生体センシングしてみる~脈波編~

脈拍を0と1のデジタル信号だとすると,脈波はアナログ信号のイメージ.

脈波のピークを1,それ以外を0だと見なしたら脈拍になるって感じ.

今回はこの脈波をフォトリクレクタで計測します.まぁよくやられているやつです.

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回路の紹介

使用したもの

  • Arduino Nano
  • フォトリフレクタ(LBR-12HLD)
  • 抵抗(100 Ω x 2, 1 kΩ x 1)  

回路図はフォトリフレクタデータシートを同じです.

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 測定の結果

 

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Analog Pinで得られた電圧を示したものが上の図

心拍数が1回/1秒くらいだとすれば,大体あってそうです.

ただ,ノイズが乗っているのと電位差が小さいのでフィルタ処理してオペアンプで増幅した方がよさげ.

少し抵抗値やプログラムが違いますが,実験時の動画が以下の動画

youtu.be

プログラムの紹介

ソースコードのアップロードの仕方が分かんないんだけど,,,

ローカルフォルダをgithub上のリポジトリにするにはどうすればいいんだ,,,

ということで今後アップします.

計測原理の紹介

指に向かって光(LED)を照射したときの反射光or透過光を受光器(フォトトランジスタ)で計測.

このとき,”赤血球の光を吸収する特性”によって光の一部が吸収される.

赤血球の量が流量に比例する,流路(血管)の断面積が一定だとするとかいろいろ仮定してみると,心臓の圧力が増加すれば赤血球の量と吸収する量も増加する.

(ベルヌーイの式とか連続の式(流体の質量保存則)とか使えば定式化するかも)

ってことは反射光と透過光が減少するので受光器の値が変化する.

最後に

運動している人に取り付けたりすると運動ノイズが乗ると思うんだけど,筋電センサの応用だけど差動増幅にすればそういったノイズ除去はできるんじゃないかなと思いつつ