Модуль AD8232 специально разработан для обнаружения и обработки электрической активности сердца. Модуль обнаруживает эти сигналы, удаляет окружающий электрический «шум» и усиливает их, чтобы их можно было легче анализировать. Затем он выводит очищенный и усиленный сигнал в виде аналогового напряжения, которое может считать АЦП микроконтроллера. После преобразования в цифровую форму эти данные можно использовать для построения ЭКГ, или электрокардиограммы.
Комплектация
- Датчик ЭКГ x1
- Шлейф для подключения электродов x1
- Электрод x3
Контроль контакта электродов
Важной функцией модуля является способность обнаруживать, когда один из электродных контактов, называемых отведениями, прикреплён неправильно. Микросхема имеет два специальных вывода, LO+ и LO−, которые сообщают нам, когда один или оба отведения не подключены. Это важно, потому что отсутствующий или плохо закреплённый отвод может привести к неверным данным или их полному отсутствию.
Режим пониженного энергопотребления
Микросхема AD8232 имеет режим низкого энергопотребления, который можно активировать, подав на вывод SDN (Shutdown) низкий логический уровень, что значительно снижает потребление энергии. Это идеально для устройств с батарейным питанием, таких как портативные мониторы или фитнес-браслеты.
Если вы используете функцию обнаружения отрыва отведений, вы даже можете запрограммировать микроконтроллер на переход в режим ожидания одновременно с этим, экономя ещё больше энергии.
Кабель датчика и электроды ЭКГ
Модуль поставляется с кабелем, имеющим стандартный аудиоразъём 3,5 мм на одном конце и три небольших кнопочных разъёма на другом. Эти разъёмы используются для крепления электродов ЭКГ, которые представляют собой небольшие липкие подушечки. Снимаете защитную плёнку, приклеиваете подушечки к телу, а затем защёлкиваете на них разъёмы.
Имейте в виду, что электроды обычно годятся только для одного или двух использований, так как после первого отклеивания они теряют липкость и способность хорошо проводить электричество.
Электрические сигналы сердца чрезвычайно слабы, поэтому правильное размещение электродов имеет решающее значение для получения достоверных показаний.
Светодиодный индикатор и перемычка
Модуль также имеет небольшой светодиод, который мигает в такт сердцебиению. Это простой, но очень полезный способ быстро увидеть, работает ли устройство и улавливает ли оно сигнал. На модуле имеется перемычка, позволяющая включить этот светодиод. Производитель оставляет эту перемычку разомкнутой по умолчанию, чтобы снизить энергопотребление датчика, если он используется в портативных устройствах на батарейках.
Распиновка
- GND — общий.
- 3.3V — вывод питания; подключите его к источнику питания 3,3 В.
- OUTPUT — аналоговый выход, на который поступает усиленный и отфильтрованный сигнал сердца. Подключается к аналоговому выводу микроконтроллера.
- LO- и LO+ — выводы обнаружения отрыва отведений.
- SDN (Shutdown) — вывод, который переводит микросхему в режим пониженного энергопотребления для экономии энергии. Для этого подайте на вывод НИЗКОЕ напряжение.
- RA, LA и RL — альтернативные выводы для подключения пользовательских датчиков или электродов. Они обозначают Right Arm (правая рука), Left Arm (левая рука) и Right Leg (правая нога) соответственно.
Размещение электродов
Электроды имеют простую систему обозначений: RA, LA и RL, что означает Right Arm (правая рука), Left Arm (левая рука) и Right Leg (правая нога). RA и LA помогают модулю измерять разность электрических потенциалов между правой рукой и левой рукой. RL обеспечивает опорную точку для подавления шума.
Кабели обычно имеют цветовую маркировку в соответствии со стандартной схемой, основанной на так называемом треугольнике Эйнтховена.
Один из распространённых методов — размещение электродов на предплечьях и правой ноге, как показано на первой схеме. Другой вариант — размещение их на груди, при этом электроды RA и LA располагаются возле плеч или в верхней части груди, а электрод RL — чуть выше правого бедра, как показано на второй схеме.
Пример
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
const int SENSOR_PIN = A0; const int LO_POS_PIN = 8; const int LO_NEG_PIN = 9; void setup() { // инициализация последовательной связи: Serial.begin(9600); // Настройка для обнаружения отрыва отведений pinMode(LO_POS_PIN, INPUT); pinMode(LO_NEG_PIN, INPUT); } void loop() { if ((digitalRead(LO_POS_PIN) == 1) || (digitalRead(LO_NEG_PIN) == 1)) { Serial.println('!'); } else { Serial.println(analogRead(SENSOR_PIN)); } //Небольшая задержка, чтобы последовательные данные не насыщались delay(1); } |
После загрузки данного скетча в Arduino необходимо открыть монитор последовательного порта и убедиться, что скорость передачи данных установлена на 9600. В мониторе порта начнут выводиться числа.
Хотя за изменением этих чисел можно наблюдать прямо в мониторе последовательного порта, гораздо проще понять происходящее, если посмотреть на сигнал в виде графика. Для этого нужно открыть плоттер последовательного порта в Arduino IDE, перейдя в Tools → Serial Plotter. После открытия появится график, движущийся в такт сердцебиению. Если электроды размещены правильно и тело остаётся неподвижным, сигнал будет выглядеть как плавный повторяющийся паттерн — это ЭКГ, или электрокардиограмма.
