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COMO HACER UN MONITOR CARDÍACO CON EL PIC1F84A.

COMO HACER UN MONITOR CARDÍACO CON EL PIC1F84A.

INTRODUCCIÓN: Sabemos que con la electrónica somos capaces de hacer muchos circuitos interesantes para el bien de la humanidad, pues aquí les traigo un monitor cardíaco, utilizaremos componentes electrónicos muy conocidos y fácil de conseguirlos en la tiendas de electrónica, y la programación del PIC es muy corta y fácil de entenderlo.



Los signos vitales (Pulso cardíaco, frecuencia respiratoria, temperatura, tensión arterial) son una serie de parámetros cuantificables propios de un individuo vivo que nos permiten obtener información acerca del funcionamiento de su organismo. Entre ellos, el pulso cardíaco es a menudo el primero en ser tomado en cuenta por médicos y profesionales de la salud ya que su ausencia implica la muerte casi inmediata del paciente. Además, el aumento o disminución de la Frecuencia Cardíaca (número de latidos del corazón por minuto) puede dar pistas sobre patologías o estados alterados del organismo que requieren atención.

El circuito que les traigo es muy simple de entenderlo, es un monitor cardíaco basado en el conocido PIC16F84A el cual recibe los pulsos cardíacos de un sensor (en este caso estoy utilizando un led rojo y un LDR) y una etapa amplificadora (OPAM LM358) para contarlos y luego mostrar el número de pulsos por minuto en una pantalla LCD de 16X2.

El diagrama es el siguiente, consta de dos partes, pero en la baquelita lo aremos en una sola tarjeta.

Diagrama 1.

Diagrama 2.


MATERIALES:

  • 5 Resistencias de 47kΩ.
  • 3 Resistencias de 1MΩ.
  • 6 Resistencias de 10kΩ.
  • 1 Resistencia de 3.3MΩ.
  • 1 Resistencia de 33kΩ.
  • 1 Resistencia de 4.7kΩ.
  • 1 Resistencia de 420Ω.
  • 1 Resistencia de 300Ω.
  • 1 Led rojo ultrabrillante (tiene que ser rojo)
  • 1 Potenciómetro de 10kΩ.
  • 1 Potenciómetro de 1kΩ.
  • 1 LDR (Resistencia Dependiente de la Luz)
  • 1 Pulsador N.A.
  • 1 PIC16F84A (con su respectiva base)
  • 1 C.I. 4093 (compuerta lógica NAND)
  • 2 OPAM LM358 (amplificadores operacionales)
  • 1 LM7805 (Regulador de voltaje de 5v).
  • 4 Condensadores electrolítico de 2.2uf/50v.
  • 2 Diodos 1N4148.
  • 1 Diodo Zener 5.1v/1w.
  • 1 Crystal de 20MHz.
  • 5 Condensadores cerámicos 104.
  • 2 Condensadores cerámicos 33pf.
  • 1 Condensador cerámico 223.
  • 1 Pantalla LCD 16X2.
  • 1 Bornera de dos pines.

FUNCIONAMIENTO:

El funcionamiento es bastante sencillo, primero los pulsos son tomados pasando un haz de luz roja (generada por un LED) que atraviesa el dedo meñique del paciente y luego es captada por un LDR, esta etapa es crítica en el sentido de que no cualquier diodo LED puede ser usado, sino que debe ser un LED ultrabrillante y de color rojo, esto es porque los LEDs comunes no generan un haz de luz lo suficientemente potente como para atravesar la piel y además la luz de un color distinto al rojo no pasa a través del organismo con tanta facilidad.

Cuando el haz de luz atraviesa la piel sufre pequeñas variaciones de intensidad cada vez que la sangre es bombeada por el corazón en cada latido, esta variación es captada por el LDR (resistencia dependiente de la luz) que envía dicha información a una serie de Amplificadores Operacionales (LM358) que no sólo amplifican dicha señal sino que la limpian para eliminar ruidos indeseados.

Una vez que tenemos una señal más clara, gracias a los OPAM LM358, la convertimos en un pulso digital por medio de compuertas lógicas con un C.I. 4093 (Compuerta lógica NAND) y a partir de aquí, la señal digital está presente en el pin 4 del OPAM C.I. 4093 y podemos usarla para dos cosas, primero, convertirla en una señal audible de los latidos del corazón, lo cual se logra con las compuertas C y D del 4093, y en segundo lugar es enviada al pin 17 del PIC16F84A (segunda etapa del circuito) para contar los pulsos y luego presentarlos en pantalla.

Para colocar el LED rojo y el LDR de forma que puedan tomar los pulsos del dedo meñique fabrique una pequeña tarjeta, en ella está el led rojo y el LDR, lo puse a la distancia de mi dedo meñique, ni tan ajustado ni tan flojo, y lo tape para que no entrara la luz exterior y así me capte mejor las pulsaciones.

Es importante ajustar la sensibilidad del circuito antes de usarlo, lo cual se hace colocando el dedo meñique en la pinza  y ajustando el potenciómetro de 10kΩ, hasta que podamos escuchar los pulsos del corazón en el BUZZER, luego de esto presionamos RESET y el PIC comenzará a contar los pulsos por minuto, en realidad cuenta los pulsos sólo 20 segundos y luego multiplica el resultado por 3, esto es lo que hacen las enfermeras al tomar la medida manualmente.

El PIC está programado en PROTON IDE, a continuación les dejo el código:

Device = 16F84A
XTAL = 20 

Declare LCD_TYPE = 0
Declare LCD_DTPIN = PORTB.4
Declare LCD_ENPIN = PORTB.0
Declare LCD_RSPIN = PORTB.3 
Declare LCD_INTERFACE = 4
Declare LCD_LINES 2
Dim pulsos As Byte 
ALL_DIGITAL = true
Input PORTA.0

Print At 1,1," Pulsaciones "
Print At 2,1," por minuto: ? "
                            
inicio:

pulsos = Counter PORTA.0, 20000
pulsos = pulsos * 3
Print At 1,1," Pulsaciones  "
Print At 2,1," por minuto: ", Dec pulsos, " "
GoTo inicio

End 


Los valores normales de la frecuencia cardíaca en personas adultas están entre 60 y 80 pulsaciones por minuto, esto puede variar según la edad y el sexo, existen otras variables que pueden alterar el ritmo y la frecuencia cardíaca aumentando o disminuyendo el número de pulsaciones. A continuación una tabla con los valores normales según la edad.

 FRECUENCIA CARDÍACA.- Valores normales en ppm.

  • Recién nacido 120 ppm
  • De 2 a 6 años 100 a 115 ppm
  • De 8 a 10 años 100 ppm
  • Mayores de 10 años 90 ppm
  • Adultos 60 a 80 ppm
  • Ancianos 60 a 70 ppm

Factores que modifican el pulso.
  • Edad y sexo.
  • Actividad física.
  • Estado nutricional.
  • Estado emocional.
  • Estado hemodinámica.
  • Estado de la pared función miocárdica.

Una vez leído todo el blog y analizado el diagrama, ahora precedemos a ensamblarlo en su respectiva baquelita fibra de vidrio, a continuación les dejo los circuitos impresos.




El grabado de mi baquelita fibra de vidrio los hago con el método del planchado, empecemos soldando los componentes más pequeños, los puente y luego las resistencias, y por último los demás componentes.

Ensamblando los componentes mas pequeños.




























Ahora proseguimos soldando los componentes de la tarjeta donde ira el dedo meñique, aquí en esta tarjeta irán pocos compontes.

Circuito impreso, con el método del planchado.




Aquí solo tenemos dos componentes, un led y un LDR.

Para ver el funcionamiento del monitor cardiaco les invito a ver el siguiente video:





Links de descarga:

1.- Circuitos en Eagle, por si quieren modificar las pistas.

2.- Circuito impreso en PDF (los pulsos)

3.- Circuito impreso en PDF (Tarjeta)

4.- Diagrama en proteus.

5.- Código fuente en PROTON IDE (bas)

6.- Código hex. para hacer su pruebas.






















Comentarios

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Este es el diagrama..

También el circuito esta en  proteus.


MATERIALES.
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