Sistem Monitor Detak Jantung menggunakan Arduino dan Sensor Detak Jantung

Sensor Detak Jantung adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur denyut jantung, yaitu kecepatan detak jantung. Memantau suhu tubuh, detak jantung, dan tekanan darah adalah hal dasar yang kami lakukan untuk menjaga kesehatan.

Untuk mengukur suhu tubuh, kami menggunakan termometer dan sphygmomanometer untuk memantau Tekanan Arteri atau Tekanan Darah.

Denyut Jantung dapat dipantau dengan dua cara: satu cara adalah dengan memeriksa denyut nadi secara manual baik di pergelangan tangan atau leher dan cara lainnya adalah dengan menggunakan Sensor Detak Jantung.

Dalam proyek ini, kami telah merancang Sistem Monitor Detak Jantung menggunakan Arduino dan Sensor Detak Jantung. Anda dapat menemukan Prinsip Sensor Detak Jantung, kerja Sensor Detak Jantung dan Sistem Pemantauan Detak Jantung berbasis Arduino menggunakan Sensor detak jantung praktis. 

Pengantar Sensor Detak Jantung

Pemantauan detak jantung sangat penting bagi para atlet, pasien karena menentukan kondisi jantung (hanya detak jantung). Ada banyak cara untuk mengukur detak jantung dan yang paling tepat adalah menggunakan Elektrokardiografi

Tetapi cara yang lebih mudah untuk memonitor detak jantung adalah dengan menggunakan Sensor Detak Jantung. Muncul dalam berbagai bentuk dan ukuran dan memungkinkan cara instan untuk mengukur detak jantung.

Sensor Detak Jantung tersedia di Jam Tangan (Jam Tangan Pintar), Ponsel Pintar, tali dada, dll. Detak jantung diukur dalam denyut per menit atau bpm, yang menunjukkan berapa kali jantung berkontraksi atau melebar dalam satu menit. 

Prinsip Sensor Detak Jantung

Prinsip di balik kerja Sensor Detak Jantung adalah Photoplethysmograph. Menurut prinsip ini, perubahan volume darah dalam suatu organ diukur dengan perubahan intensitas cahaya yang melewati organ itu.

Biasanya, sumber cahaya dalam sensor detak jantung adalah LED IR dan detektornya adalah Detektor Foto seperti Photo Diode, LDR (Light Dependent Resistor) atau Photo Transistor.

Dengan dua sumber cahaya dan detektor ini, kita dapat mengaturnya dengan dua cara: Sensor Transmisif dan Sensor Reflektif.

Dalam Sensor Transmissive, sumber cahaya dan detektor ditempatkan saling berhadapan dan jari orang tersebut harus ditempatkan di antara pemancar dan penerima.

Sensor reflektif, di sisi lain, memiliki sumber cahaya dan detektor yang berdekatan satu sama lain dan jari orang tersebut harus diletakkan di depan sensor. 

Bekerja Sensor Detak Jantung

Sensor Detak Jantung sederhana terdiri dari sensor dan sirkuit kontrol. Bagian sensor dari Heartbeat Sensor terdiri dari LED IR dan Photo Diode yang ditempatkan dalam klip.

Sirkuit Kontrol terdiri dari IC Op-Amp dan beberapa komponen lainnya yang membantu menghubungkan sinyal ke Mikrokontroler. Cara kerja Sensor Detak Jantung dapat dipahami dengan lebih baik jika kita melihat diagram sirkuitnya.

Sirkuit di atas menunjukkan sensor detak jantung tipe jari, yang berfungsi dengan mendeteksi pulsa. Setiap detak jantung akan mengubah jumlah darah di jari dan cahaya dari LED IR yang melewati jari dan dengan demikian terdeteksi oleh Dioda Foto juga akan bervariasi.

Output dari dioda foto diberikan ke input non-pembalik op-amp pertama melalui kapasitor, yang menghalangi Komponen DC sinyal. Op-amp pertama kucing sebagai penguat non-pembalik dengan faktor amplifikasi 1001.

Output dari op-amp pertama diberikan sebagai salah satu input untuk op-amp kedua, yang bertindak sebagai pembanding. Keluaran dari op - amp kedua memicu transistor, dari mana, sinyal diberikan kepada mikrokontroler seperti Arduino.

Op - amp yang digunakan dalam rangkaian ini adalah LM358. Ia memiliki dua op-amp pada chip yang sama. Juga, transistor yang digunakan adalah BC547. LED, yang terhubung ke transistor, akan berkedip ketika pulsa terdeteksi.

Sirkuit Monitor Detak Jantung berbasis Arduino menggunakan Sensor Detak Jantung

Gambar berikut menunjukkan diagram rangkaian Monitor Detak Jantung berbasis Arduino menggunakan Sensor Detak Jantung. Sensor memiliki klip untuk memasukkan jari dan memiliki tiga pin yang keluar untuk menghubungkan VCC, GND dan Data. 

Komponen yang Dibutuhkan

• Arduino UNO x 1 
• 16 x 2 Layar LCD x 1
• 10KΩ Potensiometer 
• 330Ω Resistor (Opsional - untuk lampu latar LCD) 
• Tekan tombol 
• Modul Sensor Detak Jantung dengan Probe (berbasis jari) 
• Papan tempat memotong roti mini 
• Menghubungkan Kabel 

Desain Sirkuit Sensor Detak Jantung Interfacing dengan Arduino

Desain sirkuit sistem monitor Detak Jantung berbasis Arduino menggunakan Sensor detak jantung sangat sederhana. Pertama, untuk menampilkan pembacaan detak jantung dalam bpm, kita harus menghubungkan Layar LCD 16 × 2 ke Arduino UNO.

4 pin data pada Modul LCD (D4, D5, D6, dan D7) terhubung ke Pin 1, 1, 1, dan 1 dari Arduino UNO. Juga, Potensiometer 10KΩ terhubung ke Pin 3 LCD (pin penyesuaian kontras). RS dan E (Pin 3 dan 5) LCD terhubung ke Pin 1 dan 1 dari Arduino UNO.

Selanjutnya, hubungkan output Modul Sensor Detak Jantung ke Pin Input Analog (Pin 1) Arduino. 

Bekerja di Sirkuit

Unggah kode ke Arduino UNO dan Power di sistem. Arduino meminta kita untuk meletakkan jari kita di sensor dan menekan sakelar.

Letakkan jari apa pun (kecuali Thumb) dalam klip sensor dan tekan tombol (tombol). Berdasarkan data dari sensor, Arduino menghitung detak jantung dan menampilkan detak jantung dalam bpm.

Saat sensor mengumpulkan data, duduk dan rileks dan jangan menggoyangkan kabel karena dapat menghasilkan nilai yang salah.

Setelah hasilnya ditampilkan pada LCD, jika Anda ingin melakukan tes lain, cukup tekan tombol rest pada Arduino dan mulai prosedur sekali lagi. 

CODE

	#include <LiquidCrystal.h>
	LiquidCrystal lcd(6, 5, 3, 2, 1, 0);
	int data=A0;
	int start=7;
	int count=0;
	unsigned long temp=0;
	byte customChar1[8] = {0b00000,0b00000,0b00011,0b00111,0b01111,0b01111,0b01111,0b01111};
	byte customChar2[8] = {0b00000,0b11000,0b11100,0b11110,0b11111,0b11111,0b11111,0b11111};
	byte customChar3[8] = {0b00000,0b00011,0b00111,0b01111,0b11111,0b11111,0b11111,0b11111};
	byte customChar4[8] = {0b00000,0b10000,0b11000,0b11100,0b11110,0b11110,0b11110,0b11110};
	byte customChar5[8] = {0b00111,0b00011,0b00001,0b00000,0b00000,0b00000,0b00000,0b00000};
	byte customChar6[8] = {0b11111,0b11111,0b11111,0b11111,0b01111,0b00111,0b00011,0b00001};
	byte customChar7[8] = {0b11111,0b11111,0b11111,0b11111,0b11110,0b11100,0b11000,0b10000};
	byte customChar8[8] = {0b11100,0b11000,0b10000,0b00000,0b00000,0b00000,0b00000,0b00000};
	void setup()
	{
	lcd.begin(16, 2);
	lcd.createChar(1, customChar1);
	lcd.createChar(2, customChar2);
	lcd.createChar(3, customChar3);
	lcd.createChar(4, customChar4);
	lcd.createChar(5, customChar5);
	lcd.createChar(6, customChar6);
	lcd.createChar(7, customChar7);
	lcd.createChar(8, customChar8);
	pinMode(data,INPUT);
	pinMode(start,INPUT_PULLUP);
	}
	void loop()
	{
	lcd.setCursor(0, 0);
	lcd.print("Place The Finger");
	lcd.setCursor(0, 1);
	lcd.print("And Press Start");
	while(digitalRead(start)>0);
	lcd.clear();
	temp=millis();
	while(millis()<(temp+10000))
	{
	if(analogRead(data)<100)
	{
	count=count+1;
	lcd.setCursor(6, 0);
	lcd.write(byte(1));
	lcd.setCursor(7, 0);
	lcd.write(byte(2));
	lcd.setCursor(8, 0);
	lcd.write(byte(3));
	lcd.setCursor(9, 0);
	lcd.write(byte(4));
	lcd.setCursor(6, 1);
	lcd.write(byte(5));
	lcd.setCursor(7, 1);
	lcd.write(byte(6));
	lcd.setCursor(8, 1);
	lcd.write(byte(7));
	lcd.setCursor(9, 1);
	lcd.write(byte(8));
	while(analogRead(data)<100);
	lcd.clear();
	}
	}
	lcd.clear();
	lcd.setCursor(0, 0);
	count=count*6;
	lcd.setCursor(2, 0);
	lcd.write(byte(1));
	lcd.setCursor(3, 0);
	lcd.write(byte(2));
	lcd.setCursor(4, 0);
	lcd.write(byte(3));
	lcd.setCursor(5, 0);
	lcd.write(byte(4));
	lcd.setCursor(2, 1);
	lcd.write(byte(5));
	lcd.setCursor(3, 1);
	lcd.write(byte(6));
	lcd.setCursor(4, 1);
	lcd.write(byte(7));
	lcd.setCursor(5, 1);
	lcd.write(byte(8));
	lcd.setCursor(7, 1);
	lcd.print(count);
	lcd.print(" BPM");
	temp=0;
	while(1);
	}

view rawheartbeatArduino.ino hosted with  by GitHub