Von KY-039 zur Herzfrequenz

Mit diesem Ausschnitt nehme ich die Sensormesswerte in 20 ms-Blöcken auf, wodurch das durch Kunstlicht verursachte 50 Hz-Flimmern ausgeglichen wird. Wenn Sie in einem Land mit 60 Hz leben, verwenden Sie stattdessen 16,67 ms-Chunks. Oder 16667µs.

Da ich die Kurve bereits in 20-ms-Abschnitten glätte, brauche ich das Array, das ich zuvor verwendet habe, eigentlich nicht, aber da es da ist und leicht in der Größe geändert werden kann, lasse ich es dort. Und die Verwendung einer Array-Größe von 5 scheint das letzte störende Rauschen auszugleichen. Das habe ich jetzt:

Das letzte, was ich tun muss, ist, irgendeinen Teil des sich wiederholenden Musters zu erkennen. Da die Steigung regelmäßiger ist, gehe ich dafür. Beachten Sie, dass die Werte der y-Achse in allen Diagrammen sehr unterschiedlich sind. Auf absolute Werte kann ich mich wirklich nicht verlassen. Ich kann mich nur auf das Steigen und Fallen der Kurve verlassen. Mathematiker würden über die Ableitung sprechen. Ich bin zufrieden, wenn ich n finde aufeinanderfolgend steigende Werte, wobei n könnte ein praktischer einstellbarer Wert sein. Ich beginne mit 5. Dafür habe ich den rise_threshold im Code definierte Konstante. Wenn ich 5 aufeinanderfolgende steigende Werte finde, weiß ich, dass ich am unteren Ende der Kurve nach oben bin. Ich nehme mir Zeit. Ich warte auf eine fallende Kurve, dann warte ich auf die nächsten 5 steigenden Werte und notiere die Zeit. Dann drucke ich den entsprechenden BPM aus.

Ich habe einen Test gemacht und gezählt wie viele aufeinanderfolgend aufstehen Werte dort sind in die Kurve und gefunden aus dort waren zwischen 10 und 15. Also wenn Ich zählen zu 5, Ich wird die meisten sicher wissen Ich habe gefunden die starten von die Herzschlag.

Da ich nur nach jedem Herzschlag drucke, wird nicht viel gedruckt. Es bleibt mehr Zeit zum Auslesen des Sensors. Es kann sein, dass ich häufiger Rauschen höre, das ich nicht sehe, weil der Plotter nicht eingeschaltet ist. Mal sehen, wie es funktioniert.

Der endgültige Code

#define samp_siz 4#define rise_threshold 5// Pulsmonitor Test Scriptint sensorPin =0;void setup() { Serial.begin(9600);}void loop (){ float reads[samp_siz], sum; long int jetzt, ptr; Float zuletzt, Leser, Start; float first, second, Third, before, print_value; bool steigt; int rise_count; int n; long int last_beat; for (int i =0; i  before) { rise_count++; if (!rising &&rise_count> rise_threshold) { // Ok, wir haben eine steigende Kurve erkannt, was impliziert ein Herzschlag. // Zeichne die Zeit seit dem letzten Schlag auf, verfolge die beiden vorherigen // Zeiten (erster, zweiter, dritter), um einen gewichteten Durchschnitt zu erhalten. // Das steigende Flag verhindert, dass wir denselben Anstieg erkennen // mehr als einmal steigend =wahr, zuerst =millis () - letzter_Beat; last_beat =millis(); // Berechnen Sie den gewogenen Durchschnitt der Herzfrequenz // nach den drei letzten Schlägen print_value =60000. / (0,4 * erster + 0,3 * zweiter + 0,3 * dritter); Serial.print (print_value); Serial.print ('\n'); dritte =zweite; zweite =erste; } } else { // Ok, die Kurve fällt steigend =false; rise_count =0; } vorher =zuletzt; ptr++; ptr %=samp_siz; }}  

Es funktioniert ziemlich gut. Hier ist ein Video.

Beachten Sie, dass die winzige RX-LED auf dem Arduino synchron mit meinem Herzen blinkt. Ganz einfach, weil bei einem Herzschlag die Rate berechnet und auf die Seriennummer gedruckt wird, die die LED blinkt. Wenn sich der Finger ein wenig bewegt, werden Fehleranzeigen angezeigt.

Weiterentwicklung

Im Moment wird die gedruckte Rate basierend auf den letzten drei Schlägen berechnet. Es könnte jedoch angemessener sein, es basierend auf einer Periode von beispielsweise 15 s zu berechnen. Ich könnte 15 aufeinanderfolgende Kurswerte speichern, den Mittelwert berechnen, dann die fünf Werte weglassen, die am weitesten vom Mittelwert entfernt sind, und einen neuen Mittelwert berechnen. Dies würde eine ziemlich zuverlässige und stetige Messung der Herzfrequenz ergeben.

Ich habe den Sensor nur an meiner Frau und an mir getestet. Jeder Schritt zur Verbesserung des Signals habe ich basierend auf den vorherigen Messwerten gemacht. Jemand anderes könnte eine andere Art von Herzschlag haben, der eine anders geformte Kurve verursacht, die einen anderen Ansatz benötigt, um den Schlag zu finden. Vielleicht ist es die fallende Kurve, die leichter zu erkennen ist. Oder ganz oben. Und was passiert, wenn der Puls 180 - 200 BPM beträgt? Die steigende Kurve zu finden könnte schwieriger sein.