Programación y Electrónica
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Medidor de Pulsos CardiacosINFO ACTUALIZADA EN: HTTP://ETO.EXOFIRE.NET DESCARGA LA INFO EN: HTTP://DESCARGA.ETO.EXOFIRE.NET CONSIDERACIONES COMO TOMAR TU FRECUENCIA CARDIACA. http://www.deporte.org.mx/culturafisica/pnaf/paginas/frecuenciacardiaca.htm El pulso te ofrece la manera m�s sencilla de medir el ritmo cardiaco. Antes de iniciar una rutina de acondicionamiento f�sico es necesario conocer tu Frecuencia Cardiaca, que puedes medir a trav�s del pulso. Probablemente pienses que la �nica forma de aprovechar al m�ximo un entrenamiento es acabar totalmente exhausto; esto no solo es malo, el no conocer c�mo est� funcionando tu coraz�n puede ocasionarte un problema verdaderamente serio e incluso fatal. Al hacer ejercicio hay que guardar un equilibrio de tres elementos: Frecuencia, Intensidad y Tiempo. Coloca el dedo �ndice y el medio sobre los m�sculos que bajan por el cuello, deber� sentir el latir de la arteria car�tida en la punta de los dedos, cuando hayas encontrado el pulso, empieza a contar, 0 para el primer latido, despu�s 1, 2, 3, y as� hasta que pasen 15 segundos. Una vez que est�s seguro de tu conteo, multiplica por 4 para obtener tus pulsaciones por minuto. �Qu� debo medir? FCR: Frecuencia Cardiaca en Reposo Se obtiene inmediatamente despu�s de despertarse y antes de levantarse de la cama o bien, relaj�ndose 5 minutos antes de la medici�n. CONSIDERACIONES. Seg�n lo visto en el apartado anterior podemos llegar a la consideraci�n de un equipo que sea capaz de medir la frecuencia cardiaca, mientras se realizan evaluaciones f�sicas, ya que estas mediciones en algunos casos se deben hacer lo mas inmediatamente posible, para lo cual, consideraremos la utilizaci�n un micr�fono colocado a la altura del pecho, sobre el coraz�n para que registre los latidos del mismo, o sobre el cuello a la altura de las arterias o venas que se encuentran en el cuello. Por el tipo de elemento que usamos como sensor, la ubicaci�n del sensor ser� en las yemas de los dedos. Con las mediciones realizadas, podemos determinar que la se�al a medir oscila entre los 800mV y los 1200mV, para lo cual utilizaremos un filtro con una ganancia de 7.25, y un ancho de banda de paso de 100Hz. La frecuencia de corte del filtro pasabajas se seleccion� a 100Hz, dado que la frecuencia mas alta que se va a medir es de 2Hz, y se ha considerado una d�cada mas alta. Por ahora la unica se�alizaci�n que se tiene es un LED indicador que muestra cuando se tiene el paso de la sangre por las arterias o venas, al efectuar la medicion sobre el cuello. La alimentaci�n utilizada, ser� un par de baterias de 9V, aunque el circuito es capaz de funcionar con una alimentaci�n de +/-12V, que se puede obtener de la fuente de una computadora en el caso de que se vaya a ingresar la se�al a la computadora. CIRCUITO ESQUEMATICO  DISE�O DEL FILTRO - Sallen-Key modificado Como los voltajes a amplificar y filtrar son bastante peque�os, se a elegido a la entrada un amplificador diferencial, y en la etapa del filtro un circuito Sallen � Key modificado. Del cual se tiene la funci�n de transferencia:  con w0 = 628.31 rad/seg, f0 = 100Hz, K = 7.25, Q = 0.707 = 1/root(2), x = 0.06344. Tenemos:   Para lo que hicimos R1 = R2 = R3 = R4 = R, C2 = C3 = C. Escogimos C = 0.1uF, con:  obtenemos R = 15916 ohm. Tenemos  Entonces tenemos: R5 = 234966.7 ohm.  Rf = 100000 ohm. RESULTADOS Primero vemos los resultados de las pruebas del filtro, para lo cual se inyectaron se�ales cuadradas y triangulares con una frecuencia de 1Hz, con una se�al montada a modo de ruido con una frecuencia de 1KHz.    Con lo cual se ve que el filtro cumple su funcion. Seguidamente se ven las se�ales tomadas de una persona, despu�s de haber realizado ejercicios, no se tomo en cuenta que la frecuencia y la forma de las se�ales pueden variar dependiendo de la posici�n en la que se encuentre el sujeto de prueba.    Se observa que el filtro activo se desempa�a bien, con lo que la se�al queda con una buena amplitud y forma como para poder ser procesada por una computadora utilizando un ADC, o circuitos digitales. El sensor utilizado es un parlante piezoelectrico como el que se encuentra en las tarjetas musicales.  Se coloca sobre el dedo de la mano, los terminales se conectan a trav�s de un cable apantallado tal y cual se ve en el diagrama, sin m�s componentes acompa��ndolo. Las im�genes de osciloscopio son de la salida del OPAM (LF356). (EL DISE�O AUN NO ESTA COMPLETO, COMO SE VE LA SE�AL AUN ESTA DEMASIADO MONTADA SOBRE UNOS 5V, ESTO SE DEBE AL SENSOR, EL SENSOR QUE SE UTILIZO ES UN PARLATE PIEZOELECTRICO, DE LOS QUE VIENEN EN LAS TARJETAS MUSICALES, PORQUE SON BASTANTE SENSIBLES A LA PRESION, CUANTO MAS PRESION MAS VOLTAJE SUMINISTRAN, EL SENSOR SE COLOCA EN LA YEMA DEL DEDO. LA PROXIMA ACTUALIZACION DEL CIRCUITO SERA EL DISE�O DE UN CIRCUITO QUE COLOQUE NUESTRA SE�AL SIEMPRE EN LOS CERO VOLTIOS DE REFERENCIA.) Alberto Vilca Charaja 26/08/2008 Breve explicaci�n del Pricicpio de Funcionamiento del Sensor. El sensor que utilice no es en s� un sensor, es m�s bien un parlante, para lo cual me bas� en el principio de que un parlante es un dispositivo pasivo, por lo tanto la se�al puede ir o venir tanto por los cables de entrada como por el parlante en s�, asi que tomando ese principio, supuse que si al aplicarle una se�al el�ctrica al parlante a la salida produc�a sonido, este tambien pod�a producir un pulso el�ctrico si le aplicaba un sonido. Por tanto lo que necesitaba era un dispositivo relativamente muy peque�o, y sobre todo barato, as� que estuve haciendo pruebas con todo tipo de parlantes, primero con los normales que llegan en las bocinas (los de 4, 8 ohm), pero aun eran muy grandes, ya que en un pricipio debian captar el sonido de los latidos del coraz�n de una persona como lo hace un estetoscopio, pero llegue al punto en que los parlantes que coseguia eran muy grandes a�n, asi que trate de probar con microfonos, pero a�n as� no alcanzaba la sensibilidad que nesecitaba, hasta que me top� casi por casualidad con los parlantes que vienen en las tarjetas musicales de navidad, y le hice la prueba, al fin y al cabo ya no tenia nada que perder, y oh� sorpresa, era muy sensible pero a los cambios de presion en su superficie. Lo que ocurre en este tipo de dispositivos es que como est�n construidos de materiales s�lidos y no tienen partes m�viles, lo que produce el sonido es la vibraci�n de este material que cuando se le aplica un voltaje determinado durante un tiempo corto, ahora viendo el proceso al rev�z, si le aplicamos sonido del ambiente al parlante �ste si produce se�ales el�ctricas, (tal como lo hace un cristal de cuarzo de los que se usa para fabricar relojes, tambi�n sabemos que al deformarse el cristal por un golpe u otra cosa la frecuencia del cristal varia), entonces deducimos que al deformar el material piezoel�ctrico podemos cambiar la se�al que produce, si con el sonido que b�sicamente son ondas de presi�n en el aire se obtiene se�al, pues tanto mayor ser� la se�al si le aplicamos presi�n directamente, puede ser con los dedos u otra cosa. Ahora bien en este caso cambi� el enfoque de mi proyecto a obtener la se�al de los pulsos del coraz�n atravez de la presi�n que ejerce la sangre al pasar por las venas o las arteria, ya habiendo hecho prueba de que el parlante piezoel�ctrico produc�a un voltaje considerable al solo presionarlo, pues entonces no se necesitaba de mayor ayuda para recuperar la se�al cuando la sangre pasase por donde estaba el sensor pegado a la yema del dedo. Alberto Vilca Charaja 09/02/2009 |
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