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Thema: diy Herzfrequenzmessgerät gibt kein Signal

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    diy Herzfrequenzmessgerät gibt kein Signal

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    Hallo,
    ich möchte mir gerne ein Herzfrequenzmessgerät bauen. Es gibt ja im Netz (z.B. bei Hackaday) schon eine Hand voll fertige Projekte mit Schaltplan. Jedoch finde ich dort nie die genaue Typenbezeichnung des verwendeten Sensors. Meist steht in der Beschreibung nur, dass ein Fototransistor zum Einsatz kommt.

    Deshalb habe ich jetzt einfach mal einen BP103B-2 nach dem Schaltplan aus dem Roboternetz-Wiki(http://rn-wissen.de/wiki/images/5/5a...tor-analog.GIF) auf ein Steckbrett gesetzt und versucht ein Signal auf meinem Oszilloskop zu erkennen. Als Widerstand benutze ich momentan 1k. Wenn ich nun eine Lichtquelle auf die andere Seite meines Fingers halte, sollte ich doch wohl wenigstens ein minimalen periodischen Herzschlag sehen können (mit viel Rauschen natürlich ) ??
    Doch kann ich leider, egal welche Lichtquelle ich nehme(z.B. rote LED, IR-LED, Taschenlampe), kein Signal erkennen.

    Auch wenn ich das Signal mit den üblichen Schaltungen filtere, kann ich kein Signal erkennen...

    Woran kann es liegen ? Hat jemand von euch schon solch einen Sensor gebaut ?
    Ist vielleicht der Fototransistor für diese Aufgabe nicht geeignet ?

    Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Ich bin echt ratlos.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Zitat Zitat von Der Einsteiger Beitrag anzeigen
    Hat jemand von euch schon solch einen Sensor gebaut ?
    Ich habe mich vor zig Jahren damit beruflich beschäftigt. Für Intensivstationen wurden damals Herzschlagdetektoren mit an Ohrläpchen befestigten Lichtschranken verwendet.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von BMS
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    Hallo,
    vermutlich ist die Empfindlichkeit des Sensors und des Oszilloskops einfach zu gering. Das Signal muss wohl verstärkt werden.
    Wie hier z.B. http://www.swharden.com/wp/2013-04-1...ter-version-2/
    Der Fachbegriff Pulsoximetrie ist übrigens bisher noch nicht gefallen
    Grüße, Bernhard
    "Im Leben geht es nicht darum, gute Karten zu haben, sondern auch mit einem schlechten Blatt gut zu spielen." R.L. Stevenson

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    wäre der trivialste Ansatz für eine Pulsmessung nicht der klassische Brustgurt? Also ein mechanischer Detektor der das zucken deines Brustkorb beim Herzschlag erfasst? Praktischerweise kann man die Atmung auch gleich mitmessen
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen können binär zählen, die anderen
    nicht.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Zitat Zitat von BMS Beitrag anzeigen
    Der Fachbegriff Pulsoximetrie ist übrigens bisher noch nicht gefallen
    Grüße, Bernhard
    https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsoxymetrie

    Jetzt ist er gefallen.

    Ein Finger-Pulsoximeter ist was feines und viel leichter in der Anwendung als ein Brustgurt.
    Da mein Schwiegervater mehrfach mit Herzstillstand (12 mal) umgefallen ist, bis man ihm endlich einen Schrittmacher mit Defibrilator genehmigt hat, habe ich mir selbst so ein Teil zugelegt. und bei den Letzten 3 Vorfällen waren die Notärzte schon erstaunt über die Ausrüstung.
    und das ich ihnen bis zur Abfahrt des NRW die Ausdrucke der Aufzeichnung mitgeben konnte.
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	senso-u-lesd.jpg
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ID:	32112
    Oben ist die LED die auf den Fingernagel scheint und unten der Sensor.
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Led-an.jpg
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ID:	32113
    Hier sieht man wie die LED von oben den Finger beleuchtet.
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Display.jpg
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ID:	32114
    Und das Display.
    (Wegen starker Erkältung hat es gereicht das Gerät zu holen um einen Puls von 100 zu bekommen)
    Geändert von i_make_it (10.10.2016 um 08:38 Uhr)

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Wenn ich mir diese Bilder ansehe:

    https://energymicroblog.files.wordpr...1/figure-1.png

    https://www.howequipmentworks.com/wp..._ir_finger.gif

    sieht das So aus als ob da zwei Sensoren für zwei Wellenlängen drin sind.
    Könnte sein das da ein Differenzsignal gewonnen wird, das einen höheren Signalhub und eine besseren Signal Rauschabstand hat.
    Trotzdem ist es wohl nicht verkehrt sich mit Messverstärkern und Filtern zu befassen.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Vielen Dank für die zahlreichen Antworten

    zu PICture: Das könnte ich auch noch mal ausprobieren... Schließlich ist dort die Haut viel dünner und das Licht wird auch nicht durch einen Knochen blockiert. Jedoch möchte ich lieber die Fingervariante haben

    zu BMS: Warum sollte das Oszilloskop nicht in der Lage sein kleine Spannungsunterschiede zu detektieren ? Dazu eine Frage an Alle: In welchem Größenverhältnis müsste denn so die Spannungsänderung theoretisch liegen ?
    Dann noch zur Pulsoximetrie: Dieser Begriff ist mir durch meine Suche im Netz schon aufgefallen, jedoch handelt es sich dort im Prinzip um eine komplexe Variante eines Herzschlagmesser der nicht nur eine Intensität, sonder gleich 2 verschiedene misst (rot und ir) und diese dann mithilfe einer Vergleichstabelle einer Sauerstoffsättigung zuordnen kann. Wenn so darüber nachdenke, könnte man dann möglicherweise das gleiche Frontend verwenden...

    zu Ceos: Einen Brustgurt wollte ich eigentlich nicht verwenden Aber könnte man nicht auch ein Mikrofon oder Piezo oder so an den Puls halten und dadurch den Herzschlag messen ? Oder sind das dann zu viele Störgeräusche ?

    zu i_make_it:
    Ein Finger-Pulsoximeter ist was feines und viel leichter in der Anwendung als ein Brustgurt.
    Da mein Schwiegervater mehrfach mit Herzstillstand (12 mal) umgefallen ist, bis man ihm endlich einen Schrittmacher mit Defibrilator genehmigt hat, habe ich mir selbst so ein Teil zugelegt. und bei den Letzten 3 Vorfällen waren die Notärzte schon erstaunt über die Ausrüstung.
    Das ist natürlich ganz schön schlimm. Da sollte man dann auch nicht auf Selbstgebautes vertrauen. Ich kam auf das Thema Herzfrequenzmesser, weil mich jetzt länger eine Herzmuskelentzündung begleitet hat und mich deshalb das Thema Herz mehr interessiert

    Wenn ich mir diese Bilder ansehe:

    https://energymicroblog.files.wordpr...1/figure-1.png

    https://www.howequipmentworks.com/wp..._ir_finger.gif

    sieht das So aus als ob da zwei Sensoren für zwei Wellenlängen drin sind.
    Könnte sein das da ein Differenzsignal gewonnen wird, das einen höheren Signalhub und eine besseren Signal Rauschabstand hat.
    siehe: zu BMS


    Ich habe nun noch mal ein bisschen Zeit gefunden, um ein bisschen mit Schaltungen zu experimentieren... Dabei herausgekommen ist irgendein periodisches Signal, welches in etwa mit meiner Herzfrequenz übereinstimmen könnte. Wenn man das dann noch um die X-Achse spiegelt(keine Ahnung, wie meine Schaltung eine Spiegelung bewirkt haben könnte...), hat das Signal echt Ähnlichkeit zu Herzfrequenzbildern von Google

    Aber i_make_it hat Recht. Ich sollte mich ein bisschen mit Messverstärkern und Filtern befassen, da ich momentan nach Laune Sachen zusammenstecke wie ein Noob

    Momentan habe ich die Schaltung folgendermaßen gemacht: Fototransistor mit Arbeitswiderstand > Hochpassfilter > OP-Verstärker > Tiefpassfilter > OP-Verstärker...
    Dabei sind die Filter passive RC-Glieder 1.Ordnung...

    Das ist das rohe Signal direkt nach dem Fotosensor abgegriffen (Warum ist da so viel Rauschen ?):
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	DS1Z_QuickPrint2.png
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ID:	32117

    Und hier momentan das beste Ergebnis nach besagter Schaltung:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	DS1Z_QuickPrint1.png
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ID:	32118

    Kann das so passen ?

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Zitat Zitat von Der Einsteiger Beitrag anzeigen
    Kann das so passen ?
    Wunderbar, fehlt evtl. nur noch ein Komparator (mit Histerese).
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Hm, die Kurve im letzten Bild sieht zwar ganz schön aus, aber stimmen die 3,91Hz?
    >>>Die 66,7Hz vom ersten Bild passen besser zu einem Ruhepuls.<<< einfach vergessen, ist Blödsinn.
    Ein 66,7er Ruhepuls wären ja 1,116Hz.
    Die 3,91 sind trotzdem heftig, denn das entspricht ja einem Puls von 234,6

    Ich vermute mal das Du bei der Reschersche schon da drüber gestolpert bist, aber falls nicht, das sind so ein paar Links die dazu zu finden sind.


    http://www.nxp.com/files/32bit/doc/a...pdf?tid=AMdlDR

    Was für Dich interessant sein könnte, wäre die Photostrom nach Spannung Konvertierung.

    http://www.ti.com/lit/an/slaa274b/slaa274b.pdf

    http://ww1.microchip.com/downloads/e.../00001525A.pdf

    http://www.ti.com/lit/an/sprab37a/sprab37a.pdf
    Geändert von i_make_it (11.10.2016 um 22:14 Uhr)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Wunderbar, fehlt evtl. nur noch ein Komparator (mit Histerese).
    Kannst du mir bitte sagen, wofür ich den genau brauche (Funktion in diesem Fall) ?


    zu i_make_it:
    Hm, die Kurve im letzten Bild sieht zwar ganz schön aus, aber stimmen die 3,91Hz?
    >>>Die 66,7Hz vom ersten Bild passen besser zu einem Ruhepuls.<<< einfach vergessen, ist Blodsinn.
    Ein 66,7er Ruhepuls wären ja 1,116Hz.
    Die 3,91 sind trotzdem heftig, denn das entspricht ja einem Puls von 234,6
    Das muss ich mal schnell richtig stellen. Die Frequenzanzeige vom Oszi ist meiner Meinung nach falsch. Keine Ahnung wie es auf den Wert kommt...
    Auf dem unteren Bild steht jeder horizontale Kasten für 200ms. Damit wären es von Spitze zu Spitze etwa 850ms was ja die Periodendauer wäre. Die Frequenz ist also etwa 1,18Hz was also 70,6 Herzschläge pro Minute wären. Oder Habe ich irgendeinen Denkfehler ?

    Dann noch Danke für die Links. Hab ich noch nicht gesehen. Ich habe mir erstmal Videos zum Thema Opamps und Filter für Einsteiger angeschaut

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