معرفی محصول
ماژول سنسور ضربان قلب HW-827 یک حسگر نوری کوچک با خروجی آنالوگ است که برای تشخیص نبض و محاسبه تعداد ضربان قلب در دقیقه یا BPM طراحی شده است. این سنسور با قرارگرفتن روی نوک انگشت یا لاله گوش، تغییرات حجم خون زیر پوست را تشخیص میدهد و آنها را به سیگنال الکتریکی قابلپردازش توسط میکروکنترلر تبدیل میکند. خروجی آنالوگ و سه پایه ساده این ماژول، اتصال آن به بردهایی مانند Arduino را آسان میکند.
در ساختار این سنسور از LED، حسگر نوری، تقویتکننده عملیاتی MCP6001 و شبکه فیلتر RC استفاده شده است. سیگنال ضعیف و نویزی دریافتشده از حسگر نوری ابتدا فیلتر و سپس تقویت میشود تا امکان خواندن آن توسط ورودی آنالوگ میکروکنترلر فراهم شود. قطر تقریبی ۱۵ میلیمتری و مصرف جریان پایین، ماژول HW-827 را برای پروژههای آموزشی، پوشیدنی و پایش عمومی ضربان قلب مناسب میکند.
توجه: این محصول برای پروژههای آموزشی، تحقیقاتی و پایش عمومی طراحی شده است و نباید از نتایج آن برای تشخیص یا تصمیمگیری پزشکی استفاده شود.
ویژگیها
قابلیت تشخیص نبض و محاسبه ضربان قلب بر حسب BPM
عملکرد بر اساس روش نوری فوتوپلتیسموگرافی یا PPG
دارای خروجی آنالوگ برای اتصال به ADC میکروکنترلر
مجهز به مدار تقویتکننده سیگنال مبتنی بر آپامپ MCP6001
دارای شبکه فیلتر RC برای کاهش نویز سیگنال خروجی
دارای حسگر نوری APDS-9008
مجهز به LED سبز با طول موج تقریبی ۵۶۵ نانومتر
قابلیت استفاده روی نوک انگشت یا لاله گوش
دارای دیود محافظ در برابر اتصال معکوس تغذیه
سازگار با بردهای Arduino و سایر میکروکنترلرهای دارای ورودی آنالوگ
تغذیه در محدوده ۳.۳ تا ۵ ولت
مصرف جریان تقریبی ۴ میلیآمپر
ابعاد کوچک با قطر تقریبی ۱۵ میلیمتر
مناسب برای دریافت و نمایش زنده دادههای ضربان قلب
کاربردها
ساخت دستگاه نمایش ضربان قلب با Arduino
تجهیزات پوشیدنی و پروژههای تناسباندام
نمایش BPM روی LCD یا نمایشگر OLED
ثبت و بررسی تغییرات ضربان قلب هنگام فعالیت ورزشی
پروژههای آموزشی مرتبط با حسگرهای زیستی
سامانههای پایش عمومی سلامت
انتقال اطلاعات ضربان قلب در پروژههای اینترنت اشیا
پروژههای تحقیقاتی مرتبط با نبض و تغییرات جریان خون
ساخت هشداردهنده یا LED چشمکزن همزمان با هر ضربان
پایش از راه دور دادههای ضربان قلب
نحوه عملکرد
این ماژول بر اساس روش Photoplethysmography یا PPG کار میکند. در این روش، LED سنسور نوری را به پوست میتاباند و حسگر نوری مقدار نور بازتابشده را اندازهگیری میکند. با هر ضربان قلب، حجم خون موجود در رگهای زیر پوست تغییر میکند. این تغییر باعث کموزیادشدن میزان نور جذبشده و بازتابشده میشود.
سیگنال تولیدشده توسط حسگر نوری دامنه کمی دارد و ممکن است تحت تأثیر نور محیط، حرکت انگشت یا نویز الکتریکی قرار بگیرد. شبکه فیلتر RC بخشی از نویز سیگنال را کاهش میدهد و آپامپ MCP6001 سیگنال فیلترشده را تقویت میکند. خروجی نهایی بهصورت آنالوگ در اختیار میکروکنترلر قرار میگیرد. میکروکنترلر با شناسایی قلههای متوالی سیگنال و اندازهگیری فاصله زمانی میان آنها، تعداد ضربان قلب در دقیقه را محاسبه میکند.
نکات مهم هنگام استفاده
بخش دارای علامت قلب را مستقیماً روی نوک انگشت یا لاله گوش قرار دهید.
هنگام اندازهگیری، انگشت و سنسور را ثابت نگه دارید؛ حرکت میتواند باعث ایجاد نویز و تشخیص ضربان کاذب شود.
از فشار بیشازحد روی سنسور خودداری کنید؛ فشار زیاد ممکن است جریان خون محل اندازهگیری را تغییر دهد.
برای رسیدن به خروجی پایدار، چند ثانیه پس از قرار دادن انگشت صبر کنید.
نور شدید محیط میتواند بر عملکرد حسگر نوری اثر بگذارد؛ در صورت امکان سنسور را از تابش مستقیم نور بپوشانید.
مقادیر آستانه را متناسب با خروجی واقعی سنسور تنظیم کنید.
این ماژول دارای خروجی آنالوگ است و باید به پایه ADC میکروکنترلر متصل شود.
وجود دیود محافظ، احتمال آسیب ناشی از اتصال معکوس تغذیه را کاهش میدهد؛ بااینحال همواره قطبهای VCC و GND را بهدرستی متصل کنید.
کیفیت تماس با پوست، حرکت، نور محیط و ویژگیهای پوست میتوانند بر نتیجه اندازهگیری تأثیر بگذارند.
این سنسور تکطولموج برای اندازهگیری ضربان قلب طراحی شده و نباید آن را جایگزین پالساکسیمتر مخصوص اندازهگیری SpO2 دانست.
