Sensor Detak Jantung - Bekerja & Aplikasi

Apa yang Anda maksud dengan Heartbeat?

Detak jantung seseorang adalah suara katup di jantungnya yang berkontraksi atau mengembang saat mereka memaksa darah dari satu daerah ke daerah lain. Frekuensi denyut jantung per menit (BPM) adalah denyut jantung dan denyut jantung yang dapat dirasakan di arteri mana pun yang terletak dekat dengan kulit adalah denyut nadi.

Dua Cara Mengukur Detak Jantung

• Cara Manual : Detak jantung dapat diperiksa secara manual dengan memeriksa denyut seseorang di dua lokasi- pergelangan tangan ( pers radial ) dan leher ( pers karotis ). Prosedurnya adalah dengan meletakkan dua jari (telunjuk dan jari tengah) di pergelangan tangan (atau leher di bawah tenggorokan) dan menghitung jumlah denyut nadi selama 30 detik dan kemudian mengalikan angka tersebut dengan 2 untuk mendapatkan detak jantung. Namun, tekanan harus diberikan seminimal mungkin dan juga jari-jari harus digerakkan ke atas dan ke bawah sampai nadi terasa.

• Menggunakan sensor : Detak Jantung dapat diukur berdasarkan variasi kekuatan optik saat cahaya tersebar atau diserap selama jalurnya melalui darah saat detak jantung berubah.

Prinsip Sensor Detak Jantung

Sensor detak jantung didasarkan pada prinsip photoplethysmography. Ini mengukur perubahan volume darah melalui organ tubuh mana pun yang menyebabkan perubahan intensitas cahaya melalui organ itu (wilayah avaskular). Dalam kasus aplikasi dimana hati denyut nadi harus dipantau , waktu pulsa lebih penting. Aliran volume darah ditentukan oleh denyut jantung dan karena cahaya diserap oleh darah, denyut sinyalnya setara dengan denyut jantung.

Ada dua jenis photoplethysmography:

Penularan : Cahaya yang dipancarkan dari perangkat pemancar cahaya disalurkan melalui setiap wilayah vaskular tubuh seperti daun telinga dan diterima oleh detektor.

Refleksi : Cahaya yang dipancarkan dari perangkat pemancar cahaya dipantulkan oleh wilayah.

Bekerja dari Sensor Detak Jantung

Sensor detak jantung dasar terdiri dari dioda pemancar cahaya dan detektor seperti resistor pendeteksi cahaya atau fotodioda. Denyut jantung menyebabkan variasi aliran darah ke berbagai bagian tubuh. Ketika jaringan diterangi dengan sumber cahaya, yaitu cahaya yang dipancarkan oleh led, ia memantulkan (jaringan jari) atau mentransmisikan cahaya (daun telinga). Sebagian cahaya diserap oleh darah dan cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan diterima oleh detektor cahaya. Jumlah cahaya yang diserap tergantung pada volume darah di jaringan itu. Keluaran detektor dalam bentuk sinyal listrik dan sebanding dengan detak jantung.

Sinyal ini merupakan sinyal DC yang berhubungan dengan jaringan dan volume darah dan komponen AC sinkron dengan detak jantung dan disebabkan oleh perubahan pulsatil pada volume darah arteri yang ditumpangkan pada sinyal DC. Dengan demikian persyaratan utama adalah untuk mengisolasi komponen AC tersebut karena merupakan yang terpenting.

Untuk mencapai tugas mendapatkan sinyal AC, keluaran dari detektor terlebih dahulu disaring menggunakan rangkaian HP-LP 2 tahap dan kemudian diubah menjadi pulsa digital menggunakan rangkaian pembanding atau menggunakan ADC sederhana. Pulsa digital diberikan ke mikrokontroler untuk menghitung detak jantung, diberikan oleh rumus-

BPM (Ketukan per menit) = 60 * f

Dimana f adalah frekuensi pulsa

Sensor Detak Jantung Praktis

Contoh Praktis Heartbeat Sensor adalah Sensor Denyut Jantung (Produk No PC-3147). Ini terdiri dari led infra merah dan LDR yang disematkan ke struktur seperti klip. Klip dipasang ke organ (daun telinga atau jari) dengan bagian detektor pada daging.

Contoh lainnya adalah TCRT1000 , memiliki 4 pin-

Pin1: Untuk memberikan tegangan suplai ke LED

Pin2 dan 3 diardekan. Pin 4 adalah outputnya. Pin 1 juga merupakan pin pengaktifan dan menariknya tinggi akan menyalakan LED dan sensor mulai bekerja. Itu tertanam pada perangkat yang dapat dikenakan yang bisa dikenakan di pergelangan tangan dan keluaran dapat dikirim tanpa kabel (melalui Bluetooth) ke komputer untuk diproses.

Aplikasi Mengembangkan Sistem Sensor Detak Jantung Anda

Sistem Sensor Detak Jantung dasar juga dapat dibangun menggunakan komponen dasar seperti LDR, IC komparator LM358, dan Mikrokontroler seperti yang diberikan di bawah ini

Sebagaimana dijelaskan di atas mengenai prinsip sensor detak jantung, ketika jaringan jari atau jaringan cuping telinga diterangi dengan menggunakan sumber cahaya, cahaya tersebut ditransmisikan setelah dimodulasi, yaitu sebagian diserap oleh darah dan sisanya diteruskan. Cahaya termodulasi ini diterima oleh detektor cahaya.

Di sini Light Dependent Resistor (LDR) digunakan sebagai detektor cahaya. Ia bekerja berdasarkan prinsip bahwa ketika cahaya jatuh pada resistor, hambatannya berubah. Saat intensitas cahaya meningkat, resistansi berkurang. Dengan demikian penurunan tegangan pada resistor berkurang.

Di sini komparator digunakan yang membandingkan tegangan keluaran dari LDR dengan tegangan ambang batas. Tegangan ambang adalah penurunan tegangan yang melintasi LDR ketika cahaya dengan intensitas tetap, dari sumber cahaya, jatuh langsung di atasnya. Terminal pembalik dari komparator LM358 terhubung ke pengaturan pembagi potensial yang diatur ke tegangan ambang dan terminal non-pembalik dihubungkan ke LDR. Ketika jaringan manusia diterangi menggunakan sumber cahaya, intensitas cahayanya berkurang. Karena intensitas cahaya yang berkurang ini jatuh pada LDR, resistansi meningkat dan sebagai akibat dari penurunan tegangan meningkat. Ketika penurunan tegangan melintasi LDR atau input noninverting melebihi input pembalik, sinyal logika tinggi dikembangkan pada output komparator dan jika penurunan tegangan lebih kecil, output logika rendah dikembangkan. Jadi, keluarannya adalah rangkaian pulsa. Pulsa ini dapat diumpankan ke Mikrokontroler yang memproses informasi tersebut untuk mendapatkan detak jantung dan ini ditampilkan pada Tampilan yang dihubungkan dengan Mikrokontroler.

Video Penjelasan Diagram Sirkuit Sensor Detak Jantung