légèrement, vous inviterez le bruit du mouvement et de la lumière ambiante. La pression de Sweatspot (ni trop forte, ni trop douce) sur le capteur de pouls donnera un bon signal de nettoyage. 2. Une pression variable peut entraîner une circulation différente du sang dans votre doigt, ce qui rend les lectures du capteur bancales. Essayez d'appliquer une pression constante en attachant le capteur à votre doigt à l'aide d'un élastique ou d'un autre dispositif de serrage. 3. Essayez le capteur sur différentes parties de votre corps qui ont des tissus capillaires (comme le lobe de l'oreille ou la lèvre inférieure). 4. Essayez d'ajuster la valeur du seuil. La valeur de seuil indique à Arduino quand trouver une impulsion valide. Le seuil peut être n'importe quel nombre compris entre 0 et 1023, mais essayez de l'ajuster par 5 ou 10 étapes. L'abaissement du seuil augmente la sensibilité et vice-versa. Voyez si vous pouvez trouver une meilleure plage pour votre doigt que la valeur par défaut. Code Arduino - Traçage du rythme cardiaque L' esquisse GettingStartedProject précédente est conçue pour fonctionner avec le traceur série Arduino, un outil sympa fourni avec l'IDE Arduino pour visualiser les signaux analogiques en temps réel. Pendant que l'esquisse est en cours uploads/Litterature/ surveillez-la-frequence-cardiaque.pdf