Panduan Komprehensif Membuat Rangkaian Detak Jantung yang Andalkan

Pemantau detak jantung adalah perangkat yang Anda mungkin pernah dengar sebelumnya. Kemungkinan Anda mengetahui satu atau dua perangkat atau orang yang memiliki sensor detak jantung.

Mereka sangat umum saat ini sehingga Anda mungkin menemukannya terintegrasi dalam jam tangan pintar atau bahkan hadir dalam gaya gelang yang membuatnya mudah diakses.

Jadi, jika Anda penasaran tentang cara kerjanya dan ingin membuat satu sebagai proyek, jangan khawatir. Anda berada di tempat yang tepat.

Di sini, Anda akan mempelajari rahasia di balik rangkaian pemantau detak jantung dan belajar cara membuat yang berbeda dalam beberapa langkah mudah.

Apakah Anda siap? Mari kita mulai!

Konsep Sensor Detak Jantung

Sebelum kita masuk ke detail teknis, berikut beberapa hal yang harus Anda ketahui.

Sensor detak jantung penting untuk orang seperti pasien dan atlet karena membantu orang tersebut mengetahui kondisi jantung mereka.

Meski ada beberapa cara untuk memantau detak jantung, sensor detak jantung adalah cara termudah. Plus, ia portable dan memiliki ukuran dan bentuk yang berbeda. Juga, ia menawarkan platform yang mudah bagi Anda untuk memeriksa detak jantung Anda segera.

Jam Tangan Pintar

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, Anda dapat menemukannya dalam jam, ponsel, dan perangkat pintar lainnya. Oleh karena itu, ia membantu mengukur jumlah waktu yang diperlukan untuk jantung Anda untuk melebar atau menyusut per menit.

Konsep Pemantau Detak Jantung

Pemantau detak jantung dasar memiliki hal berikut:

• Sensor
• LED IR
• Fotodioda yang ada di dalam sensor
• Rangkaian kontrol

Sebaliknya, rangkaian dilengkapi dengan IC Op-Amp dan elemen lain yang menghubungkan sinyal aslinya dengan berbagai mikrokontroler.

Jadi, di bawah ini, kami memiliki diagram rangkaian sensor detak jantung untuk membantu Anda memahami konsepnya lebih baik.

Rangkaian Sensor Detak Jantung

Rangkaian di atas menunjukkan sensor detak jantung jari yang mendeteksi detak. Jadi, detak jantung secara otomatis mengubah jumlah darah dan intensitas cahaya LED IR. Plus, apa yang akan terdeteksi oleh fotodioda juga akan berbeda.

Selain itu, kapasitor menyisir output fotodioda ke beban non-inverting op-amp pertama. Ini pada gilirannya memblokir komponen DC sinyal. Op-amp juga bekerja sebagai penguat tahap non-inverting yang menggunakan faktor amplifikasi frekuensi potong 1001.

Juga, op-amp kedua menerima output op-amp pertama pada salah satu inputnya. Ia juga mengambil bentuk komparator. Selain itu, kerja dari op-amp kedua akan memicu transistor, yang juga mentransfer sinyal ke mikrokontroler.

LM358 adalah op-amp dari rangkaian sensor detak jantung ini, dan ia datang dengan dua op-amp dalam satu chip. Selain itu, BC547 adalah transistor, dan LED yang terhubung ke transistor akan berdenyut saat ia mendeteksi sinyal.

Desain Rangkaian

Di sini, kita akan mempelajari cara membuat tiga sensor detak jantung yang meliputi:

• Sensor detak jantung menggunakan LM358
• Sensor detak jantung menggunakan Arduino
• Cara Menghubungkan sensor detak jantung Arduino

Rangkaian Pemantau Detak Jantung: Sensor Detak Jantung menggunakan LM358

Dengan rangkaian ini, Anda akan dapat mendeteksi detak jantung melalui IC LM358 yang dipadukan dengan pengiriman dan penerima inframerah. Juga, LED IR adalah pengirim inframerah, sementara fotodioda adalah detektor rangkaian. Lihat ilustrasi rangkaian di bawah ini:

Ilustrasi Rangkaian Sensor Detak Jantung dengan LM358

Juga, berikut adalah pinout LM358:

Diagram Pinout LM358

Komponen yang Diperlukan:

• IC Operational amplifier LM358 (1)
• Kapasitor elektrolitik 4.7 uF (1)
• Kapasitor keramik 100 nF (1)
• Baterai 9V (1)
• Pasang LED IR (1)
• LED 5mm (1)
• Resistor 220k (2)
• Resistor 10k (1)
• Resistor 680k (1)
• Resistor 6.8k (1)
• Resistor 47k (1)
• Sensor detak jantung (PC3) (1)

Langkah-langkah

• 1: Hubungkan basis IC LM358 Anda ke PC dan IC ke basis.

• 2: Ambil semua LED Anda dan hubungkan ke PCB
• 3: Selanjutnya, hubungkan kedua kapasitor ke PCB
• 4: Juga, ambil semua resistor Anda dan hubungkan juga
• 5: Tambahkan klip baterai Anda ke rangkaian dan hubungkan baterai untuk memeriksa apakah rangkaian bekerja

Catatan: Jangan lupa untuk solder semua koneksi Anda.

Cara Kerja

Rangkaian ini bekerja secara serupa dengan sensor detak jantung yang dijelaskan sebelumnya. Di sini, kita memiliki dua fotodioda IR yang merasakan detak dari jantung.

Namun, salah satunya bertindak sebagai pengirim yang memancarkan cahaya melalui jari Anda, sementara penerima mengukur berapa banyak cahaya yang pantul jari.

Juga, intensitas pantulan yang diukur oleh penerima tergantung pada dua hal. Satu, laju jantung yang memompa, dan dua, perbedaan tingkat darah yang berkandungan oksigen yang terdapat dalam darah.

Rangkaian Pemantau Detak Jantung: Sensor Detak Jantung menggunakan Arduino

Sekarang, mari kita lihat cara membuat sensor detak jantung berbasis Arduino. Sensor ini memiliki klip jari dan menggunakan tiga pin untuk menghubungkan data, GND dan VCC.

Sensor Detak Jantung Arduino

Komponen yang Diperlukan

Untuk rangkaian ini, Anda akan membutuhkan:

• Papan Arduino (1)
• Potensiometer 10KΩ (1)
• Resistor 330Ω (1)
• Layar LCD 2 x 16 (1)
• Kawat penghubung
• Tombol tekan
• Papan roti mini
• Chip sensor detak jantung dengan sond berbasis jari (1)

Cara Menghubungkan Sensor Detak Jantung Arduino

Mudah untuk menghubungkan Arduino dengan sensor detak jantung. Namun, jika Anda ingin melihat bacaan detak jantung Anda dalam detak per menit, hal pertama yang harus Anda lakukan adalah menghubungkan papan Arduino ke layar LCD 16×2 Anda.

Jadi, hubungkan empat pin data (D7, D5, D4, dan D6) modul LCD ke pin satu Arduino. Selain itu, klik potensiometer 10kΩ ke pin tiga LCD. Kemudian, gabungkan pin tiga dan lima LCD (E & RS) ke pin satu Arduino.

Terakhir, hubungkan pin output sensor detak jantung ke pin 1 (pin input sinyal analog) Arduino.

Kode

Setelah menghubungkan sensor detak jantung dengan Arduino, hal berikutnya adalah menulis baris kode yang diperlukan untuk menjalankan sistem.

Berikut adalah tautan ke baris kode.

Cara Kerjanya?

Nah, menggunakan rangkaian ini juga mudah. Semua yang harus Anda lakukan adalah menempatkan jari apa pun kecuali jempol pada klip sensor dan menekan tombol saklar.

Sekarang, Arduino akan menghitung pengukuran detak jantung dari data yang diterima dari sensor dan menampilkannya dalam bpm.

Namun, tetaplah rileks saat sensor mengumpulkan data, jadi Anda tidak menggoyangkan kawat. Jika tidak, Anda akan mendapatkan bacaan yang salah.

Setelah Arduino menampilkan detak jantung, Anda dapat menekan tombol untuk memulai bacaan lain.

Rangkaian Pemantau Detak Jantung: Aplikasi

• Menghitung detak jantung tubuh manusia (orang, pasien, atau atlet)

Detak Jantung Tubuh Manusia

• Digunakan sebagai alternatif untuk pemantau detak jantung yang mahal

Memeriksa Aplikasi Detak Jantung di Ponsel

• Sistem pemantauan kesehatan pasien

Sistem Pemantauan Kesehatan Pasien

Pikiran Akhir

Sebelum kita mengakhiri artikel ini, Anda harus memahami prinsip di balik cara kerja sensor detak jantung dan ia bekerja dengan arah photoplethysmograph.

Prinsip ini menyatakan bahwa Anda dapat menggunakan intensitas cahaya yang melewati suatu organ untuk mengukur volume darah organ tersebut.

Singkatnya, Anda akan menemukan bahwa LED IR adalah sumber cahaya yang lebih baik untuk sebagian besar sensor detak jantung.

Oleh karena itu, Anda dapat menggunakan detektor yang mengubah foton cahaya menjadi arus atau komponen amplifikasi arus yang bergantung pada cahaya untuk bekerja.

Sensor Detak Jantung dengan Klip Jari

Sumber: Wikimedia Commons

Nah, kami belum mencapai akhir perjalanan pembelajaran kami. Jika Anda membutuhkan bantuan lebih lanjut, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami akan senang membantu.