Circuito del sensor de latidos y operación con 8051

El sensor de latidos del corazón ofrece una forma sencilla de estudiar la función del corazón que se puede medir según el principio de la señal psicofisiológica utilizada como estímulo para el sistema de realidad virtual. La cantidad de sangre en el dedo cambia con el tiempo.

El sensor hace brillar un lóbulo de luz (un LED pequeño y muy brillante) a través del oído y mide la luz que se transmite a la resistencia dependiente de la luz. La señal amplificada se invierte y se filtra en el circuito. Para calcular la frecuencia cardíaca en función del flujo de sangre a la yema del dedo, se ensambla un sensor de frecuencia cardíaca utilizando el OP-AMP LM358 para monitorear los latidos del corazón.

sensor de frecuencia cardiaca

Características del sensor de frecuencia cardíaca

  • Indica la frecuencia cardiaca mediante un LED
  • Proporciona una señal digital de salida directa para la conexión a un microcontrolador
  • Tiene un tamaño compacto
  • Funciona con una tensión de funcionamiento de +5 V CC

Principales aplicaciones del sensor de frecuencia cardíaca

  • Funciona como un monitor de frecuencia cardíaca digital.
  • Funciona como un sistema de monitoreo de la salud del paciente.
  • Utilizado como control de Bio-Feedback de aplicaciones robóticas

Cómo funciona un sensor de frecuencia cardíaca

El diagrama del circuito del sensor de latidos incluye un detector de luz y un LED rojo brillante. El LED debe tener una intensidad súper brillante porque el máximo de luz pasa y se propaga si el detector detecta un dedo colocado sobre el LED.

Diagrama del circuito del sensor de latidos
Diagrama del circuito del sensor de latidos
Principio del sensor de frecuencia cardíaca
Principio del sensor de frecuencia cardíaca

Ahora, a medida que el corazón bombea sangre a través de los vasos sanguíneos, el dedo se vuelve un poco más opaco; por lo tanto, menos luz llega al detector desde el LED. Con cada pulso cardíaco generado, la señal del detector varía. La señal variada del detector se convierte en un pulso eléctrico. Esta señal eléctrica es amplificada y activada por un amplificador que da una salida de señal de nivel lógico de +5V. La señal de salida también está dirigida por una pantalla LED que parpadea con cada latido del corazón.

Entendamos su principal aplicación considerando un proyecto como ejemplo práctico usando un sensor de latidos.

Sistema inalámbrico de vigilancia de la salud de los pacientes

El objetivo principal de este sistema de salud automático es controlar la temperatura corporal, la frecuencia cardíaca y el pulso de un paciente y mostrárselos al médico mediante tecnología de radiofrecuencia.

En los hospitales, la temperatura corporal y la frecuencia cardíaca de los pacientes deben controlarse regularmente, lo que generalmente lo hacen los médicos u otros paramédicos. Observan la temperatura corporal y los ritmos cardíacos (72 veces por minuto). Los médicos y otro personal administrativo del hospital mantienen un registro de la temperatura corporal y los latidos del corazón de cada paciente.

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Este proyecto de sistema de monitoreo de salud incluye varios componentes, como el microcontrolador 8051, la fuente de alimentación regulada de 5 V, el sensor de temperatura, el sensor de frecuencia cardíaca, el transmisor de RF, el módulo receptor y la pantalla LCD. El microcontrolador se utiliza como el cerebro de todo el proyecto para controlar la frecuencia cardíaca, el pulso y la temperatura corporal de los pacientes. El funcionamiento de este proyecto de sistema de monitorización se ilustra mediante un diagrama de bloques, que incluye varios bloques como una fuente de alimentación que alimenta todo el circuito, un sensor de temperatura que calcula la temperatura corporal de los pacientes y un sensor de frecuencia cardíaca. para monitorear los latidos del corazón de los pacientes.

Diagrama de bloques del transmisor
Diagrama de bloques del transmisor

En la sección del transmisor, el sensor de temperatura se usa para leer la temperatura corporal de los pacientes continuamente, y el sensor de frecuencia cardíaca se usa para monitorear la frecuencia cardíaca de los pacientes, y luego los datos se envían a los microcontroladores 8051. Los datos se transmiten primero , luego codificado en datos en serie por aire mediante un módulo de radiofrecuencia. La temperatura corporal de los pacientes y los latidos del corazón por minuto se muestran en la pantalla LCD. Usando una antena de RF colocada al final del transmisor, los datos se transmiten a la sección de recepción.

Diagrama de bloques del receptor
Diagrama de bloques del receptor

En la sección del receptor, se coloca un receptor en el otro extremo para recibir los datos, y los datos recibidos se decodifican con un decodificador, y los datos transmitidos (temperatura corporal, latidos del corazón) se comparan con los datos almacenados en el microcontrolador, y luego los datos resultantes se muestran en la pantalla LCD. El módulo receptor de RF colocado en el mamparo del médico lee continuamente las condiciones de salud del paciente, como la temperatura corporal, la frecuencia cardíaca y el pulso, y muestra el resultado en la pantalla LCD de forma inalámbrica.

Pulsómetro digital con microcontrolador

El proyecto está diseñado para monitorear la medición de los latidos del corazón usando un microcontrolador usando un sensor de latidos del corazón.

Descripción del circuito: el diagrama del circuito del sensor de latidos se basa en el microcontrolador AT89S52 y otros componentes, como el sensor de latidos, la fuente de alimentación, el circuito del oscilador de cristal, las resistencias, los condensadores y la pantalla LCD.

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Diagrama del circuito del monitor de frecuencia cardíaca digital

El microcontrolador AT89S52 es el microcontrolador más popular seleccionado de una familia de microcontroladores 8051. Se utiliza un microcontrolador de 8 bits para controlar todas las operaciones del circuito. También monitorea los pulsos cardíacos generados por el sensor de frecuencia cardíaca.

Este proyecto utiliza un sensor de latidos del corazón que se utiliza para controlar los latidos del corazón de los pacientes cardíacos. Además, las pantallas LCD se utilizan para la visualización. Se usa un microcontrolador AT89S52 para monitorear continuamente la frecuencia cardíaca y el pulso del paciente, lo que se hace teniendo en cuenta la programación C integrada realizada en el microcontrolador usando el software KEIL. Todo el circuito está alimentado por varios bloques, como el regulador de voltaje y el transformador reductor, que se utilizan en el circuito de suministro de energía. El regulador de voltaje produce un voltaje de salida constante de 5 voltios.

Diagrama del circuito del monitor de frecuencia cardíaca digital
Diagrama del circuito del monitor de frecuencia cardíaca digital

Componentes utilizados:

Microcontrolador AT89S52: El dispositivo utilizado en este proyecto es ‘AT89S52’, que es un microcontrolador 8051 típico producido por Atmel Corporation. Este microcontrolador es el fragmento más importante de este proyecto, ya que controla todas las operaciones del circuito, como la lectura de datos de pulso de frecuencia cardíaca del sensor de latidos cardíacos.

Fuente de alimentación: Esta fuente de alimentación consta de un transformador reductor, un puente rectificador, un condensador y un regulador de voltaje. El suministro de corriente activa monofásica de la red se reduce a un rango de voltaje más bajo que se rectifica nuevamente a CC utilizando un puente rectificador. Esta corriente continua rectificada se filtra y regula en todo el rango operativo del circuito con un IC de capacitor y regulador de voltaje, respectivamente.

LCD: La mayoría de los proyectos utilizan pantallas LCD para mostrar información como la frecuencia cardíaca, la temperatura corporal, etc. Varias pantallas se utilizan en proyectos como pantallas de siete segmentos y pantallas LED. La selección de la pantalla depende de la consideración de estos parámetros: costo de las pantallas, consumo de energía y condiciones de iluminación ambiental.

Resistencias: La resistencia está bien definida como la relación entre el voltaje aplicado a través de sus terminales y la corriente que fluye a través de él. El valor de la resistencia depende de un voltaje fijo que limita la corriente que fluye a través de ella. La resistencia es un componente pasivo utilizado para controlar la corriente en un circuito electrónico.

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Condensadores: El propósito principal de un capacitor es almacenar carga. El producto del valor de la capacitancia y el voltaje aplicado a través de un capacitor es igual a la carga almacenada en el capacitor.

Oscilador de cristal: Un circuito oscilador de cristal es un tipo de circuito electrónico que utiliza la resonancia mecánica de un circuito vibratorio para generar señales eléctricas variando la frecuencia. Un microcontrolador AT89S52 controla los cristales para sincronizar su funcionamiento. El tipo de sincronización que se realiza en este circuito se denomina ciclo de máquina.

Funcionamiento del circuito

  • En este sistema, un circuito oscilador de cristal está conectado entre los pines 18 y 19 del microcontrolador AT89S52 que se usa para operar los conjuntos de instrucciones en un rango de frecuencia de reloj variado. Se utiliza un ciclo de máquina para medir el tiempo mínimo de ejecución del conjunto de instrucciones único.
  • El circuito de reinicio está conectado al pin 9 del microcontrolador AT89S52 mediante un condensador y una resistencia. El otro extremo de la resistencia está conectado a tierra (20 clavijas) y el otro extremo del capacitor está conectado a la clavija 31 (EA/Vpp). La resistencia y el capacitor están conectados para realizar manualmente un modo de operación de reinicio. Si el interruptor se cierra, el pin de reinicio se establece alto.
  • El sensor de latidos del corazón conectado al pin port1.0 del microcontrolador se usa para monitorear los pulsos del corazón, y estas señales de pulso se envían al microcontrolador y se comparan con los datos programados almacenados en el microcontrolador usando el software Keil. Cada vez que se reciben pulsos de frecuencia cardíaca de la entrada, el contador del microcontrolador cuenta estos pulsos durante un cierto período de tiempo.
  • Las pantallas LCD están conectadas al puerto de 2 pines del microcontrolador AT89S52. La duración del pulso de un latido del corazón será de un segundo, y al dividir 60,000 por 1000, obtendremos el resultado apropiado de 60, que luego se mostrará en la pantalla LCD.

Se trata del sensor de frecuencia cardíaca y cómo funciona con aplicaciones relevantes y ejemplos prácticos detallados. Además, para cualquier consulta relacionada con este tema o proyectos eléctricos y electrónicos, coméntenos en la sección de comentarios a continuación.

Créditos fotográficos :

  • Diagrama del circuito del monitor de frecuencia cardíaca digital por 8051proyectos
  • Principio del sensor de frecuencia cardíaca por rlocman
  • Diagrama del circuito del sensor de latidos por en línea
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