Подключение датчика сердечного ритма AD8232 , кардиограмма на Arduino


AD8232   - это мелкая плата с чипом , используемый для измерения импульсов электрической активности сердца. Эту электрическую активность можно обозначить как ЭКГ или электрокардиограмма. Электрокардиография используется для диагностики различных заболеваний сердца. 

 Полезные ссылки для сборки проекта :

Я буду использовать плату ардуино нано http://ali.pub/3kvmlg

Плата  AD8232 http://ali.pub/3kvmmt


Основные характеристики AD8232:

  • Низкое потребление тока: 170 мкА
  • Напряжение питание: однополярное от 2 до 3,5 В
  • Rail to Rail выходной сигнал
  • Количество электродов: 2 или 3
  • Количество отведений ЭКГ: 1
  • Встроенный фильтр ВЧ помех
  • 2-полюсный фильтр высоких частот
  • 3-полюсный фильтр низких частот
  • Коэффициент ослабления синфазного сигнала: 80 дБ
  • Детектор контакта электродов
  • Выходной сигнал: аналоговый


Схема модуля:

Комплектация может отличаться , но в основном стандартно идет плата с распаянными контактами для быстрого подключение и так же щупы на кнопках , что-бы быстро можно было сменить "датчики" для съема показаний (липучки)


Для получения кардиограммы электроды прикрепляются на грудь и конечности (в зависимости от выбранного отведения), с которых снимаются сигналы электрической активности сердца.


Электрическая система сердца управляет генерацией и распространением электрических сигналов по сердечной мышце, в результате чего сердце периодически сокращается и расслабляется, перекачивая кровь. В процессе цикла работы сердца происходит упорядоченный процесс деполяризации. Деполяризация – это резкое изменение электрического состояния клетки, когда отрицательный внутренний заряд клетки становится на короткое время положительным. В сердце деполяризация начинается в специализированных клетках водителя сердечного ритма в синусно-предсердном узле. Далее волна возбуждения распространяется через атриовентикулярный (предсердно-желудочковый) узел вниз к пучку Гиса, переходя в волокна Пуркинье и далее приводит к сокращению желудочков. В отличие от других нервных клеток, которые неспособны генерировать электрический сигнал в автоколебательном режиме, клетки синусно-предсердного узла способны создавать ритмичный электрический сигнал без внешнего воздействия. Точнее, внешние воздействия (например, физическая нагрузка) влияют только на частоту колебаний, но не нужны для запуска этого «генератора». При этом происходит периодическая деполяризация и реполяризация клеток водителя ритма. В электрокардиостимуляторе также имеется генератор стабильной частоты, выполняющий роль синусно-предсердного узла. Мембраны живых клеток действуют как конденсаторы. Из-за того, что процессы в клетках электрохимические, а не электрические, деполяризация и реполяризация в них происходят намного медленнее, чем в конденсаторе той же емкости.

 


Расположенные на теле пациента электроды обнаруживают небольшие изменения потенциалов на коже, которые возникают вследствие деполяризации сердечной мышцы при каждом ее сокращении.
Таким образом, на основе AD8232 можно строить портативные устройства для мониторинга за здоровьем сердечной системы (ЭКГ, кардиомониторы и др.). А кроме этого данная микросхема пригодна для использования получения данных о сокращениях других мышц, что потенциально дает возможность использовать ее в бионике и протезировании. В этом случае необходимо подключать электроды к мышцам, активность которых контролируется.



Три электрода, входящих в комплект, подключаются к модулю через разъем и сами электроды крепятся на теле человека. В моем случае желтый электрод соответствует RL (правая нога), красный RA (правая рука), зеленый LA (левая рука). Так же соответственно электроды крепятся и на груди. Эти контакты электродов на модуле так же продублированы в виде контактов, к которым можно подключать свои провода с электродами. При использовании проводов из комплекта обязательно стоит прозвонить контакты, чтобы убедиться, что они соответствуют цветам, что не всегда встречается. Круглые электроды, которые входят в комплект являются одноразовыми. После их использование клейкость резко ухудшается, а гель в середине для получения надежного контакта с кожей высыхает. После первых экспериментов не стоит спешить их выбрасывать, для продолжения экспериментов достаточно смочить гель водой (я воду немного подсаливал), тогда он станет снова вязким, клейким и токопроводящим. Такие электроды самые дешевые и простые, при желании можно найти в продаже многоразовые электроды без клейких элементов, работающие как присоски. Но даже в этом случае нужно использовать специальный гель для надежного контакта электрода с кожей. Самым простым вариантом электрода может быть металлическая пластинка или шайба (монета), смоченная в соленой воде, подключенная к модулю AD8232. Такой вариант электрода максимально бюджетный и не сгодится для продолжительного использования - при высыхании воды контакт начнет ухудшаться, что приведет к ухудшению результатов измерения.

Модуль AD8232 имеет детектор подключения электродов – контакты L+ и L- выдают логическую единиц, если электроды не подключены и логический ноль, если подключены. На экране дисплея это отображается символами L+ и L-. Если их цвет зеленый, значит электроды подключены, если красный – отключены. Наличие шума на графике ЭКГ может быть связано с такими нюансами как контакт электродов и их верное расположение на теле, наличие дефектов в проводах электродов и их повреждение. В отличии от оптических датчиков, движения тела при измерении дают намного меньшие искажения графика на экране, но все же дают, так как при движении напряжения других мышц тела, расположенных близко к электроду, также дают некоторые импульсы.


Библиотеки на гитхабе https://github.com/sparkfun/AD8232_Heart_Rate_Monitor

Скетч выглядит очень просто : 

void setup() {
  // initialize the serial communication:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(10, INPUT); // Setup for leads off detection LO +
  pinMode(11, INPUT); // Setup for leads off detection LO -

}

void loop() {
  
  if((digitalRead(10) == 1)||(digitalRead(11) == 1)){
    Serial.println('!');
  }
  else{
    // send the value of analog input 0:
      Serial.println(analogRead(A0));
  }
  //Wait for a bit to keep serial data from saturating
  delay(1);
}


Теперь открываем монитор порта или плоттер по последовательному соединению :

Если датчики вы еще не подключили к телу , то можно просто провести пальцем и посмотреть реакцию в мониторе порта или плоттере :


Должны подбежать значения и появится импульсы в графике 



Ну а теперь подключаем присоски к телу :



На этом пока что все ) 

 Данное устройство создавалось в ознакомительных целях , только квалифицированный врач может делать какие-либо заключения о здоровье по данным ЭКГ .

Ну и пару схем с интернета (нормальные и не нормальные величины ) 




Geek каналы

➤ VK - https://vk.com/denis_geek
➤ VK - https://vk.com/club_arduino
➤ VK - https://vk.com/chinagreat
➤ VK - https://vk.com/solar_pover
➤ VK - https://vk.com/my_vedroid
➤ VK - https://vk.com/3dprintsumy 
➤ Youtube  - http://www.youtube.com/c/Denisgeek 

           
          ★ Моя партнёрка с Aliexpress ★
          ★ Получай 10.5% скидку с любой покупки на Aliexpress! ★
          ★ Полезное браузерное приложение для кэшбэка  ★


          • Подключение датчика сердечного ритма AD8232 , кардиограмма на Arduino

          Похожие статьи

          Arduino - что это такое? Популярно для начинающих

          Arduino - что это такое? Популярно для начинающих

          Arduino это недорогая, доступная в смысле покупки электронная плата с микроконтроллером и выводами входов-выходов. Arduino выпускаются в различных версиях, но поддерживают один и тот же, простой язык программирования. Огромный успех Ардуино, с уважением к другим микроконтроллерам, связан с тем, что аппаратное и программное обеспечение были опубликованы в открытом бесплатном для общего пользования виде: вы можете читать, изучать и даже расширять его возможности как в плане программного обеспечения, так и с точки зрения аппаратных средств. Вся информация об Ардуино доступна под лицензией "Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License".

           Подключение OLED I2C дисплея с размером экрана 0,96″ и разрешением 128*64 точек к плате Arduino UNO.

          Подключение OLED I2C дисплея с размером экрана 0,96″ и разрешением 128*64 точек к плате Arduino UNO.

          Сегодня мы рассмотрим подключение OLED I2C дисплея с размером экрана 0,96″ и разрешением 128*64 точек к плате Arduino UNO.

          Arduino Yun – отладочная плата на базе микроконтроллера ATmega32u4 и Atheros AR9331

          Arduino Yun – отладочная плата на базе микроконтроллера ATmega32u4 и Atheros AR9331

          Процессор Atheros поддерживает дистрибутив Linux, основанный на базе OpenWrt и называемый OpenWrt-Yun. Плата имеет встроенную поддержку Ethernet и WiFi, порт USB-A, слот для карты micro-SD, 20 цифровых входных/выходных выводов (из которых 7 могут использоваться в качестве ШИМ выходов, а 12 – в качестве аналоговых входов), кварцевый резонатор 16 МГц, соединение microUSB, разъем ICSP и 3 кнопки перезагрузки.

          Рекомендуемые товары

          ARDUINO starter kit набор ардуино для новичков в пластиковом боксе!

          ARDUINO starter kit набор ардуино для новичков в пластиковом боксе!

          Данный комплект поможет вам на практике ознакомиться с основными принципами использования Ардуи..

          350грн.

          Теги: Подключение датчика сердечного ритма, AD8232, кардиограмма на Arduino, ардуино ЭКН, кардиограф, arduino, denis_geek, denis, geek, chinagreat, club_arduino, arduino, club, aliexpress, денис гиик, denis geek, club arduino, electronica52, electronica52.in.ua