rasva põletamine

Kuidas saada täpsemaid südame löögisageduse näitu – näpunäited ja tõrkeotsing

”, mis käsitles IR-anduri skeemi ja konstruktsiooni pulsisageduse määramiseks, muutes sõrme arteris vere mahtu. See meetod viitab fotopletüsmograafiale - veremahu muutuste pideva graafilise registreerimise meetodile, mis peegeldab uuritud elundite veresoonte, inimese või looma kehaosade verevarustuse dünaamikat, mis põhineb optilise tiheduse mõõtmisel. Kuid selles artiklis polnud anduri spetsifikatsiooni. Sellele vaatamata oli anduriahelat lihtne korrata ning kasutada sai erinevaid IR LED-e ja fotodioode ning korrektseks tööks oleks vaja valida vaid voolu piirava takisti ja tagasiside takisti väärtus.

See artikkel keskendub anduri uuendatud versioonile nimega Easy Pulse. Projektis kasutatakse spetsiaalset TCRT1000 IR-andurit, mis lihtsustab vooluringi ja disaini, kuna IR LED ja fototransistor asuvad ühes kompaktses varjestatud pakendis. Selle disain vähendab välisvalgustuse tekitatavaid häireid ja suurendab anduri efektiivsust. Struktuuriliselt on andur kompaktne trükkplaat, mis sisaldab ka signaali muundamise ja normaliseerimise ahelat. Anduri väljundis saame impulsiga sünkroniseeritud digitaalseid impulsse (joonis 1). Anduri saab ühendada ADC-ga või mikrokontrolleri digitaalsisendiga edasiseks töötlemiseks ja impulsi väärtuse (südamelöökide arv minutis) arvutamiseks.

teooria

Projekt põhineb fotopletüsmograafia põhimõttel, mis on mitteinvasiivne meetod veremahu muutuste mõõtmiseks kudedes valgusallika ja fotodetektori abil. Kuna veremahu muutus on sünkroonne südamelöögiga, saab seda meetodit kasutada südame löögisageduse arvutamiseks. Fotopletüsmograafiat on kahte peamist tüüpi, millest üks põhineb valguse läbilaskmisel ja teine peegeldumisel. Esimesel juhul lastakse valguskiir läbi inimese kehaosa (näiteks läbi sõrme või kõrvanibu) ning fotodetektor määrab tekkiva valguse intensiivsuse, mistõttu kiirgusallikas ja vastuvõtja asuvad üksteise vastas. Teisel juhul asuvad valgusallikas ja fotodetektor samal küljel ning peegeldunud signaal kannab infot impulsi kohta. Selle meetodi abil saab impulsi mõõta mis tahes inimese kehaosas. Mis tahes objektilt peegelduva või kehaosa kaudu edastatava valguse intensiivsuse mõõtmise meetodi puhul leitakse kõikumised vastavalt südamelöögist põhjustatud pulseerivale verevoolule.

Joonisel 2 on skemaatiliselt kujutatud andur inimese sõrmelt impulsssignaali vastuvõtmiseks. Objekti sõrme valgustamiseks kasutatakse IR LED-i. Sõltuvalt vere mahust sõrmes neeldub rohkem või vähem valgust, mistõttu peegelduva valguse intensiivsus muutub. Graafiline esitus signaali muutuste sõltuvusest ajas on fotopletüsmograafia signaal.

Fotopletüsmogrammil on mitu komponenti, see registreerib esimest, teist ja kolmandat järku laineid. Teist ja kolmandat järku lained on aeglased võnkumised (neid võib nimetada konstantseks komponendiks). Esimest järku lained on kiired kõikumised ja korreleeruvad impulsiga (seda võib nimetada muutuvaks komponendiks). Need peegeldavad veremahu liikumist mõõdetud punktis süstoli ja diastoli ajal ning neid saab kasutada pulsiinfo allikana. Selle signaali eraldamiseks on vaja tõhusaid võimendus- ja signaali konditsioneerimisahelaid.

elektriskeem

Nagu eespool mainitud, kasutatakse TCRT1000 IR-andurina - ettevõtte varjestatud optilist peegeldavat andurit, mis sisaldab IR LED-i ja fototransistori. Joonisel 3 on näidatud anduri juhtimiseks vajalike väliskomponentide ühendusskeem. Kõrgetasemeline sisend lubada lülitab sisse IR LED-i, st. aktiveerib anduri TCRT1000. Inimese sõrm sensori peal toimib reflektorina, fototransistor püüab kinni peegeldunud valguse.

Anduri väljundis ( V ANDUR) saame perioodiliselt füsioloogilist signaali, mis on seotud peegeldunud infrapunakiirguse intensiivsuse muutumisega sõrmes pulseeriva veremahu tõttu. Seega sünkroniseeritakse signaal südame löögisagedusega. Järgmine ahel (joonis 4) on IR-anduri signaali muundamise esimene etapp, mis surub maha piisavalt suured aeglased lained (DC) ja võimendab nõrku kiireid laineid (AC), mis kannavad teavet impulsi kohta.

Ülaltoodud diagrammil on näha, et IR-anduri signaal läbib esmalt passiivse kõrgpääsfiltri (HPF), et vabaneda alalisvoolukomponendist. Filtri piirsagedus ( fc) võrdub 0,7 Hz. Järgmisena läbib signaal operatiivvõimendil tehtud aktiivse madalpääsfiltri (LPF). Filtri võimendus on 101, piirsagedus on 2,34 Hz. See lahendus kõrvaldab soovimatu alalisvoolu signaali ja kõrgsagedusmüra, sealhulgas 50 Hz (60 Hz) vahelduvvoolu häired, ning võimendab soovitud signaali, mis kannab teavet impulsi kohta, 101 korda.

Sellele järgneb teine sarnane filtreerimisskeem (HPF, LPF) ja signaali võimendamine (joonis 5). Seega on koguvõimendus 101 × 101 = 10201. Selle tulemusena teisendavad filtreerimise ja võimenduse kaks etappi fotopletüsmograafia sisendsignaali TTL-impulssideks, mis on sünkroonsed südamelöögiga. Nende impulsside sagedus (f) on seotud südame löögisagedusega (BPM) järgmise valemiga:

Lööke minutis (BPM) = 60 × f

Esimese filtri ja võimendusahela väljundis olevat 5 kΩ potentsiomeetrit on vaja, et saavutada üldine suhe alla 10201. Teise filtri ja võimendusahela väljundis olev LED vilgub pulsisagedusel. Skeemi viimane sõlm on lihtne mitteinverteeriv puhver väljundtakistuse alandamiseks. See on oluline, kui signaali lugemiseks kasutatakse mikrokontrolleri ADC-d.

Kõik ahelas kasutatavad operatiivvõimendid on ühes nelja kanaliga mikroskeemis -. Võimenditel on madal energiatarve ja need jäävad tööle toitepingel vahemikus 1,8–6,0 V.

IR-anduri saab paigaldada plaadile või selle saab kaabli abil välja võtta (joonis 6). See annab kasutamisel paindlikkuse, kuna sel juhul saab selle kinnitada kahe sõrme vahele või peopesale.

Anduriplaadi toitepinge vahemik 3 - 5 V võimaldab seda kasutada koos mikrokontrollerite perekondadega, mille toitepinge on 3,3 V või 5 V.

Saidi materjalide kommenteerimiseks ja täieliku juurdepääsu saamiseks meie foorumile peate seda tegema Registreeri .

Omal ajal prooviti selliseid andureid valguses klipi alusel ehitada mobiilsetena. Nad proovisid, sest diplom tuli ja see ei sõltunud sellest. Põhimõtteliselt peaks peegeldusandur selleks piisavalt üles kerkima, et panna tagaküljele infrapunakiirguse reflektor.
Kõik see on tuimestuse all olevale patsiendile hea (ei liigu). Sellise skeemi puhul on võimatu vabaneda myioniveest (kontrollitud pikkade kliiniliste katsetega) - nad tõmbasid sõrme - nad said krokodilli. Fotoreageerimissignaali dünaamiline ulatus võib ületada 60 dB (amplituud võib isegi ühe inimese puhul langeda 1000 või enam korda, olenevalt tema hetkeseisundist. Näide: mõõda signaali amplituudi, hinga sügavalt sisse ja hoia hinge kinni. Amplituudi langus 10 - 100 korda on garanteeritud.) Kõik need skeemid on koolitasemel raadioamatöör. Tavalistes valedetektorites kehtivad samad põhimõtted, kuid signaalitöötlus on erinev.
See on elementaarne, Watson. Normaalse impulsi parameetrid on teada. Võimalikud kõrvalekalded pole samuti saladus ega uudis. Loome generaatori, mis simuleerib impulssi ja korrigeerime seda anduri näitude järgi.Ja kuna selline seade ilma protsessorita nagunii hakkama ei saa, saab generaatorit lihtsalt programmiliselt korrastada. Sel juhul ei ole sekkumine enam oluline. Programm ei analüüsi kogu müra, vaid püüab kinni ainult kasuliku signaali. No näiteks tõstab esile teatud piirkondade keskmise väärtuse, lõikab ära hetkelised suured häired kui uskumatud ja seetõttu ekslikud, üldiselt jälgib kasulikku signaali, võrdleb vaadeldavat dünaamikat virtuaalsega ja korrigeerib virtuaalse impulsi aja parameetreid. Isegi kui andur pole mõnel hetkel näpus, lükkab programm need mõõtmised kui uskumatud tagasi.
Pole kindel, kas operatiivvõimendile tehtud vooluahel (joonis 4) on aktiivne madalpääsfilter (LPF).
Artak_Barsegyan Miks sellised kahtlused? Negatiivse tagasiside ahelas on mahtuvus.
Ja miks ainult "proovis". Mul on kodus velotrenažöör ja sellel on selline klamber.

Kuupäev: 23.08.2017 Kell: 22:50 30962

Kui soovite oma üldist füsioloogilist võimekust paremini jälgida, peate hoolikalt jälgima oma pulsisagedust. Nagu praktika on näidanud, saab seda kõige paremini teha rindkere südame löögisageduse monitori abil. Meie ülevaates aitame teil valida parima rindkere pulsikella.

Rinnarihmades olevad pulsimõõturid tagavad järjekindlama ja täpsema pulsinäidu kui käekellad. Selle põhjuseks on suurem lugemissagedus ja väiksem kõikumine kehal. Kuid mitte kõik sportlased ei pea vöö mugavaks, veelgi enam, kui kasutaja ei oska. Eelkõige sobib see jooksjatele või jalgratturitele, kuid mitte jõusaalidesse. Mõned ujujad kasutavad rindkere pulsikella, kuigi on teateid, et see pigistab rinda ja tekitab ebamugavusi.

Tänapäeval sisaldavad paljud fitnessi käevõrud ja nutikellad optilist pulsiandurit. Selle asemel, et mõõta elektrilisi impulsse nagu vöö, kasutab see valgust, et lugeda läbi naha verevoolu impulsi. Kuigi need vidinad on mugavamad, pole optilised andurid nii täpsed ega ole alati parim valik. Need ei ole heaks kaaslaseks inimestele, kes osalevad kõrge intensiivsusega intervalltreeningutel ja muudel treeningutel, mis kogevad äkilisi südame löögisageduse muutusi.

Pulsivööd on kolm rühma: üks ühendub juhtmevabalt nutitelefoni või arvutiga ning teine kasutab kahe omavahel suhtleva anduri kombinatsiooni. Sel juhul kasutab see randmel olevat seadet – olgu selleks siis spordikell või fitnessrihm –, mis tagab juhtmevaba ühenduse rinnarihmaga. Kolmas rühm suudab ühenduda nii nutitelefonide kui ka arvutitega, samuti fitnessi käevõrude ja kelladega. Välisseadmetega suhtlemine toimub Bluetoothi või ANT + kanali abil.

Kasutades esimest rühmavööd, ei saa sportlane rindkere pulsikellaga töötades kohest tagasisidet, kuna sellel puudub ekraan. Kõik selle mälu andmed kantakse pärast treeningut nutitelefoni või arvutisse. Muidu tuleb telefon jooksma kaasa võtta.

Teise rühma vööga treenides on treeningu ajal võimalik jälgida pulssi ja muid andmeid otse kellaekraanilt.

Igal juhul on teie enda otsustada, millist tüüpi eelistate.

5 parimat rindkere südame löögisageduse monitori

Tänapäeval on turul palju pulsi täpseks jälgimiseks mõeldud vöömudeleid. Pakume ülevaadet rindkere pulsikelladest, mis annavad kõige täpsemaid pulsiandmeid võrreldes fitnessi käevõrude ja spordi nutikelladega.

Tickr X vöö sisaldab andurit, mis loeb jõutreeningu ajal kordusi ja salvestab täiustatud treeningunäitajaid, nagu keha vertikaalvõnkumine ja maapinnaga kokkupuuteaeg jooksmise ajal, samuti kiirus ja vahemaa. Rattaspordihuvilised saavad Wahoo Fitnessi rakendust kasutades kogeda sagedust.

See pulsikellaga rinnarihm jälgib usaldusväärselt teie pulssi treeningute ajal ning saadab andmed ANT+ ja Bluetoothi kaudu igasse teie käepärast olevasse seadmesse, olgu selleks siis Android/iOS-telefon või mõni fitness-jälgija. Tickr X-l on sisseehitatud mälu kuni 16 tundi teabega, mida saate hiljem rakenduses vaadata.

Seade annab kasutajale tagasisidet läbi kahe väikese vilkuva LED-tule, millest üks on punane, mis näitab, et pulsisagedus on tuvastatud, ja teine sinine, mis näitab, et Tickr X on ühendatud teise seadmega.

Teist tüüpi tagasiside on vibratsioon kasutaja teatud toimingute ajal. Näiteks kui jälgija on programmeeritud muusikapala käivitama või peatama, kui seda puudutate.

Fitness Tickr X ei positsioneeri end mitte ainult rinnarihmaga jooksva pulsikellana, vaid sobib üsna hästi ka fitnessihuvilistele. See pakub rohkem kui ükski teine rindkere südame löögisageduse monitor meie loendis, mistõttu andsime sellele selles loendis esikoha.

Töötage suure hulga rakendustega
Veekindel
Kasutajate tagasiside
Sellel on Bluetooth ja ANT+

Ühendatud seadmes (spordikell või treeningkäevõru) saab vaadata ainult pulsiandmeid – muid näitajaid saab vaadata ainult rakenduste abil
Ujumiseks sobimatu

Spetsiaalselt triatleetidele mõeldud Garmini rinnarihm koos väikese ja kerge jälgimisseadmega reguleerib mugavust nii vees kui ka maal. Seda rihma saavad kasutada mitte ainult ujujad, vaid ka sportlased jõusaalis traditsioonilise pulsikellana. Jälgija saadab seotud kellale reaalajas pulsiandmed, kasutades ANT+ juhtmevaba edastustehnoloogiat (Bluetooth LE asemel).

Ujudes salvestab pulsiandur kuni 20 tundi pulsiinfot ja seejärel basseinist lahkudes edastab selle ühendatud Garmini kellale. Selle põhjuseks on asjaolu, et ANT+ signaalid ei pääse läbi vee.

HRM Tri rindkere südame löögisageduse monitor ühildub järgmiste Garmini kelladega:

Lisaks tavalistele jooksupulsidele pakub HRM Tri liikumisdünaamikat, sealhulgas kadentsi, vertikaalset võnkumist ja maapinnaga kokkupuute aega (kasutades seda mudelitega Epix, Fenix 3 ja Forerunner 920 XT).

Tasuta Garmin Connecti võrgukogukonnaga saate salvestada oma andmeid, planeerida treeninguid ja jagada oma tulemusi teistega. Saate vaadata üksikasjalikke ujumismõõdikuid, sealhulgas südame löögisageduse graafikuid, ujumiskiirust, löögi tüüpi, kaardistamist ja palju muud. Ja jälgige ka aktiivsuse statistikat: igapäevaseid samme, vahemaad ja põletatud kaloreid.

Garmin HRM Tri on suurepärane rindkere pulsikell ujumiseks, treenimiseks, jooksmiseks ja rattasõiduks, millel on vastupidav ehitus ja täpsed näidud.

Veekindlus	5 pangaautomaati (50 m)
Aku	eluiga 10 kuud (kolm treeningut 1 tund päevas)
Hind	$129,99

Vastupidav konstruktsioon
Sobib ujumiseks
Töötab Garmini kelladega

Kallis
Ainult ANT+ (Bluetooth LE puudub)

Ilus ja väike Suunto Smart Belt rinnarihm sobib Bluetooth 4 Smart LE abil suurepäraselt Suunto AMBIT3 spordikellaga.

Selle rindkere pulsikella põhiomadus on see, et see ei näita ekraani puudumise tõttu reaalajas infot, vaid kirjutab kõik andmed mällu. Rihmal oleva pulsianduri saate sisse lülitada rakenduse abil, mis on saadaval nutitelefoni või Suunto AMBIT3 nutikella kaudu. Siis saab minna treenima: joosta, ujuda, fitnessi teha. Täpsed andmed südame löögisageduse ja põletatud kalorite kohta edastatakse MOVESCOUNT tarkvara logimiseks ja järgnevaks analüüsiks. Samuti peate seadme tarkvara kaudu välja lülitama.

Kuna pulsikell on Bluetooth-tehnoloogiaga, töötab see ka paljude teiste iOS-i ja Android-i treeningrakendustega.

Suunto Smart Belt on väikseim Bluetooth Smartiga ühilduv pulsiandur turul, mis mõõdab teie pulssi suurema mugavuse ja täpsusega.

Kompaktne mugav istuvus
Annab täpsed andmed
Veekindel
Ühildub nii iOS kui Androidiga
Töötab nutitelefonis oleva kaasrakendusega

Kaotab aja jooksul elastsuse, mille tulemuseks on halb kokkupuude nahaga ja sellest tulenevalt ebatäpsed andmed
Halvasti disainitud ja ebamugav MOVESCOUNT rakendus

Polar H10 rinnarihma pulsikellal on sisseehitatud mälu, mis võimaldab salvestada ühe treeningu kuni 65 tundi enne telefoniga sünkroonimist. Andur lülitatakse sisse nutitelefonis oleva rakenduse abil ning seejärel saab treeningu lõpus vaadata oma pulsiandmeid.

Ekraani puudumine rihmaseadmel ei võimalda reaalajas tagasisidet. Seetõttu saate seda kasutada koos ühilduvate Polari treeningvarustuse varustusega, samuti Polari nutikellade ja rattakompuutritega. H10 paarib Bluetoothi kaudu enamiku moodsate nutitelefonidega (iOS, iPhone ja Android) ning töötab koos treeningrakendustega.

Polar H10 ei jälgi und, aktiivsust ega samme, kuid Polari spordikellaga sidudes parandab see oluliselt teie jõudlust. Ja V800-ga saate ujumise ajal pulsiandmeid saada.

Ettevõte on tuntud oma toodete hea jõudluse poolest, seega on Polari südame löögisageduse monitoril suurepärane maine töökindluse ja täpsuse poolest ning meie reitingus auväärne koht.

Veekindlus	3 pangaautomaati (30 m)
Aku	vahetatav (CR2025), 400 tundi
Hind	$89

Mugav kanda
Täpsed südame löögisageduse näidud
Hea aku tööiga
Veekindel
Töötab kolmanda osapoole rakendustega
Ei vaja nutitelefoni
Saadab pulsiandmed GoPro Hero 4 ja 5 tegevuskaameratele

Tasulised jagatud funktsioonid omarakenduses
Kõrge hind

Rinnarihmal MZ-3 on ainulaadne lähenemine pulsiandmete kasutamisele. See kasutab pulssi, et premeerida kasutajat nende individuaalse pingutuse taseme alusel. Põhimõtteliselt saate punkte erinevate pulsivahemike tabamise alusel. Punktide arv suureneb teie intensiivsusega.

Rakenduses on konkurentide statistika, kus saad oma punkte sõprade ja tuttavatega võrrelda. Seda mängulist lähenemist saab rakendada iga treeningu puhul, olenemata sellest, kas olete sõudja, jooksja või jalgrattur.

Jälgija lülitub sisse, kui tuvastab kokkupuute nahaga. Aku tühjenemisega probleeme ei teki, kui unustate pulsikella nutitelefoni rakenduse kaudu välja lülitada, nagu ka teistel rinnarihmadel. Kuid on oht käivitada pulsikell, hoides seda lihtsalt peopesas. Sellisel juhul annab seade sisse- ja väljalülitamisel kasutaja teavitamiseks iseloomuliku helisignaali.

Kuna MZ-3 jälgib teie südame löögisagedust, mitte teie liigutusi või samme, saab seda kasutada peaaegu igal spordialal – isegi ujumisel, kuna see on kuni 5 ATM-i veekindel. MZ-3 on ANT+ toega, võimaldades sellel töötada kolmandate osapoolte rakendustega, nagu Strava või MapMyFitness, võimaldades neil jooksmise või rattasõidu ajal voogesitada pulsiandmeid ja GPS-i juhiseid. Samuti on olemas MyZone MZ-50 spordikell, mille saab rihmaga siduda, et treeningute ajal reaalajas statistikat saada.

Kui otsite nii motivatsiooni kui ka täpset näitajat selle kohta, kui palju pingutate, soovitame MyZone MZ-3. Pingutusi premeeritakse. See muudab MyZone MZ-3 kindla valiku kõigile, alustajatest kuni professionaalideni.

Veekindlus	5 pangaautomaati (50 m)
Aku	Seitse kuud
Hind	$130

MyZone platvormi konkurentsielement motiveerib ja stimuleerib
Täpsed südame löögisageduse näidud
Multisport mitmekülgsus
Pikk aku tööiga

Alati pole selge, et jälgija on sisse lülitatud
Võib libiseda ujumise ja intensiivsete treeningute ajal
Omarakendus vajab lisafunktsioone
Kõrge hind

Enamik pulsikellasid kasutavad laetavaid akusid. Mõned kasutavad aga kellapatarei mõõtu patareisid, mis tuleb vahel välja vahetada.
Mitte kõik pulsikellad pole veekindlad. Kui soovite ujuda rinnarihmaga, valige see, mis on mõeldud vees toimuvateks tegevusteks.
Monitori ekraani ja pulsiandurite puhastamiseks pühkige neid õrnalt pehme lapiga. Tugevatest plekkidest vabanemiseks niisutage lappi esmalt kergelt.
Kasutage rihmade puhastamiseks sooja seebivat vett. Kuivatage õhu käes päikese käes.

Tunnuste võrdlustabel

Kasutage tabeli allosas horisontaalset kerimist


Aku	Vahetatav CR2032 patarei	Vahetatav CR2032 patarei	Vahetatav CR2025 patarei	Vahetatav CR2032 patarei	USB, liitiumaku
Aku kestvus	Kuni 12 kuud	10 kuud (kolm treeningut 1 tund päevas)	Kuni 500 tundi	kuni 400 h	7 kuud aku eluiga ühe laadimisega
Veekindlus	IPX7 (veekindel kuni 10 ATM)	5 pangaautomaati (50 m)	3 pangaautomaati (30 m)	3 pangaautomaati (30 m)
Andur		Pulsiandur, kiirendusmõõtur	Südame löögisageduse andur	Südame löögisageduse andur	Südame löögisageduse andur
Ühendus	Bluetooth 4.0 ja ANT+ (kahesageduslik tehnoloogia)	ANT+	Bluetooth	Bluetooth (toetab samaaegseid ühendusi)	Bluetooth, ANT+
Sisemälu		Jah	Jah. Kuni 3 tundi treeninguandmeid	Jah	Jah. Kuni 16 tundi treeninguandmeid
Südamerütm	Jah	Jah	Jah	Jah	Jah
südame löögisageduse varieeruvus	Mitte	Jah	Mitte	Mitte	Mitte
Jälgimine	Kalorid, vertikaalne võnkumine ja maapinnaga kokkupuute aeg	Kadents, sammu pikkus, maapinnaga kokkupuute aeg, maapinnaga kokkupuute aja tasakaal, vertikaalne võnkumine ja vertikaalsuhe	Reaalajas südame löögisageduse ja põletatud kalorite andmed	Jälgib südame löögisagedust mitme sihttsooniga, samuti põletatud kaloreid, astutud samme ja vahemaad	Jälgib pulssi, kaloreid ja aega
Ujumise statistika	Südamelöögid	Südamelöögid	Südamerütm	Edastab ujumise ajal pulsiteabe seadmetele, mis toetavad 5 kHz ülekannet	Mitte
Iseärasused	Töötab selliste rakendustega nagu RunFit 7-minutiline treening ja palju muud Jälgib rattasõidu ajal sagedust, kui see on seotud rakendusega Wahoo Fitness	Spetsiaalselt loodud triatleetidele		Sisejõusaali ühilduvus GoPro ühendamine Võimaldab teil valida oma lemmiktegevuse enam kui 100 spordiprofiili hulgast ja saada treeningu ajal reaalajas hääljuhiseid	Reaalajas andmete kuvamine mobiilirakenduse, kella või jõusaaliseadmete kaudu Veebiajakiri eesmärkide seadmise, biomeetria, ülesannete, oleku ja suhtluskanalitega

Pidage meeles: kui teil on oma tervise või vormisoleku pärast muret, pidage nõu oma arstiga. Ja harjutuste ja eesmärkide väljatöötamisel on alati hea nõu pidada personaaltreeneriga. Hoolitse enda eest.

Pulss on veresoonte seinte rütmiline võnkumine, mis tekib südame kokkutõmmete ajal. Pulsi mõõtmine on südame-veresoonkonna haiguste diagnoosimisel väga oluline. Oluline on jälgida pulsisageduse muutusi, et vältida organismi ülekoormamist, eriti sportimise ajal. Pulsi üks arusaadavaid parameetreid on pulsisagedus. Mõõdetud löökides minutis.

Kaaluge südame löögisageduse mõõtmiseks saadaolevat andurit – pulsiandurit (joonis 1).

Joonis 1. Südame löögisageduse andur

See on fotopletüsmograafia meetodil põhinev analoogandur – veremahu optilise tiheduse muutus mõõtmispiirkonnas (näiteks sõrm või kõrvanibu), mis on tingitud veresoonte verevoolu muutustest sõltuvalt südame tsükli faas. Andur sisaldab valguskiirguse allikat (roheline LED) ja fotodetektorit (joonis 2), mille pinge varieerub sõltuvalt vere mahust südame pulsatsioonide ajal. See graafik (fotopletüsmogramm või PPG-diagramm) on joonisel fig. 3.

Joonis 2.

Joonis 3. Fotopletüsmogramm

Impulssiandur võimendab analoogsignaali ja normaliseerib selle anduri toitepinge keskmise väärtuse (V / 2) suhtes. Pulsiandur reageerib valguse intensiivsuse suhtelistele muutustele. Kui andurile langeva valguse hulk jääb konstantseks, jääb signaali väärtus ADC vahemiku keskkoha lähedale. Kui registreeritakse suurem uuringu intensiivsus, siis signaalikõver tõuseb, kui intensiivsus on väiksem, siis vastupidi, kõver langeb.

Joonis 4. Pulsilöögi registreerimine

Pulsisageduse mõõtmiseks kasutame oma pulsiandurit, fikseerides graafiku punktide vahelise tühimiku, kui signaali väärtus on 50% laine amplituudist impulsi alguse hetkel.

Anduri tehnilised andmed

Toitepinge - 5 V;
Tarbimisvool - 4 mA;

Arduinoga ühendamine

Anduril on kolm väljundit:

VCC - 5V;
GND - maandus;
S - analoogväljund.

Pulsianduri ühendamiseks Arudino plaadiga tuleb ühendada anduri S pin Arduino analoogsisendiga (joonis 5).

Joonis 5. Südame löögisageduse anduri ühendamine Arduino plaadiga

Kasutusnäide

Vaatleme näidet pulsisageduse väärtuse määramisest ja südametsükli andmete visualiseerimisest. Vajame järgmisi üksikasju:

arduino uno plaat
pulsi andur

Esiteks ühendage südame löögisageduse andur Arduino plaadiga, nagu on näidatud joonisel fig. 6. Laadige Arduino tahvlile eskiis nimekirjast 1. Selles visandis kasutame iarduino_SensorPulse teeki.

Nimekiri 1 //3d-diy.ru // raamatukogu ühendus #include // objekti loomine // ühenduse loomine viiguga A0 iarduino_SensorPulse Pulse(A0); void setup() ( // jadapordi käivitamine Serial.begin(9600); // impulsianduri käivitamine Pulse.begin(); ) void loop() ( // kui andur on ühendatud sõrmega if(Pulse. check(ISP_VALID)= =ISP_CONNECTED)( // printida analoogsignaal Serial.print(Pulse.check(ISP_ANALOG)); Serial.print(" "); // printida impulsi väärtus Serial.print(Pulse.check(ISP_PULSE) )); Serial.println( ); ) else Serial.println("viga"); ) Väljundandmed Arduino jadapordi monitorile (joonis 6).

Joonis 6. Analoogväärtuse ja pulsiandmete väljastamine jadapordi monitorile.

Fotopletüsmogrammi graafiku saamiseks arvutiekraanil kasutame Arduino arendajatele tuttavat programmeerimiskeskkonda Processing, mis sarnaneb Arduino IDE-ga. Laadige eskiis (PulseSensorAmped_Arduino_1dot1.zip) Arduino tahvlile ja laadige eskiis (PulseSensorAmpd_Processing_1dot1.zip) arvutisse üles töötlemise alt. Arduino plaadilt jadaporti edastatud andmed saame töötlemisel vastu ja koostame graafiku (joonis 7).

Joonis 7. Andmete visualiseerimine töötlemisel.

Teine visualiseerimisvõimalus (Maci arvutite jaoks) on impulssiandur. Samuti võtab see vastu Arduino jadaporti tulevaid andmeid (laadige alla PulseSensorAmped_Arduino_1dot1.zip visand) ja kuvab graafiku, signaali taseme ja impulsi väärtuse (joonis 8).

Joonis 8. Pulsianduri andmete visualiseerimine programmis Pulse Sensor.

Korduma kippuvad küsimused KKK

1. Pulsianduri roheline LED ei põle

Kontrollige, kas südame löögisageduse andur on õigesti ühendatud.

2. Impulsianduri "hüppamise" väljundväärtused

Pideva (muutumatu) ümbritseva valguse loomiseks mähkige andur ühelt poolt musta teibiga.

3. Ilmselgelt valed pulsianduri näidud

Paigaldage pulsiandur õigesti – padja keskosa ja sõrme painde vahele.

Sellest artiklist saate teada mõned üksikasjad, millele peate fotopletüsmograafi andurite kavandamisel tähelepanu pöörama.

Sissejuhatus

Eelmises artiklis tutvusite disainiga. Täna jagan mõningaid arendusi, millest võib kasu olla pletüsmograafi elemendibaasi valikul ja selle elektriskeemi arendamisel. Need aitavad parandada kasuliku signaali kvaliteeti, mida mõjutavad peamiselt järgmised tegurid:

artefaktide puudumine;
väljendunud pulsilaine olemasolu registreerimispunktis;
sensoorse elemendi disain.

Artefakt - lainekuju muutus, mis ei ole seotud kasuliku komponendiga, spektriliselt ja amplituudiga sarnane.

Artefaktide allikaid on mitu:

inimese liikumine fotopletüsmograafi, suhtelise valgusallika, loomuliku või tehisliku abil, näiteks spordi ajal päikese eest varju liigutamine;
valgusallika liikumine inimese suhtes või selle allika heleduse muutus. Näiteks värelevad luminofoorlambid;
kehaosade impulssiga mitteseotud liigutused, mis põhjustavad fotopletüsmograafi või kehapunktide liigutusi tundliku elemendi paigaldamise kohas. Näiteks sõrmede liigutamisel tekkivad küünarvarre luude liigutused, kõne ja miimikaga seotud pealuude liigutused.

Lisaks artefaktidele sõltub pulsi mõõtmise kvaliteet pulsilaine raskusastmest. Samal inimesel võib pulss olla väga hea ja väga halb. Näiteks jälgisin südame löögisageduse muutust mitu korda kolmetunnise arvutipõhise psühhofüsioloogilise testimise käigus. Pulsogramm mõõdeti kõrvapulgast. Sel juhul signaal aja jooksul halvenes. See võib juhtuda üsna kiiresti – poole tunniga ja on arvatavasti tingitud sellest, et kõrvaklamber halvendab verevoolu, aga ka uuritava sunnitud liikumatusest.

Sarnast olukorda täheldatakse ka pulsi mõõtmisel sõrme falangist. Toatemperatuuri muutus või inimese kehahoiaku kerge muutus ja sellest tulenev registreerimispunkti nihkumine väikese vahemaa võrra võib viia signaali taseme languseni või selle täieliku kadumiseni.

Templist pulsi mõõtmisel süveneb signaalide puudumise probleem. Templi pindala on suurem kui sõrme pindala, raskem on leida kohta, kus pulss on paremini väljendatud, ja kasutaja paneb anduri valesti.

Mitme kanaliga sensorelemendid

Kirjeldatud probleemi lahendamiseks saab rakendada tehnoloogias levinud põhimõtet - dubleerimist, mis antud juhul eeldab mitme tundliku elemendiga anduri kasutamist. Skemaatiline diagramm, mis sellist ideed rakendab, on näidatud järgmisel joonisel.

Näen ette lugejate skeptilisi mõtteid paralleelselt ühendatud LED-ide kohta. Palun ärge otsustage rangelt, kuna tegemist on prototüübiga, mida poleks tohtinud pikka aega kasutada.

Valgusdioodid ja fototransistorid on trükkplaadil paarikaupa paigutatud. Tahvli suurus on valitud nii, et see kataks kogu templi ala, see võimaldab paigutada signaali võimendamise ja filtreerimise ahela samasse kohta. Tahvel võib sisaldada auke lindile kinnitamiseks. Üheksa tundliku elemendiga anduri välimus on näidatud järgmisel joonisel.

Sarnast lahendust saab kasutada ka sõrme või randme pulsi mõõtmiseks. Allpool on diagramm andurist, mis koosneb neljast fototransistorist ja ühest LED-ist.

Fototransistori emittereid ei tohi ühendada ja siis mõõdetakse neist igaühe signaale iseseisvalt, sel juhul on vaja spetsiaalset mitmekanalilist mõõteseadet. Mitme kanaliga täitmine võib olla kasulik ka artefaktide eemaldamiseks. Kui artefakt esineb ainult ühe fotoelemendi piirkonnas, on see fikseeritud ja seda ei võeta mõõtmise üldpildis arvesse. Sellise skeemi kasutamine ei ole aga alati mugav, kuna see toob kaasa mõõtmete suurenemise. Hoopis teine asi on, kui ühendate valgustundlikud elemendid paralleelselt. Sel juhul on vaja ainult ühte mõõtekanalit. Järgmisel joonisel on kujutatud sellise anduri prototüüpi. See töötab "peegelduse" skeemi järgi. LED asub keskel ja fototransistorid on servades. Anduriga saab registreerida pulsogrammi sõrme või randme falangist. Trükkplaat on ühendatud nii, et oleks võimalik ühendada fototransistore mitme- või ühekanalilise versioonina.

Ühendamine

Fotoelementide paremaks fikseerimiseks võib trükkplaadi pinna täita seguga. Valamiseks tehakse spetsiaalne vorm, mida näete ka joonisel. Et ühend ei kleepuks hallituse külge, on parem teha see fluoroplastist. Kui vorm on valmistatud muust materjalist, näiteks metallist, tuleks seda enne segu valamist spetsiaalse seguga määrida. Kui sellist koostist pole, sobib tavaline vaseliin. Ettevaatlik tuleks olla ka ühendi valikul, kuna valesti valitud koostis võib kõvenemise ajal elemente deformeerida.

Lisaks fikseerimisele toimib ühend valgusfiltrina. Selleks sobivad värvainetega epoksüvaigud. Näiteks võib kasutada SPbGTI toodetud ühendit Epoxycon.

Ühendite alternatiiviks võivad olla tahked filtrid. Need on trükkplaadiga tihedalt külgnevad ning LED-ide ja fototransistoride jaoks tehakse sooned lõikuri või laseriga. Järgmisel joonisel on kujutatud andurit, mille elemendid on kaetud freesplaadiga.

Valgusfiltri olemasolu võimaldab minimeerida väliste valgusallikate tekitatud artefakte. Järgmisel pildil on näha optilised ühendid enne ja pärast kõvenemist.

Fototransistoride ja LED-ide valiku omadused

Pulsilaine registreerimiseks kasutatakse valgustundlikke elemente - fotodioode või fototransistore. See artikkel käsitleb ainult fototransistore. Sest sel suunal tööle asudes oli mul juba mitukümmend erinevat transistorandurit (klambrid, pesulõksud ja näpuotsad), samuti väljakujunenud skeemilahendused. Dioodide kasutamine pole halvem ja seda kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, näiteks tavalistes Nellcori standardi meditsiinilistes andurites.

Fototransistoride ja LED-ide valimisel peaksite kõigepealt pöörama tähelepanu järgmistele omadustele:

lainepikkus (maksimaalne spektraalkarakteristik) [nm];
LED-ide poolheleduse nurk ja fototransistoride kattenurk [°];
valgusdioodide kiirgusintensiivsus [mW/sr] ja fototransistoride tundlikkus [mA/(mW/cm2)];
fototransistori ja LED-i nimivool [mA];
fototransistori tume vool [mA];
korpusesse sisseehitatud läätsede ja valgusfiltrite olemasolu.

Pulsi mõõtmiseks sobivad kõige paremini lainepikkused, mida veri neelab kõige paremini. Need on lainepikkused, mis vastavad 530 nm rohelisele. Kasutatakse ka punaseid ja infrapunaribasid. Soovitan soojalt koos pulsi mõõtmise meetodite klassifikatsiooniga, samas kohas saate teada hemoglobiini neeldumisspektri.

Fotosilmade valimisel peaksite pöörama tähelepanu läätsede ja filtrite olemasolule, mis võimaldavad teil saavutada soovitud poolheleduse nurga ja katvuse ning olla seetõttu vähem tundlikud muudest allikatest pärineva kiirguse suhtes. Sisseehitatud filtrid võimaldavad töötada ainult valitud spektrivahemikus. Kui valida suure poolheleduse nurgaga LED ja suure kattenurgaga fototransistor, siis valgus läbib nahapinda. See toob kaasa mõõtepiirkonna halvenemise ja impulsslaine poolt moduleeritud valgusvoog praktiliselt ei mõjuta mõõteahela väljundsignaali. Seda olukorda illustreerib järgmine joonis.

Nurk a2 on vastuvõetav, kuid nurk a1 on liiga suur, et kasutada selle nurgaga LED-i impulsside mõõtmise seadmes. See näide viitab impulsi "peegeldusel" mõõtmise juhtumile. Suure poolheleduse nurgaga LED-i valimine läbilaskvates seadmetes toob kaasa suurema kiirgusvõimsuse, mis möödub fotodetektorist. See on ebasoovitav, eriti mobiilseadmetes.

Samuti peaksite pöörama tähelepanu LED-kiirguse intensiivsusele, mõõdetuna millivattides steradiaani kohta [mW/sr]. LED-ide dokumentides on see tavaliselt näidatud voolude 20, 100 ja 1000 mA juures. Energia säästmiseks on parem valida sama voolutarbimise korral LED-id, millel on see omadus suurem. Peaksite tähelepanu pöörama fototransistori fotoelektrilise voolu väärtusele, mida suurem on selle väärtus, seda parem. Kaks viimast funktsiooni on omavahel seotud. Selle tulemusena peaks minimaalne eeldatav signaalitase olema vähemalt mitu korda kõrgem kui mõõteseadme eeldatav müratase.

LED-e ja fototransistore müüakse sageli paarikaupa, mis sobivad üksteisega struktuurilt ja spektriliselt. Tabelis on näidatud mitme LED-paari ja fototransistoride omadused. 2. ja 3. ridade paarid ei sobi suure nurga ja väikese väljundvõimsuse tõttu pulsikellades kasutamiseks. Sobivad paarid 1, 4 ja 5, kusjuures esimene paar on parim. Seda on testid kinnitanud. Kui muud asjad olid võrdsed, saadi parim pulsogrammi signaal esimese paari kasutamisel. Tuleb märkida, et kui LED-i ja fototransistori vahele asetada läbipaistmatu barjäär, siis kiirgusnurk ja tundlikkus ei mõjuta nii palju impulsi mõõtmise kvaliteeti.