Paso 2: Circuito PPG
Un photoplethysmogram (PPG) es una medida del volumen de sangre por la luz. Midiendo cuanta luz pasa a través, por ejemplo, un dedo, usted puede obtener una medida relativa de la cantidad de sangre fue en el dedo. El más hay, menos luz recibe a través de la sangre. Por el volumen de sangre de seguimiento en el tiempo, se puede calcular la frecuencia cardiaca del usuario.
El circuito para el PPG consta de tres bloques principales. Ésos son el circuito del controlador de LED, el fotosensor circuito y el circuito de acondicionamiento de señal.
Componentes compartidos:
1. clip de dedo PPG
2. protoboard
3. resistencias y condensadores
4. el alambre
5. baterías
6. regulador LM7805
Tenga en cuenta que el LED y el fotosensor mencionado se construyen en el clip de dedo PPG. Este clip es muy útil y facilita las medidas, pero uno también podría hacer su propio con discreto LED y fotosensores.
Circuito del conductor del LED:
Componentes:
1. LTC1043CN cambiado el bloque condensador
2. 2N3904 BJT
Este circuito es responsable de conducir el LED, pulsar en 2 kHz y 50% ciclo de trabajo. El bloque de edificio de condensador conmutado se encarga de generar la señal pulsante, que se utiliza para conducir el BJT que se tira hacia abajo de una corriente a través del LED. Las resistencias son limitadores de corriente y crucial a la operación. Sin ellos se fundirá el BJT o el LED. La frecuencia de la señal se encuentra por un condensador externo. Encontramos que 2,2 nF funciona bien, pero puede que tenga que modificar ese número para llegar apenas a la derecha. Es importante que esta señal cerca de 2 kHz que vamos a utilizar este reloj más adelante para definir el corte de un filtro
Fotosensor de circuito:
Componentes:
1. LT1056 op-amp
Cuando con la luz, el fotosensor actúa como una fuente de corriente. El op-amp se configura como un amplificador de transimpedancia limitado ancho de banda, proporcionando un voltaje a los circuitos de acondicionamiento de señal. Cuando hay diferentes cantidades del volumen de sangre en el dedo el fotosensor detecta diferentes cantidades de luz, proporcionando una señal cambiante en sincronía con pulsaciones de sangre.
Circuito de acondicionamiento de señal:
Componentes:
1. LTC1043 Elemento de condensador conmutado
2. LT1167CN8 amplificador de instrumentación
3. LT1112 Dual Op-Amp
4. LTC1064 8 º orden Butterworth filtro de paso bajo
La primera etapa de los circuitos de acondicionamiento de señal es el amplificador de instrumentación de muestreo y retención. Durante cada ciclo de reloj, el bloque de edificio de condensador conmutado cambiará su salida a cada una de las entradas del amplificador de instrumentación. Esas entradas tienen condensadores pequeños con el fin de sostener su valor hasta que se actualizarán el próximo ciclo de reloj. Durante la parte ON el ciclo de reloj, el LTC1043CN empujará la señal del fotosensor a una salida, y durante la parte de apagado del ciclo del reloj presionarán el valor a la otra entrada. Esto proporciona un valor base de la luz ambiental para el amplificador de instrumentación comparar el valor de luz LED, mejorar la SNR. Es importante que los carriles de alimentación del amplificador de instrumentación debidamente desconectados. Un montón de ruido de 2 kHz puede entrar en él desde el generador de reloj de LTC1043, que sería amplificado por esta etapa si no se desemparejan correctamente.
La siguiente etapa de los circuitos de acondicionamiento de señal es un filtro de paso alto con un corte de .1Hz en uno de lo op-amp de la LT1112. Esto actúa como un bloqueador de DC, facilitando el trabajo con en el resto de la ruta de señal de la señal.
La etapa después de que es un 8 Orden Butterworth filtro de paso bajo con una frecuencia de corte de 20Hz. Esta etapa con eliminar la oscilación de 2 kHz de la señal de la modulación de LED. PIN 10 de la LTC1064 se establece en el riel negativo, que la frecuencia de corte del filtro se establece en 1/100 de su frecuencia de reloj. Por esta razón es importante ajustar correctamente la frecuencia de reloj antes, así que el filtro tendría el corte adecuado.
La etapa final es un simple paso bajo filtro de Sallen-Key en la segunda op-amp de la LT1112. Con una frecuencia de corte de 100 Hz, se deshace de la pequeña cantidad de ruido del reloj que viene de la LTC1064 sí mismo. A la salida de este filtro tendrás una señal muy limpia y clara que usted puede medir el ritmo cardíaco.
Las pruebas iniciales de este circuito se hizo con + - 7.5V carriles (el máximo que puede manejar el LTC1043), pero para la operación con el pin analógico Arduino tuvimos que cambiar a rails de 5V. El circuito sigue funcionando bien en este poder.
