हार्टबीट से आपका क्या मतलब है?
एक व्यक्ति के दिल की धड़कन उसके / उसके दिल के संकुचन या विस्तार में वाल्वों की आवाज़ होती है क्योंकि वे एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में रक्त को बाध्य करते हैं। दिल की धड़कन प्रति मिनट (बीपीएम) की संख्या, दिल की धड़कन की दर और दिल की धड़कन है जो किसी भी धमनी में महसूस की जा सकती है जो त्वचा के करीब स्थित होती है।
दिल की धड़कन को मापने के दो तरीके
- मैनुअल तरीका है : दिल की धड़कन को दो स्थानों पर एक-एक दालों की जांच करके मैन्युअल रूप से जाँच की जा सकती है- कलाई ( रेडियल प्रेस ) और गर्दन ( कैरोटिड प्रेस ) का है। प्रक्रिया को दो उंगलियों (तर्जनी और मध्य उंगली) को कलाई (या गर्दन के नीचे विंडपाइप) पर रखना है और दालों की संख्या को 30 सेकंड तक गिनना है और फिर दिल की धड़कन की दर प्राप्त करने के लिए उस संख्या को 2 से गुणा करना है। हालांकि, दबाव न्यूनतम लगाया जाना चाहिए और जब तक नाड़ी महसूस नहीं होती है तब तक उंगलियों को ऊपर और नीचे ले जाना चाहिए।
- सेंसर का उपयोग करना : दिल की धड़कन को ऑप्टिकल बिजली भिन्नता के आधार पर मापा जा सकता है क्योंकि हृदय की धड़कन के बदलते ही प्रकाश रक्त के माध्यम से अपने मार्ग में फैल जाता है या अवशोषित हो जाता है।
हार्टबीट सेंसर का सिद्धांत
दिल की धड़कन सेंसर फोटोप्लेथ्सोग्राफी के सिद्धांत पर आधारित है। यह शरीर के किसी भी अंग के माध्यम से रक्त की मात्रा में परिवर्तन को मापता है जो उस अंग (एविस्कुलर क्षेत्र) के माध्यम से प्रकाश की तीव्रता में बदलाव का कारण बनता है। अनुप्रयोगों के मामले में जहां दिल पल्स रेट की निगरानी की जानी है दालों की समयावधि अधिक महत्वपूर्ण है। रक्त की मात्रा का प्रवाह हृदय की दालों की दर से तय होता है और चूँकि प्रकाश रक्त द्वारा अवशोषित होता है, सिग्नल दालों दिल की धड़कन दालों के बराबर होते हैं।
फोटोप्लेथ्सोग्राफी के दो प्रकार हैं:
हस्तांतरण : प्रकाश उत्सर्जक यंत्र से निकलने वाला प्रकाश शरीर के किसी भी संवहनी क्षेत्र से होता है, जैसे इयरलोब और डिटेक्टर द्वारा प्राप्त किया जाता है।
प्रतिबिंब : प्रकाश उत्सर्जक उपकरण से उत्सर्जित प्रकाश क्षेत्रों द्वारा परिलक्षित होता है।
हार्टबीट सेंसर का कार्य करना
बुनियादी दिल की धड़कन सेंसर में प्रकाश उत्सर्जक डायोड और प्रकाश का पता लगाने वाले अवरोधक या फोटोडायोड की तरह एक डिटेक्टर होता है। दिल की धड़कन की दालें शरीर के विभिन्न क्षेत्रों में रक्त के प्रवाह में भिन्नता पैदा करती हैं। जब ऊतक प्रकाश स्रोत से प्रकाशित होता है, अर्थात् प्रकाश का नेतृत्व किया जाता है, तो यह या तो एक (उंगली ऊतक) को प्रतिबिंबित करता है या प्रकाश (इयरलोब) को प्रसारित करता है। कुछ प्रकाश को रक्त द्वारा अवशोषित किया जाता है और प्रेषित या परावर्तित प्रकाश प्रकाश डिटेक्टर द्वारा प्राप्त किया जाता है। अवशोषित प्रकाश की मात्रा उस ऊतक में रक्त की मात्रा पर निर्भर करती है। डिटेक्टर आउटपुट विद्युत संकेत के रूप में है और हृदय की धड़कन दर के लिए आनुपातिक है।
यह संकेत ऊतकों और रक्त की मात्रा से संबंधित एक डीसी संकेत है और दिल की धड़कन के साथ तुल्यकालिक एसी घटक और धमनी रक्त की मात्रा में स्पंदनात्मक परिवर्तन के कारण डीसी संकेत पर आरोपित है। इस प्रकार प्रमुख आवश्यकता एसी घटक को अलग करना है क्योंकि यह प्रमुख महत्व का है।
एसी सिग्नल प्राप्त करने के कार्य को प्राप्त करने के लिए, डिटेक्टर से आउटपुट को पहले 2 चरण एचपी-एलपी सर्किट का उपयोग करके फ़िल्टर किया जाता है और फिर एक तुलनित्र सर्किट का उपयोग करके या साधारण एडीसी का उपयोग करके डिजिटल दालों में परिवर्तित किया जाता है। सूत्र द्वारा दिए गए हृदय की धड़कन की दर की गणना के लिए डिजिटल दालों को एक माइक्रोकंट्रोलर को दिया जाता है-
बीपीएम (प्रति मिनट बीट्स) = 60 * एफ
जहां च पल्स आवृत्ति है
प्रैक्टिकल हार्टबीट सेंसर
व्यावहारिक दिल की धड़कन सेंसर उदाहरण हैं हार्ट रेट सेंसर (उत्पाद नहीं पीसी -3147)। इसमें एक इंफ्रारेड लेड और एक LDR होता है जो क्लिप जैसी संरचना पर एम्बेडेड होता है। क्लिप अंग (इयरलोब या उंगली) के साथ जुड़ा हुआ है जिसमें मांस पर डिटेक्टर हिस्सा है।
एक और उदाहरण है TCRT1000 , 4 पिन वाले-
पिन 1: एलईडी को आपूर्ति वोल्टेज देना
पिन 2 और 3 ग्राउंडेड हैं। पिन 4 आउटपुट है। पिन 1 भी सक्षम पिन है और इसे खींचने से उच्च एलईडी चालू हो जाता है और सेंसर काम करना शुरू कर देता है। यह एक पहनने योग्य डिवाइस पर एम्बेडेड होता है जिसे कलाई और आउटपुट पर पहना जा सकता है वायरलेस तरीके से भेजा जा सकता है (ब्लूटूथ के माध्यम से) प्रसंस्करण के लिए कंप्यूटर को।
आवेदन अपने दिल की धड़कन सेंसर प्रणाली का विकास
एक बुनियादी हार्टबीट सेंसर सिस्टम भी एक LDR, तुलनित्र आईसी LM358 और एक माइक्रोकंट्रोलर की तरह बुनियादी घटकों का उपयोग करके बनाया जा सकता है
जैसा कि दिल की धड़कन सेंसर के सिद्धांत के बारे में ऊपर वर्णित है, जब उंगली के ऊतक या इयरलोब ऊतक को एक प्रकाश स्रोत का उपयोग करके रोशन किया जाता है, तो प्रकाश को संग्राहक होने के बाद प्रेषित किया जाता है यानी एक हिस्सा रक्त द्वारा अवशोषित हो जाता है और बाकी का संचरण होता है। यह संग्राहक प्रकाश प्रकाश डिटेक्टर द्वारा प्राप्त किया जाता है।
यहां लाइट डिपेंडेंट रिसिस्टर (LDR) का उपयोग लाइट डिटेक्टर के रूप में किया जाता है। यह इस सिद्धांत पर काम करता है कि जब प्रकाश अवरोधक पर पड़ता है, तो इसका प्रतिरोध बदल जाता है। जैसे ही प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है, प्रतिरोध कम हो जाता है। इस प्रकार रोकनेवाला के पार वोल्टेज कम हो जाती है।
यहाँ एक तुलनित्र का उपयोग किया जाता है जो LDR से आउटपुट वोल्टेज की तुलना थ्रेशोल्ड वोल्टेज से करता है। दहलीज वोल्टेज LDR भर में वोल्टेज ड्रॉप है जब प्रकाश स्रोत से निश्चित तीव्रता के साथ प्रकाश, सीधे उस पर गिरता है। तुलनित्र LM358 का इनवर्टरिंग टर्मिनल संभावित विभक्त व्यवस्था से जुड़ा होता है जो थ्रेशोल्ड वोल्टेज पर सेट होता है और नॉनवर्टिंग टर्मिनल एलडीआर से जुड़ा होता है। जब मानव ऊतक प्रकाश स्रोत का उपयोग करके रोशन किया जाता है, तो प्रकाश की तीव्रता कम हो जाती है। चूंकि यह कम प्रकाश की तीव्रता एलडीआर पर पड़ती है, प्रतिरोध बढ़ जाता है और परिणामस्वरूप वोल्टेज में गिरावट बढ़ जाती है। जब LDR या नॉनइनवर्टिंग इनपुट में वोल्टेज ड्रॉप इनवर्टिंग इनपुट से अधिक हो जाता है, तो एक लॉजिक उच्च संकेत तुलनित्र के आउटपुट में विकसित होता है और वोल्टेज ड्रॉप कम होने पर एक लॉजिक लो आउटपुट विकसित होता है। इस प्रकार उत्पादन दालों की एक श्रृंखला है। इन दालों को माइक्रोकंट्रोलर को खिलाया जा सकता है जो तदनुसार हृदय की धड़कन की दर प्राप्त करने के लिए सूचना को संसाधित करता है और इसे माइक्रोकंट्रोलर के साथ प्रदर्शित डिस्प्ले पर प्रदर्शित किया जाता है।