パルスセンサー：動作原理とその応用

心拍数情報を知ることは、運動や勉強などをするときに非常に役立ちます。しかし、心拍数の計算は複雑になる可能性があります。この問題を克服するために、脈拍センサーまたは心拍センサーが使用されます。これは主にArduinoボード用に設計されたプラグアンドプレイセンサーであり、ハートビート情報をプロジェクトに利用できるメーカー、学生、開発者、アーティストが使用できます。このセンサーは、簡単な光パルスセンサーとノイズの増幅およびキャンセルを使用して回路を作成します。この回路を使用することにより、高速で信頼性の高い心拍数を読み取ることができます。この回路は、モバイルアプリケーションで使用するために4mAの電流と5Vの電圧で動作させることができます。

脈拍センサーとは何ですか？

このセンサーの別名は、心拍センサーまたは心拍数センサーです。このセンサーの動作は、指先または人間の耳からArduinoボードに接続することで実行できます。心拍数を簡単に計算できるようにします。

パルスセンサーには、24インチのカラーコードケーブル、イヤークリップ、ベルクロドット-2、透明ステッカー-3などが含まれています。

• カラーコードケーブルがヘッダーコネクタに接続されています。そのため、このセンサーははんだ付けせずにプロジェクトにArduinoに簡単に接続できます。
• イヤークリップのサイズは心拍数センサーと同じで、センサーの裏側にあるホットグルーを使用して接続し、耳たぶに装着できます。
• 2つのベルクロドットは、フック側のセンサーに向かって完全にサイズ設定されています。これらは、ベルクロストラップを作成して指先を覆うときに非常に便利です。これは、指の周りのセンサーを覆うために使用されます。
• 透明なストライカーは、汗をかいた耳たぶや指からセンサーを保護するために使用される保護層です。このセンサーには、外縁の領域に3つの穴があり、何でも簡単に接続できます。

パルスセンサーの仕様

このセンサーの主な仕様は主に以下を含みます。

• これは、心拍数検出および生体認証の脈拍数センサーです
• その直径は0.625です
• その厚さは0.125です
• 動作電圧の範囲は+ 5V、それ以外の場合は+ 3.3V
• これはプラグアンドプレイタイプのセンサーです
• 現在の使用率は4mAです
• 増幅やノイズキャンセリングなどの回路が含まれています
• この脈拍センサーは、FDAまたは医療機関によって承認されていません。そのため、健康問題のアプリケーションでの商業目的ではなく、学生レベルのプロジェクトで使用されます。

ピン構成

ハートビートセンサーには、以下で説明する3つのピンが含まれています。

• ピン1（GND）：黒色のワイヤー–システムのGND端子に接続されています。
• ピン2（VCC）：赤色のワイヤー–システムの供給電圧（+ 5Vまたは+ 3.3V）に接続されています。
• ピン3（信号）：紫色のワイヤー–脈動するo / p信号に接続されています。

パルスセンサーの回路図

パルスセンサー回路とそのアプリケーションの詳細については、このリンクを参照してください。

脈拍センサーはどのように機能しますか？

パルスセンサーの動作原理 とてもシンプルです。このセンサーには2つの表面があり、最初の表面には発光ダイオードと環境光センサーが接続されています。同様に、2番目の面では、ノイズキャンセリングと増幅の原因となる回路が接続されています。

LEDは、耳の先や指先などの人体の静脈の上に配置されますが、レイヤーの上に直接配置する必要があります。 LEDが静脈に配置されると、LEDは発光を開始します。心臓がポンピングされると、静脈内に血流が流れます。したがって、血流をチェックすれば、心拍数もチェックできます。

血流が感知されると、周囲光センサーは血流によって再現されるため、より多くの光を受け取ります。得られた光のこの小さな変化を経時的に調べて、脈拍数を決定することができます。

パルスセンサーArduinoの使用方法

このセンサーは簡単に使用できますが、正しい方法で接続することが重要です。すべてのタイプの電子部品がセンサーに直接さらされているためです。したがって、ホットグルー、ビニールストリップ、その他の種類の非導電性材料を使用して、このセンサーを包むことが必須です。

これらのセンサーは濡れた手で操作することはできません。センサーの滑らかな面を静脈の頂点に配置して押します。通常、この力を得るためにベルクロテープまたはクリップが使用されます。

このセンサーは、Arduinoボードに接続することで使用できます。接続したら、VCCピンとGNDピンを使用して電源を供給します。このセンサーの動作電圧は+ 5Vまたは3.3Vです。センサーをArduinoなどの開発ボードに接続すると、簡単にアクセスできるArduinoコードを使用して作業を簡単に行うことができます。 Arduinoとパルスセンサーのインターフェースとそのコーディングについては、Arduinoのサイトを参照してください。

パルスセンサーの用途

脈拍数センサーの用途は次のとおりです。

• このセンサーは睡眠追跡に使用されます
• このセンサーは不安神経症のモニタリングに使用されます
• このセンサーは、遠隔患者監視または警報システムで使用されます
• このセンサーはヘルスバンドで使用されます
• このセンサーは複雑なゲーム機で使用されます

したがって、これはすべて脈拍センサー（心拍数/心拍数センサー）に関するものです。オープンソースでプラグアンドプレイのハードウェアです。このセンサーは、ライブハートビート情報をプロジェクトに簡単に含めることができます。このセンサーには、光増幅とノイズ除去のような2つの回路が含まれています。耳たぶへのこのセンサーの接続は、クリップを使用して指先で行うことができ、Arduinoボードに接続します。心拍数を簡単に測定できるようにします。これらのセンサーは、開発者、学生、メーカー、アスリート、アーティストなどによって使用されます。