使用Arduino的心跳傳感器
心跳傳感器是一種用于測量心率即心跳速度的電子裝置。監測體溫、心率和血壓是我們為保持健康而做的基本事情。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202304/446047.htm為了測量體溫，我們使用溫度計和血壓計來監測動脈壓力或血壓。
心率可以通過兩種方式進行監測：一種方式是手動檢查手腕或脖子上的脈搏，另一種方式是使用心跳傳感器。
在這個項目中，我們使用Arduino和心跳傳感器設計了一個心率監測系統。你可以找到心跳傳感器的原理，心跳傳感器的工作原理和基于Arduino的心率監測系統，使用一個實用的心跳傳感器。
心跳傳感器簡介
監測心率對運動員、病人來說是非常重要的，因為它可以確定心臟的狀況（只是心率）。測量心率的方法有很多，最精確的是使用心電圖。
但監測心率更簡單的方法是使用心跳傳感器。它有不同的形狀和大小，可以即時測量心跳。
心跳傳感器可用于手表（智能手表）、智能手機、胸帶等。心跳的測量單位是每分鐘心跳次數或bpm，它表示心臟在一分鐘內收縮或擴張的次數。
心跳傳感器的原理
心跳傳感器的工作原理是光腦儀。根據這一原理，一個器官中血液量的變化是由通過該器官的光線強度的變化來測量的。
通常情況下，心跳傳感器的光源是一個紅外LED，而檢測器是任何光電檢測器，如光電二極管、LDR（光依賴電阻）或光電晶體管。
有了這兩個，即一個光源和一個檢測器，我們可以用兩種方式安排它們： 一個透射式傳感器和一個反射式傳感器。
在透射式傳感器中，光源和檢測器是面對面放置的，人的手指必須放在發射器和接收器之間。
另一方面，反射式傳感器的光源和檢測器彼此相鄰，人的手指必須放在傳感器的前面。
心跳傳感器的工作原理
一個簡單的心跳傳感器由一個傳感器和一個控制電路組成。心跳傳感器的傳感器部分由一個紅外LED和一個光電二極管組成，放在一個夾子里。
控制電路由一個運算放大器和其他一些幫助連接信號到微控制器的元件組成。如果我們看一下它的電路圖，就能更好地理解心跳傳感器的工作。
上面的電路顯示了手指式心跳傳感器，它通過檢測脈沖來工作。每一次心跳都會改變手指中的血液量，來自紅外LED的光線穿過手指，從而被光電二極管檢測到，也會發生變化。
光電二極管的輸出通過一個電容被賦予第一個運算放大器的非反相輸入，該電容阻斷了信號的直流成分。第一個運算放大器作為一個非反相放大器，其放大系數為1001。
第一個運算放大器的輸出被作為第二個運算放大器的輸入之一，該運算放大器作為一個比較器。第二個運算放大器的輸出觸發了一個晶體管，從該晶體管發出的信號被送給Arduino等微控制器。
這個電路中使用的運算放大器是LM358。它在同一個芯片上有兩個運算放大器。此外，使用的晶體管是BC547。當檢測到脈沖時，連接到晶體管的LED將閃爍。
使用心跳傳感器的基于Arduino的心率監測器的電路
下面的圖片顯示了使用心跳傳感器的基于Arduino的心率監測器的電路圖。該傳感器有一個夾子用于插入手指，并有三個針腳用于連接VCC、GND和數據。
心跳傳感器電路圖
所需元件
Arduino UNO x 1 [在此購買)
16 x 2 LCD顯示屏 x 1 [在此購買］
10KΩ電位器
330Ω電阻（可選 - 用于LCD背光）
按鍵
帶探針的心跳傳感器模塊（基于手指）
迷你面包板
連接線
心跳傳感器與Arduino連接的電路設計
使用心跳傳感器的基于Arduino的心率監測系統的電路設計非常簡單。首先，為了顯示以bpm為單位的心跳讀數，我們必須將一個16×2的LCD顯示器連接到Arduino UNO。
LCD模塊的4個數據引腳（D4、D5、D6和D7）被連接到Arduino UNO的1、1、1和1引腳。此外，一個10KΩ的電位器被連接到LCD的第3針腳（對比度調整針腳）。LCD的RS和E（針腳3和5）被連接到Arduino UNO的針腳1和1。
接下來，將心跳傳感器模塊的輸出連接到Arduino的模擬輸入針腳（針腳1）。
電路的工作
將代碼上傳到Arduino UNO，并接通系統電源。Arduino要求我們將手指放在傳感器中并按下開關。
將任何手指（除拇指外）放在傳感器的夾子里并按下開關（按鈕）。根據來自傳感器的數據，Arduino計算出心率并以bpm為單位顯示心跳。
當傳感器收集數據時，坐下來放松，不要搖晃電線，因為這可能導致錯誤的數值。
在LCD上顯示結果后，如果你想進行另一次測試，只需按下Arduino上的休息按鈕，再次啟動程序。
使用Arduino的心率監測器的應用
這里設計了一個涉及Arduino UNO、16×2 LCD和心跳傳感器模塊的簡單項目，可以計算出一個人的心率。
這個項目可以作為智能手表和其他昂貴的心率監測器的廉價替代品。
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