Arduino监控和可视化心率脉搏

硬件

工作原理

光学心率传感器在理论上非常容易理解。如果您曾经通过指尖照过手电筒并且看到了心跳脉冲,那么您就可以很好地掌握光学心率脉搏传感器的理论。

脉搏传感器或任何光学心率传感器都可以通过在手指上发出绿光(约550nm)并使用光电传感器测量反射光的量来工作。

这种通过光进行脉冲检测的方法称为光电容积描记图。

动脉血中的氧化血红蛋白具有吸收绿光的特性。 血液越红(血红蛋白越高),吸收的绿光就越多。 当每次心跳将血液泵送通过手指时,反射光量会发生变化,从而在光电传感器的输出端产生变化的波形。

随着您继续发光并获取光电传感器读数,您很快就会开始获得心跳脉冲读数。

来自光电传感器的信号通常很小且有噪声,因此,该信号会通过R / C滤波器网络传递,然后使用运算放大器进行放大,以产生更大,更干净且更易于检测的信号。

引脚

接线Arduino

以下是使用脉冲传感器进行的实验的连接:

库文件

示例代码

代码分解

问题解决

如果您看不到心跳,请执行以下操作。

  1. 如果过分用力握住传感器,则手指上的所有血液都会被挤压,并且没有任何信号! 如果握得太轻,则会从运动和环境光中发出噪音。 脉冲传感器上的汗斑压力(不要太硬,不要太软)将提供良好的清洁信号。

  1. 压力的变化会导致血液在手指中的流动不同,从而导致传感器读数不稳定。使用橡皮筋或其他拧紧装置将传感器固定在手指上,以尝试施加恒定的压力。

  1. 在身体上有毛细血管组织的其他部位(例如耳垂或下唇)尝试使用传感器。

  1. 尝试调整阈值。 该阈值告诉Arduino何时找到有效的脉冲。 阈值可以是0到1023之间的任何数字,但请尝试以5或10步进行调整。 降低阈值可提高灵敏度,反之亦然。 查看是否可以找到比默认值更好的手指范围。

心跳图

感受手腕上的脉搏,并观看它模仿斑点。

测量心率

上传sketch后,请保持手指尽可能稳定,并等待几秒钟以使读数有意义。您将看到这样的结果。

Processing可视

该软件显示Arduino从Pulse Sensor接收的所有数据。 它实时绘制用户脉搏图。 它还绘制了一段时间内的BPM(每分钟节拍数)和IBI(节拍间隔)。

此Processing sketch不执行任何计算! 它们都在Arduino板上完成,该软件仅读取串行端口并可视化其接收的数据。

上传sketch

Sketch将启动,并提示您选择与Arduino开发板关联的USB端口。如果您没有看到Arduino,请使用“刷新串行端口”按钮更新端口列表。

选择正确的端口后,您将开始看到心跳数据!

sketch运行时,您可以执行以下两项很酷的操作:

  1. 按“ s”以获取程序窗口的屏幕截图。图像将以.jpg格式保存在sketch文件夹中

  1. 按“ r”将数据窗口重置为零

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