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[经验] 【Arduino】108种传感器模块系列实验(95)--- XD-58C心率传感器

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-7-2 05:13
  • 签到天数: 380 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2019-8-11 18:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 eagler8 于 2019-8-30 08:57 编辑

    37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。

    【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)

    实验九十五:XD-58C pulsesensor光学心率脉搏生物模拟传感器

    脉搏传感器是用来测试心跳速率的传感器,学生、艺术家、运动员、创造者、游戏或者移动终端开发人员,可以开发出和心率有关的互动作品。传感器可以戴在手指或者耳垂上,通过互联线可以与Arduino相连。它还有一个开源的app程序,可以实时的把您的心率用图线显示出来。实质是一款集成了放大电路和噪声消除电路的光学心率传感器。

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    开心
    2020-7-2 05:13
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    [LV.9]以坛为家II

     楼主| 发表于 2019-8-13 18:00 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-12-3 18:44 编辑

    Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:
    一块扩展板完成Arduino的10类37项实验(代码+图形+仿真)
    https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
    实验一:干簧管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
    实验二:光敏电阻传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
    实验三:微波雷达感应开关模块
    https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
    实验四:振动传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
    实验五:热敏电阻温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
    实验六:KY-038高感度声音传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
    实验七:旋转电位器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
    实验八:湿度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
    实验九:火焰(红外线)传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
    实验十:敲击传感器模块KY-031
    https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
    实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
    https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
    实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
    实验十三:触摸传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
    实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
    https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
    实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
    https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
    实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
    https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
    实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
    实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
    https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
    实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
    实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
    https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
    实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
    https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
    实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
    https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
    实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
    https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
    实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
    https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
    实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
    https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
    实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
    https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
    实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
    实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
    https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
    实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
    https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
    实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
    https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
    实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
    https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
    实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
    https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
    实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
    https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
    实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
    https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
    实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
    https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
    实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
    https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
    实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
    实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
    https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
    实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
    实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
    https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
    实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
    实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
    实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
    实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
    https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
    实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
    https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
    实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
    https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
    实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
    https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
    实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
    https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
    https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
    实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
    https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
    实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
    实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
    实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
    https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
    实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
    https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
    实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
    实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
    https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
    实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(通用款)
    https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
    实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
    https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
    实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
    https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
    实验六十一: 直条8位 WS2812B 5050 RGB LED全彩模块
    https://www.arduino.cn/thread-90147-1-1.html
    实验六十二:电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90149-1-1.html
    实验六十三: 1排4键薄膜开关 Arduino扩展键盘模块控制面板
    https://www.arduino.cn/thread-90150-1-1.html
    实验六十四: TCS3200D颜色识别传感器(可编程彩色光频模块)
    https://www.arduino.cn/thread-90168-1-1.html
    实验六十五: 5MM三色RGB全彩LED模块颜色传感器KY-016
    https://www.arduino.cn/thread-90400-1-1.html
    实验六十六: TCRT5000红外反射光电开关寻迹传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-90402-1-1.html
    实验六十七:HC-SR501 热释电人体红外感应传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-90404-1-1.html
    实验六十八: GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90411-1-1.html
    实验六十九: AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC
    https://www.arduino.cn/thread-90412-1-1.html
    实验七十: GY-30 数字光强度传感器模块(BH1750FVI芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-90413-1-1.html
    实验七十一:电容式土壤湿度传感器模块(TL555I)
    https://www.arduino.cn/thread-90471-1-1.html
    实验七十二:HX1838红外无线遥控套件红外扩展模块(遥控器+接收板)
    https://www.arduino.cn/thread-90473-1-1.html
    实验七十三:人体秤50kg称重传感器模块(电阻应变半桥式)
    https://www.arduino.cn/thread-90545-1-1.html
    实验七十四:4位LED数码管显示模块0.36英寸亮度可调带时钟点( TM1637)
    https://www.arduino.cn/thread-90546-1-1.html
    实验七十五: GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块 (带大天线)
    https://www.arduino.cn/thread-90547-1-1.html
    实验七十六:TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
    https://www.arduino.cn/thread-90549-1-1.html
    实验七十七: 2路继电器模块 带光耦保护Arduino扩展板
    https://www.arduino.cn/thread-90557-1-1.html
    实验七十八: LGT8F328P LQFP32 MiniEVB开发板(替代NANO V3.0 )
    https://www.arduino.cn/thread-90724-1-1.html
    实验七十九: 模拟灰度传感器 (反射式光电模块)
    https://www.arduino.cn/thread-90725-1-1.html
    实验八十: ov7670摄像头模块30W采集拍照模组(替OV7725)
    https://www.arduino.cn/thread-90726-1-1.html
    实验八十一:槽型光耦对射光电开关模块(红外计数测速传感器)
    https://www.arduino.cn/thread-90833-1-1.html
    实验八十二: MQ135空气质量检测传感器模块(有害物体 氨气 硫化物检测)
    https://www.arduino.cn/thread-90834-1-1.html
    实验八十三: 4路TTP224电容式触摸模块 人体数字触摸传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90835-1-1.html
    实验八十四: 8位LED数码管MAX7219模块(支持级联八位串行3个IO口控制)
    https://www.arduino.cn/thread-90864-1-1.html
    实验八十五:开源 Mini MP3 Player SD卡播放器模块(YX5200-24SS)
    https://www.arduino.cn/thread-90865-1-1.html
    实验八十六: 180度SG90舵机模块(模拟9G)
    https://www.arduino.cn/thread-91033-1-1.html
    实验八十七: DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器 时钟(带电池)
    https://www.arduino.cn/thread-91034-1-1.html
    实验八十八: LCD1602液晶屏5V显示模块
    https://www.arduino.cn/thread-91047-1-1.html
    实验八十九: WS2812B-4*4位 RGB LED 全彩驱动16位彩灯开发板模块
    https://www.arduino.cn/thread-91048-1-1.html
    实验九十:步进电机+ULN2003驱动板 4相 5线 5V步进电机模组
    https://www.arduino.cn/thread-91049-1-1.html
    实验九十一: 1号霍尔水流量传感器咖啡机直饮机流量监控模块
    https://www.arduino.cn/thread-91241-1-1.html
    实验九十二:8位 5V-3V IIC UART SPI TTL双向电平转换模块
    https://www.arduino.cn/thread-91242-1-1.html
    实验九十三: CSR8350 蓝牙V4.1立体声音乐模块(带功放)
    https://www.arduino.cn/thread-91243-1-1.html
    实验九十四: 4X4矩阵形薄膜键盘模块轻触开关模组
    https://www.arduino.cn/thread-91244-1-1.html
    实验九十五:XD-58C pulsesensor光学心率脉搏生物模拟传感器
    https://www.arduino.cn/thread-91245-1-1.html
    实验九十六: 433M无线发射接收模块 超再生防盗报警无线模组
    https://www.arduino.cn/thread-91247-1-1.html
    实验九十七: 0.96寸I2C IIC通信128*64显示器 OLED液晶屏模块
    https://www.arduino.cn/thread-91514-1-1.html
    实验九十八: L298N电机驱动板模块直流步进电机智能机器人小车模组
    https://www.arduino.cn/thread-91515-1-1.html
    实验九十九: APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB红外手势传感器 方向识别模块
    https://www.arduino.cn/thread-91516-1-1.html
    实验一百: AT-09蓝牙4.0BLE 模块 串口引出 CC2541兼容HM-10模块
    https://www.arduino.cn/thread-91517-1-1.html
    实验一百零一: 10段LED发光条MT102510AG数码显示光柱模块
    https://www.arduino.cn/thread-91518-1-1.html
    实验一百零二:MFRC-522 RC522 RFID射频 IC卡感应模块读卡器S50复旦卡模组
    https://www.arduino.cn/thread-91519-1-1.html
    实验一百零三: 8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 模组
    https://www.arduino.cn/thread-91520-1-1.html
    实验一百零四: MAX30102血氧仪手腕心率脉搏检测心跳传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-91521-1-1.html
    实验一百零五:12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环
    https://www.arduino.cn/thread-91522-1-1.html
    实验一百零六: TM1638按键数码管LED显示模组8位数码管\LED\按键智控模块
    https://www.arduino.cn/thread-91523-1-1.html
    实验一百零七: 2262/2272四路无线遥控M4非锁接收板 配四键无线遥控器模组
    https://www.arduino.cn/thread-91524-1-1.html
    实验一百零八: 16X16点阵LED汉字显示屏模块UART接口
    https://www.arduino.cn/thread-91526-1-1.html
    实验一百零九:模拟量 压电陶瓷振动发电传感器 压电单片机模块 3PIN
    https://www.arduino.cn/thread-91827-1-3.html
    实验一百一十:US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
    https://www.arduino.cn/thread-91829-1-1.html
    实验一百一十一: IIC/I2C/接口 PCF8574 扩展板 LCD1602/LCD2004转接板模块
    https://www.arduino.cn/thread-91830-1-1.html
    实验一百一十二: MPU-6050模块 三轴加速度 电子陀螺仪6DOF GY-521传感器
    https://www.arduino.cn/thread-91832-1-1.html
    实验一百一十三: 电源模块3.3V 5V 12V多路输出 DC-DC电压转换模块
    https://www.arduino.cn/thread-91834-1-1.html
    实验一百一十四: JDY-31蓝牙转串口适配器SPP模块组无线透传 替换HC-05/06从机
    https://www.arduino.cn/thread-91835-1-1.html
    实验一百一十五: 震动马达模块 高低电平振动小电机 智能可穿戴式产品震动提醒模块
    https://www.arduino.cn/thread-91836-1-1.html
    实验一百一十六:NRF24L01+ 无线模块 功率加强版 2.4G无线收发通信模块 黑金刚
    https://www.arduino.cn/thread-91837-1-1.html
    实验一百一十七:蓝色诺基亚5110屏 LCD液晶屏模块 兼容3310 LCD
    https://www.arduino.cn/thread-91838-1-1.html
    实验一百一十八:US-015 高分辨超声波测距模块 超声波传感器 US-020升级版
    https://www.arduino.cn/thread-91839-1-1.html
    实验一百一十九:HB100微波雷达感应模块 10.525GHz多普勒探测器探头传感器
    https://www.arduino.cn/thread-91840-1-1.html
    实验一百二十: SIM800L GPRS 转接板GSM模块 microSIM卡带天线4频通讯模块
    https://www.arduino.cn/thread-91841-1-1.html
    实验一百二十一:五向导航按键模块 5D摇杆 单片机 独立键盘开关 按钮 Your Cee
    https://www.arduino.cn/thread-91842-1-1.html
    实验一百二十二: BBC microbit micro:bit,bit go,bit club python图形编程开发板
    https://www.arduino.cn/thread-91888-1-1.html
    实验一百二十三: P10单红V706模组  32*16单元板LED显示屏
    https://www.arduino.cn/thread-91889-1-1.html
    实验一百二十四: PS2鼠标 键盘插座接口 PS2模块
    https://www.arduino.cn/thread-91893-1-1.html
    实验一百二十五: 升级版 WeMos D1 R2 WiFi UNO 开发板 基于ESP8266
    https://www.arduino.cn/thread-92178-1-1.html
    实验一百二十六:JQ6500语音模块 MP3模块 MCU串口控制播报一对一5路控制
    https://www.arduino.cn/thread-92179-1-1.html
    实验一百二十七:JoyStick Shield PS2游戏摇杆扩展板 模拟键盘鼠标功能 大摇杆
    https://www.arduino.cn/thread-92180-1-1.html
    实验一百二十八:日本夏普SHARP PM2.5 灰尘/粉尘传感器 GP2Y1014AU0F 带线
    https://www.arduino.cn/thread-92181-1-1.html
    实验一百二十九:GY-302 数字量光强度检测 光照传感器 BH1750FVI 光线检测模块
    https://www.arduino.cn/thread-92182-1-1.html
    实验一百三十:Multi-function Shield多功能扩展板(12合1版)
    https://www.arduino.cn/thread-92184-1-1.html
    实验一百三十一:24位 WS2812 5050 RGB LED 内置全彩驱动彩灯 圆形开发板
    https://www.arduino.cn/thread-92185-1-1.html
    实验一百三十二:WT588D语音模块 可反复擦写语音下载16P-16M 蓝板HW-708
    https://www.arduino.cn/thread-92186-1-1.html
    实验一百三十三:夏普GP2Y0A02YK0F 红外测距传感器模块 20-150cm 距离传感器
    https://www.arduino.cn/thread-92187-1-1.html
    实验一百三十四:2004A液晶屏 字符显示模块LCD/LCM 蓝屏5V(带背光 IIC/I2C)
    https://www.arduino.cn/thread-92188-1-1.html
    实验一百三十五:ESP8266机智云开发板 ESP12F wifi模块(云端智能硬件套件)
    https://www.arduino.cn/thread-92189-1-1.html
    实验一百三十六:IIC I2C电平转换模块 5-3v系统兼容 2路 传感器模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-92403-1-1.html
    实验一百三十七:中文TTS文字转语音合成模块 替代SYN6288和XFS5152
    https://www.arduino.cn/thread-92404-1-1.html
    实验一百三十八:电流互感器模块 5A量程 单相 交流电流传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-92405-1-1.html
    实验一百三十九:YL-004老款20按键独立键盘 跑马灯矩阵键盘模块
    https://www.arduino.cn/thread-92406-1-1.html
    实验一百四十:KY-027 魔术光杯 for UNO 魔术光环模块
    https://www.arduino.cn/thread-92407-1-1.html
    实验一百四十一:LCD1602 字符液晶屏 输入输出扩展板 LCD Keypad Shield
    https://www.arduino.cn/thread-92408-1-1.html
    实验一百四十二:I2C接口I/O扩展模块 支持级联PCF8574T模块
    https://www.arduino.cn/thread-92409-1-1.html
    实验一百四十三:Ethernet W5100 网络扩展板 SD卡扩展模块 支持MEGA
    https://www.arduino.cn/thread-92410-1-1.html
    实验一百四十四:0.91寸OLED液晶屏显示模块 IIC 12832液晶屏 兼容3.3v-5V
    https://www.arduino.cn/thread-92411-1-1.html
    实验一百四十五:MT8870 DTMF语音解码板模块 电话拨号控制音频解码处理电路
    https://www.arduino.cn/thread-92412-1-1.html
    实验一百四十六:64位 WS2812B8*8 xRGB 5050 LED模块 ws2812s像素点阵屏
    https://www.arduino.cn/thread-92413-1-1.html
    实验一百四十七:E18-D80NK 红外避障传感器 接近开关 智能小车 3-80cm
    https://www.arduino.cn/thread-92414-1-1.html
    实验一百四十八:MCU mini RS232 MAX3232电平转TTL电平转换板 串口转换板
    https://www.arduino.cn/thread-92415-1-1.html
    实验一百四十九:AS608光学指纹识别模块 智能锁/考勤门禁开发/指纹采集模块
    https://www.arduino.cn/thread-92416-1-1.html
    实验一百五十:RCWL-0531心律血氧模块绿版MAX30102脉搏传感器(适用于手腕)
    https://www.arduino.cn/thread-92417-1-1.html
    实验一百五十一:基于STM32F103RCT6及多种传感器的UFUN2.0升级开发板
    https://www.arduino.cn/thread-93214-1-1.html
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     楼主| 发表于 2019-8-20 07:32 | 显示全部楼层
    脉搏(英语:Pulse)
    为人体表可触摸到的动脉搏动。人体循环系统由心脏、血管、血液所组成,负责人体氧气、二氧化碳、养分及废物的运送。血液经由心脏的左心室收缩而挤压流入主动脉,随即传递到全身动脉。动脉为富有弹性的结缔组织与肌肉所形成管路。当大量血液进入动脉将使动脉压力变大而使管径扩张,在体表较浅处动脉即可感受到此扩张,即所谓的脉搏。正常人的脉搏和心跳是一致的。正常成人为60到100次/分,常为每分钟70-80次,平均约72次/分。老年人较慢,为55到60次/分。脉搏的频率受年龄和性别的影响,胎儿每分钟110—160次,婴儿每分钟120-140次,幼儿每分钟90-100次,学龄期儿童每分钟80-90次。

    脉搏即动脉搏动,脉搏频率即脉率。正常人脉率规则,不会出现脉搏间隔时间长短不一的现象。正常人脉搏强弱均等,不会出现强弱交替的现象。另外,运动和情绪激动时可使脉搏增快,而休息,睡眠则使脉搏减慢。成人脉率每分钟超过100次,称为心动过速;每分钟低于60次,称为心动过缓。临床上有许多疾病,特别是心脏病可使脉搏发生变化。因此,测量脉搏对病人来讲是一个不可缺少的检查项目。中医更将切脉作为诊治疾病的主要方法。心动周期中,由于心室收缩和舒张的交替进行脉管发生周期性扩张和回位的搏动。病情危重,特别是临终前脉搏的次数和脉率都会发生明显的变化。脉搏的变化也是医生对病人诊断的其中一项依据。

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     楼主| 发表于 2019-8-20 09:00 | 显示全部楼层
    光电式脉搏传感器的原理
    光学脉搏波传感器的原理是通过检测绿色LED发出的光随血管容积的变化,光的吸收量也发生变化,从而得到了脉搏波。根据郎伯-比尔(lamber-beer)定律,物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比,当恒定波长的光照射到人体组织上时,通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的,在人体指尖,组织中的动脉成分含量高,而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较薄,透过手指后检测到的光强相对较大,因此光电式脉搏传感器的测量部位通常在人体指尖。手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织,其中非血液组织的光吸收量是恒定的,而在血液中,静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的,可以忽略,因此可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的,那么在恒定波长的光源的照射下,通过检测透过手指的光强可以间接测量到人体的脉搏信号。
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     楼主| 发表于 2019-8-20 09:10 | 显示全部楼层
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    脉搏传感器
    指的是用于检测脉搏相关信号的传感器。脉搏指的是动脉搏动,脉搏传感器即是用来检测动脉搏动时产生的压力变化,将之转换成可以被更直观观察和检测的电信号。脉搏传感器按照输出方式有模拟输出、数字输出两种。按照采集信号的方式主要可以分为压电式、压阻式、光电式等三种。其中压电式和压阻式通过微压力型的材料(压电片、电桥等)将脉搏跳动的压力过程转换为信号输出。光电式脉搏传感器则通过反射或对射式的方式,将血管在脉搏跳动过程中透光率的变化转换为信号输出。脉搏传感器主要应用在医疗设备、教学设备,教学实训等领域,如血氧测量、心率监测、中医脉象诊断等等。脉搏传感器按照输出方式有模拟输出、数字输出两种。按照采集信号的方式主要可以分为压电式、压阻式、光电式等三种,其中光电式多数为红外光。红外脉搏传感器,利用特定波长红外线(典型的有570、870um)对血管末端血液微循环产生的血液容积的变化的敏感特性,检测由于心脏的跳动,引起指尖的血液中血氧蛋白含量变化,经过信号放大、调整等电路处理后,可以输出同步于脉搏跳动的脉冲信号,从而计算出脉率,也可以输出反映指尖血容积变化的完整的脉搏波波形信号。主要应用于临床上脉率的测量、监测和脉搏波的病理分析。还可计算血氧饱和度。

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     楼主| 发表于 2019-8-20 09:26 | 显示全部楼层
    一般用绿光-- 红光作为测量光源
    早起多数采用红光为光源,随着进一步的研究和对比,绿光作为光源得到的信号更好,信噪比也比其他光源好些,所以现在大部分穿戴设备采用绿光为光源。但是考虑到皮肤情况的不用(肤色、汗水),高端产品会根据情况自动使用换绿光、红光和IR多种光源。绿光作为光源的几个特点:

           1. 皮肤的黑色素会吸收大量波长较短的波
           2. 皮肤上的水份也会吸收大量的UV和IR部分的光
           3. 进入皮肤组织的绿光(500nm)-- 黄光(600nm)大部分会被红细胞吸收
           4. 红光和接近IR的光相比其他波长的光更容易穿过皮肤组织
           5. 血液要比其他组织吸收更多的光
           6. 相比红光,绿(绿-黄)光能被氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收

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     楼主| 发表于 2019-8-20 10:51 | 显示全部楼层
    PulseSensor 是一款用于脉搏心率测量的光电反射式模拟传感器。将其佩戴于 手指或耳垂等处,通过导线连接可将采集到的模拟信号传输给 Arduino 等单片 机用来转换为数字信号,再通过 arduino 单片机简单计算后就可以得到心率数 值,此外还可将脉搏波形上传到电脑上显示波形。PulseSensor 是一款开源硬 件,目前国外官网上已有其对应的 arduino 程序和上位机 Processing 程序, 其适用于心率方面的科学研究和教学演示,也非常适合用于二次开发。

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     楼主| 发表于 2019-8-20 11:25 | 显示全部楼层
    模块参数
    电路板直径:16mm
    电路板厚度:1.6mm(普通 PCB 板厚度)
    LED 峰值波长:515nm
    供电电压:3.3v 或 5v 均可
    输出信号类型:模拟信号
    输出信号大小:0~3.3v(3.3v 电源)或 0~5v(5v 电源)

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     楼主| 发表于 2019-8-20 11:39 | 显示全部楼层
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     楼主| 发表于 2019-8-20 11:56 | 显示全部楼层
    [mw_shl_code=arduino,true]/*
    【Arduino】108种传感器模块系列实验(95)
    实验九十五:pulsesensor光学心率脉搏生物模拟传感器
    */

    int ledPin = 13;
    int sensorPin = 0;

    double alpha = 0.75;
    int period = 20;
    double change = 0.0;

    void setup()
    {
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
    Serial.begin(115200);
    }

    void loop()
    {
    static double oldValue = 0;
    static double oldChange = 0;
    int rawValue = analogRead(sensorPin);
    double value = alpha * oldValue + (1 - alpha) * rawValue;
    Serial.println(value);

    oldValue = value;
    delay(period);
    delay(10);
    }
    [/mw_shl_code]
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