domingo, 13 de enero de 2013

Circuito para Pulsómetro

En esta entrada se describe un pequeño experimento donde gracias a un circuito muy sencillo podemos tener un pulsómetro casero. No es una herramienta muy depurada pero el resultado es bastante bueno para un experimento rápido.

Este proyecto está basado en el principio de fotoplestimográfico (PPG). El cuál es un método no invasivo para medir la variación del volumen de sangre en tejidos utilizando una fuente de luz y un detector de la misma.

El cambio de volumen de sangre está sincronizado con los latidos del corazón, con lo que se puede usar esta tecnica para calcular el pulso. La luz que se reflecta dependerá del volumen de sangre que circule por el tejido donde aplicamos la fuente de luz.


La señal PPG tiene dos componentes AC y DC. La componente AC es causa principal de los cambios en la señal correspondiente al pulso. Por lo tanto esta es la que se usa como fuente de información de pulso. La otra componente, DC, está relacionada con los tejidos y el volumen de sangre medio que circula por los tejidos. Esta componete la eliminamos para quedarnos con la AC

La señal AC por su parte tiene ruido de alta frecuencia que no interesa , con lo cual habrá que aplicar un filtrado para evitar estas altas frecuencias, entre ellas la frecuencia de la red 50Hz o 60Hz.

El sensor utilizado es un CNY70, al cual se le coloca una resistencia de 150 Ohm para polarizar el diodo infrarrojo y una resistencia de 10K en el colector del transistor el desde donde obtendremos la señal eléctrica correspondiente al parámetro fisiológico


Una vez tenemos el circuito del sensor montado, ahora llega la hora de amplificar y filtrar. Para ello se han realizado 2 etapas amplificadoras donde cada etapa contiene un filtro paso altas a 0.7Hz aproximadamente para eliminar la señal de continua y un filtro paso bajo a 2.5Hz aproximadamente para suprimir el ruido de alta frecuencia. El circuito resultante es el que se muestra a continuación. La amplificación de cada etapa es de 101.


El circutio integrado utilizado es un LM358 que es basicamente el que teniamos a mano en el cajón de componentes ^_^. Con un CI sería suficiente para realizar este circuito ya que contiene 2 amplificadores operacionales.


Las 2 etapas de filtrado y amplificación convierten las señales PPG a señales cercanas a pulsos TTL sincronizados con el pulso del corazón. La frecuencia de estos pulsos está relacionado con los pulsos por minuto, BPM (Beat per Minute).

BPM = 60*frecuencia

El resultado obtenido recogido con el osciloscopio a la salida de las 2 etapas es el que se muestra a la izquierda.

Si ahora aplicamos una etapa nueva (Comparador)  que compara el resultado obtenido en el osciloscipio con una señal fija de 500mV aproximadamente, y la salida la conectamos a un LED, obtenemos el resultado que se muestra en el siguiente video.






4 comentarios:

  1. ¿El sensor CNY70 se conecta a la salida signal en el circuito ?

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  2. ¿Puedes poner el esquema del circuito entero? Es que me gustaría mucho montarlo, pero no me queda muy claro sin seguir exactamente el circuito.
    Gracias.

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  3. Excelente, ya tenia un prototipo, con esto he completado la información que necesitaba para usarlo con un microcontrolador de texas instruments, gracias :3

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