Anel indicador de freqüência cardíaca baseado em ECG: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Piscar um monte de LEDs em sincronia com as batidas do seu coração deveria ser simples com toda essa tecnologia, certo? Bem - não era, até agora. Eu pessoalmente lutei com isso por vários anos, tentando obter o sinal de vários esquemas PPG e ECG, e ele simplesmente não era confiável - o melhor dispositivo PPG que consegui fazer há alguns anos perdeu uma batida em 5. Mas, verifique isso fora! Este projeto é baseado no dispositivo uECG que está atualmente disponível na página de crowdfunding da nossa equipe (campanha uECG) - e como eu estava desenvolvendo por um tempo, estou ansioso para mostrar como ele funciona:) (dispositivo já foi desenvolvido, o crowdfunding está necessário apenas para produção em lote). UPD: Fiz uma 2ª iteração deste projeto, agora ele recebe dados via link de rádio.

Suprimentos

• Dispositivo uECG (página de financiamento coletivo, você não precisa de proteção)
• Arduino (qualquer tipo funcionaria, usei o Nano)
• Anel de LED (estou usando 16 segmentos, mas você pode ajustar facilmente o programa para versões menores / maiores)
• Bateria LiPo pequena o suficiente para ser colada em sua camisa, mas não menos que 120 mAh. Estou usando 240 mAh.
• Alguns fios e conectores de pinos (e ferro de solda à mão - uma vez que é um projeto vestível, não funcionará bem a menos que a maioria das conexões sejam soldadas)

Etapa 1: esquemas

Os esquemas são muito simples. O sistema funcionará com a saída LiPo usada como fonte Arduino de 5 V (por favor, não use a bateria embutida do uECG para isso: ela distorce as leituras). Estritamente falando, você não pode conectar a entrada de bateria não estabilizada lá, mas embora a tensão da bateria seja superior a 3,4 volts, ela funcionará bem (o Arduino pode esticar "5 V" um pouco - em baixa tensão ele se tornaria instável e você veja um comportamento estranho, mas enquanto a bateria estiver carregada, ela funcionará). Portanto, você precisa conectar o fio vermelho da bateria ao Arduino 5V e ao anel LED 5V (e certifique-se de ter um conector em algum lugar - para que possa desconectar e carregar a bateria). O aterramento da bateria deve ser conectado ao aterramento do Arduino, ao aterramento do anel do LED e ao aterramento do uECG. O pino DI do anel do LED está conectado ao D11.uECG do drv do Adruino. O pino drv do uECG está conectado ao D3 do Arduino.

Etapa 2: Programa Arduino

Quando você conecta o pino puxado ao pino DRV do uECG, ele muda de estado de HIGH quando não há batida para LOW quando há uma batida. Portanto, você só precisa ler o estado desse pino em um ciclo rápido e calcular o BPM a partir dos intervalos. No meu código, as últimas 20 batidas são usadas para calcular a média deles. Eu também adicionei algum código para converter o BPM atual em cor e número de LEDs usados, para que eles pisquem quando houver uma batida. Parece bom, mas simples na programação - você pode facilmente transformá-lo em qualquer coisa.

Etapa 3: juntando tudo

Você precisa consertar LEDs, arduino e bateria em uma camisa - eu simplesmente usei uma fita, rápido e sujo. Então eu o conectei por meio de um fio ao uECG no meu peito e é basicamente isso - fui testar depois disso. O teste indicou que executar com um monte de coisas saltando sobre o sensor de ECG faz com que não funcione tão bem quanto quando está sozinho:) Mas quando estou caminhando ou fico parado, funciona perfeitamente bem. No geral, gostaria de tornar a indicação mais sensível: como meu BPM dificilmente fica abaixo de 60, 1 LED ativo pode indicar esse BPM em vez de 6, dessa forma as alterações serão muito melhor visualizadas. Mas fora isso, estou satisfeito com o resultado. Afinal, foi o primeiro teste desta versão uECG (ok, tecnicamente segundo: a primeira vez eu tentei gravar um vídeo tarde da noite no dia anterior, mas à noite os LEDs são muito brilhantes para a câmera). coloque tudo de uma maneira um pouco diferente - para que o material LED não impeça o uECG de medir durante a execução - e use nas ruas))

Etapa 4: Discussão

O principal resultado deste projeto, é claro, é o meu fechamento com LEDs e batimentos cardíacos)) E eu realmente não sabia que quando saio, meu BPM aumenta em 30 pontos. Mas uma análise real ainda está para ser feita, isso é apenas um começo. Além disso, se você estiver interessado em como a análise de ECG realmente funciona - visite a página hackaday do uECG, que contém muitas informações sobre este projeto, seus esquemas e Projeto de PCB, discussão de algoritmos, fotos da equipe, coisas usuais. Todo e qualquer feedback é muito apreciado.