Hier auf instructables (https://www.instructables.com/ECG-With-PPG-Using-Arduino/) bin ich auf ein interessantes Projekt gestoßen und zwar ein sog. PPG (engl. photoplethysmogram , zu deutsch Photoplethysmographie).
Die Photoplethysmographie basiert auf der Absorption und Streuung von Licht durch das Gewebe. Ein optischer Sensor, oft in Form einer Leuchtdiode (LED) und eines Fotodetektors, wird auf die Haut aufgebracht, typischerweise an den Fingerkuppen oder am Ohrläppchen. Die Photoplethysmographie arbeitet mit Infrarotlicht einer definierten Wellenlänge, das in die Haut eingestrahlt und dort teils reflektiert, teils absorbiert wird. In welchem Verhältnis hängt davon ab, wie stark die oberflächlichen Venen und Kapillaren in der Haut mit Blut gefüllt sind. Auf diese Weise lässt sich u.a. der periodische Blutfluss/Puls detektieren.
Der zugehörige Schaltplan ist sehr einfach. Man benötigt nur einen Opertionsverstärker und neben der IR-LED und dem IR-Phototransistor nur noch einige Widerstände und Kondensatoren.
Den Ausgang der Schaltung verbindet man ganz einfach mit einem Analogeingang (z.B. A0) des Arduino. Dieser liefert auch die +5V für die Schaltung…
Die Fingerklemme habe ich mittels einer Holzwäschekluppe umgesetzt. Dazu bohrt man zwei 5 mm Löcher in die Kluppe…
Zur Darstellung der Pulskurve bzw. des Photoplethysmogramms lädt man das aus wenigen Zeilen bestehende Arduinoprogramm und öffnet dann den Serial Plotter…
Hat man alles richtig gemacht so müsste man im Serial Plotter den Pulsverlauf erkennen können. Wenn man genau schaut erkennt man sogar einen typischen Verlauf mit einem kleinen Nebenmaximum. Dies können ja dann die Schüler genauer untersuchen… 😉
Hier das an Einfachheit nicht mehr zu übertreffende Arduino-Programm, wobei lediglich der Analogeingang A0 abgefragt und dann der Spannungswert über die serielle Schnittstelle an den Computer geleitet wird.
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/* AnalogReadSerial Reads an analog input on pin 0, prints the result to the Serial Monitor. Graphical representation is available using Serial Plotter (Tools > Serial Plotter menu). Attach the center pin of a potentiometer to pin A0, and the outside pins to +5V and ground. This example code is in the public domain. https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples/AnalogReadSerial */ // the setup routine runs once when you press reset: void setup() { // initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(9600); } // the loop routine runs over and over again forever: void loop() { // read the input on analog pin 0: int sensorValue = analogRead(A0); // print out the value you read: Serial.println(sensorValue); delay(1); // delay in between reads for stability } |
