Ponieważ przetwarzanie sygnałów biologicznych na postać nadającą się do dalszej obróbki cyfrowej nie jest tylko moim hobby ale jest to też zajęcie zawodowe, to postanowiłem sprawdzić jak faktycznie pracuje czujnik pulsu, który każdy może nabyć bez najmniejszych problemów w różnych sklepach internetowych. Czujnik taki dostałem do testu z firmy
https://kamami.pl/ . Czujnik ten jest wynikiem projektu, z którym można się zapoznać tutaj
https://pulsesensor.com/ .
Od razu ostrzegam aby każdą próbę dotykania tego czujnika (co jest przecież nieuniknione) poprzedzić rozładowaniem ładunku ESD ze swojego ciała, a szczególnie do czasu gdy nie odizolujemy elektroniki tego czujnika od bezpośredniego kontaktu z ciałem (z palcami). Aby to zrobić najlepiej jest postąpić tak jak jest to opisane w instrukcji, którą można pobrać z tego miejsca
viewtopic.php?f=81&t=1145#p7907Ja niestety pierwszy czujnik uszkodziłem i być może powodem był ładunek ESD – jak widać mimo wiedzy, że nie powinno się dotykać bezpośrednio palcami elektroniki robiłem to, na moje usprawiedliwienie mogę jedynie dodać, że otrzymałem czujnik „goły” bez dodatkowych akcesoriów takich jak na poniższym obrazku, które to skutecznie odizolowałyby wrażliwe miejsca od dotykania bezpośrednio palcami.
rys1.jpg
W skrócie opiszę na podstawie instrukcji projektu jak zabezpieczyć czujnik i przygotować go do dalszych testów:
- W pierwszej kolejności należy nakleić przezroczystą okrągłą samoprzylepną naklejkę tak jak to widać na poniższym obrazku:
rys2.jpg
- Następnie stronę odwrotną zalać klejem glumatik i szybko obrócić i docisnąć do taśmy (np. takiej jaką pokrywa się stolik drukarki 3D), tak aby uzyskać równomierne pokrycie klejem wszystkich elementów i aby później łatwo się oderwało od tej taśmy
rys3a.jpg
rys3b.jpg
- Zabezpieczyć również przewody odchodzące od czujnika klejem glumatik, a nadmiar kleju i naklejki obciąć do wymiarów czujnika
rys4.jpg
- Według dokładnie tego przepisu postąpiłem i poniżej efekt jaki uzyskałem:
rys5a.JPG
rys5b.JPG
Wiedza teoretyczna oraz przykłady realizacji z jakimi warto się zapoznać jest obszernie opisywana w literaturze i w innych mediach elektronicznych – nie będę tu przepisywał internetu czy opisywał teorii na bazie własnych doświadczeń, bo nie jest to celem tego opracowania. Podam po prostu kilka przykładowych odnośników, resztę można sobie wyszukać samemu:
- Ocena stanu naczyń krwionośnych na podstawie badania krążenia obwodowego
- http://journals.bg.agh.edu.pl/ELEKTROTECHNIKA/28-1-2/elektro04.pdf
- http://www.ti.com/lit/an/slaa274b/slaa274b.pdf
- https://pulsesensor.com/pages/pulse-sensor-amped-arduino-v1dot1
- http://thorax.bmj.com/content/54/5/452.full
- http://www.njr.com/products/press2013/NJL5501R.html
Środowisko do testów:
- Arduino Uno – w moim przypadku jest to lego kompatybilny moduł STEMTera
- Oscyloskop Keysight DSOX1102G
- IDE Arduino
- Laptop
Potrzebne oprogramowanie:
- IDE Arduino ( w moim przypadku wersja 1.83)
- Źródła projektu https://github.com/WorldFamousElectroni ... ed_Arduino które należy ściągnąć
- Oprogramowanie do nagrywania i robienia zrzutów ekranowych (w moim przypadku jest to licencjonowane Action!)
Wszystko zostało przygotowane i podłączone tak jak jest to opisane w instrukcji oraz na stronie projektu
https://pulsesensor.com/pages/code-and-guide:
- Najpierw oczywiście wgrałem oprogramowanie korzystając z środowiska Arduino do posiadanej płytki kompatybilnej z Arduino Uno
arduino_1.JPG
- • Następnie podłączyłem czujnik zwracając uwagę na poprawność połączeń, dodatkowo podłączyłem oscyloskop do wyjścia czujnika, a czujnik założyłem na palec
rys6.JPG
rys7.JPG
rys8.JPG
- w IDE Arduino uruchomiłem ploter, na którym widać również przebieg pulsu jak na oscyloskopie
arduino_3.JPG
Jak widać przy odpowiednim przygotowaniu czujnika wszystko bardzo ładnie działa, czyli podstawowa przydatność czujnika pulsu została potwierdzona.
Teraz parę uwag dotyczących wpływu zasilania na uzyskiwany przebieg na ekranie oscyloskopu czy ploterze Arduino. Na dwóch kolejnych zrzutach ekranowych widać różnice w sygnale pulsu, wynikającą z tego że w przypadku mocniej zakłóconego przebiegu Arduino i tym samym układ czujnika było zasilane z komputera podłączonego do sieci 230V, w przypadku mniej zakłóconego przebiegu komputer pracował na zasilaniu z akumulatorów.
scope_13.png
scope_17.png
Oczywiście pomijając ale nie lekceważąc kwestię bezpieczeństwa zdecydowanie korzystniej jest zasilać całość z baterii lub wyposażyć układ w filtr analogowy lub cyfrowy zakłóceń 50/60Hz sieci zasilającej. Oczywiście chcąc zasilać całość z sieci 230V należy zapewnić odpowiednią izolację czujnika, tak aby spełniała ona wymagania normy EN60601-1. A ponieważ wymagałoby to zasilania komputera z zasilacza „medycznego”, to w warunkach hobbystycznych należy po prostu zasilać nasze Arduino (z podłączonym czujnikiem) z baterii.
Poniżej krótkie filmiki z działającego układu:
https://youtu.be/jekcp0EalIgTest czujnika pulsu, przebieg na ekranie oscyloskopu
https://youtu.be/SraOVHZvLwETest czujnika pulsu, przebieg na ploterze Arduino
Podsumowanie:
- Czujnik spełnia swoje zadanie – bardzo ładnie i szybko uzyskuje się przewidziane efekty w postaci sygnału pulsu, duże pole do dalszych prac chociażby dołożenie ekranu graficznego i wyświetlanie na nim fali pulsu i częstości pulsu.
- Uważać należy na ładunki ESD – to gwarantuje brak uszkodzeń i dobrą zabawę.
- W przypadku podłączania czujnika do ciała zasilanie tylko z baterii.
- Czujnik przekazany do testów miał zbyt krótkie przewody ok 20cm minimum to 50 cm.
- Przewody powinny być bardziej elastyczne.
- W komplecie z czujnikiem powinny być dołączone naklejki przezroczyste i pasek rzepa do umocowania na palcu – to zdecydowanie ułatwia i przyśpiesza zabawę z czujnikiem.
Zainteresowanym zabawą z sygnałami biologicznymi zdecydowanie polecam ten czujnik.Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
, a po drugie porównać to z bardziej "profesjonalnymi" rozwiązaniami. I tu cała zabawa (chyba) będzie, poniżej w celu zaostrzenia (również sobie) apetytu na dalej kilka fotek towarzystwa do zabawy.
