Image169 (2)

Temat miernika pulsu wydał mi się bard7o ciekawy. Bardzo spodobał mi się pomysł pomiaru pulsu z wykorzystaniem modulacji światła przez przepływającą krew, np. przez małżowinę uszną. Na początek zbudowałem prostą barierę świetlną i czerwonej diody LED i fototranzystora Obydwa elementy umieściłem w czarnych rurkach, tak by nic dostawało się do nich obce światło i połączyłem w mechaniczną całość za pomocą drutu. Oczywiście elementy były ustawione naprzeciw siebie, w odległości ok. 0,5cm, tak by można było założyć to na ucho. Zbudowałem prosty wzmacniacz różnicowy, w pająku, na ćwiartce TL084 i przystąpiłem do pomiarów z wykorzystaniem oscyloskopu. Fototranzystor był spolaryzowany rezystorami I kO od dołu i od góry, a napięcie z samego fototranzystora doprowadziłem do wejścia wzmacniacza. Oddzieliłem też składową stałą z fototranzystora za pomocą kondensatorka lOOnF. Odpaliłem oscyloskop i po pewnym czasie, potrzebnym na rozgrzanie tej ZSRR-owskiej maszyny, przystąpiłem do pomiarów. Na wyjściu otrzymałem tylko masę śmieci, głównie sinusoidę 50Hz. No ale to było do przewidzenia, dodałem na wyjściu prosty filtr RC, o ffidh = 41 Iz. Znacznie pomogło. Śmieci praktycznie całkowicie zamilkły, a układ reagował silnie na wkładanie i wyjmowanie przesłony pomiędzy źródło i odbiornik światła. Niestety po założeniu układu na ucho, na uscyloskupie, nawet na największej czułości, była zupełna „cisza”. Zabrałem się do eksperymentów z samym czujnikiem, a mianowicie zmieniłem źródło światła na diodę podczerwoną LD271. Okazało się, że przy tym samym prądzie pracy obydwu diod, światła podczerwonego przechodzi znacznie więcej niż czerwonego przez małżowinę uszną, cłiyba że to wynik większej sprawności diody LD271 od zwykłego LED-a. W każdym razie dalsze eksperymenty przebiegały z I.D27I. Zwiększyłem wzmocnienie do kilkuset razy, układ reagował teraz na zbliżenie ręki czy moje przemiesz

czenie się względem niego, co było dość irytujące. Po jakimś czasie eksperymentowania zauważyłem na oscyloskopie dziwny przebieg, o częstotliwości ok. IHz, ucieszyłem się, ho wydawało mi się, że lo mój puls. Jednak po zdjęciu układu z ucha, przebieg ten dalej występował Po zmianie fototranzystora na fotodiodę BPI04 i po odłączeniu rezystorów IkO dziwny przebieg zamilkł Wtedy pomyślałem, że tu wina fototranzystora, dzisiaj myślę, ze to raczej były tętnienia zasilania, tylko skąd taki dziwny przebieg? Po pewnym czasie eksperymentowania i tylko w pewnych położeniach układu względem mojego ciała na oscyloskopie dało się zaobserwować przebieg okresowy, ok. 1Hz. Tylko że tym razem po zdjęciu z ucha przebieg znikał. Dla pewności zrobiłem sobie kilkanaście pompek i przysiadów, tak że puls mi w górę-podskoczył. tym razem przebieg był znacznie szybszy, nie miałem już wątpliwości, to był mój puls. Dalsze działania związane były z próhami zwiększenia uzyskanego przebiegu na wyjściu. Dodałem dwa bufory na wejściu, przez co zwiększyła się rezystancja wejściowa i przebieg z fotodiody nie był już tak silnie tłumiony Przeprowadzone w ten sposób eksperymenty naprowadziły mnie, jak zaprojektować cały układ.

Przystąpiłem do przeniesienia tego wszystkiego do Protela i zaprojektowania płytki. Ponieważ wakacyjnie pracuję .rochę przy naprawach sprzętu medycznego (ściślej: obserwuję fachowca i pomagam mu w prostych pracach), mam dostęp do różnorakiej, uszkodzonej aparatury medycznej. Między innymi wpadł mi raz w ręce dziwny przyrząd, coś na wzór spinacza zakładanego na palec. Dowiedziałem się, że to czujnik od pulsoksy-metru W środku były dwa elementy, jeden to zapewne źródło światła, a drugi to fotoodbior-nik. Do tego doprowadzone było 5 przewodów, niestety nie mogłem nic wybadać gdyż czujnik był uszkodzony, miał pozr>w^anc połączenia w środku. Zapytałem, ile coś

takiego kosztuje, dowiedziałem się, że ten model (sam czujnik, bez reszty elektroniki) kosztuje ok 1500 zł! Jednak idea budowy pulsometru zakładanego na palec bardzo mi się spodobała. Gdy wróciłem do domu, wykonałem kilka eksperymentów. Okazało się. że sygnał pochodzący z palca jest znacznie mniejszy od tego pochodzącego z ucha. Pozostawiłem więc eksperymenty z palcami do czasu wykonania urządzenia na płytce.

Zmagania z układem

Po pewnym czasie miałem gotowy, złożony układ na biurku. Schemat znajduje się na rysunku I. Wykonałem też czujnik na palec, coś podobnego do pierwowzoru / pracy. Układ udało się odpalić po kilkudziesięciu sekundach kręcenia potencjometrem od wzmocnienia, byłem bardzo zadowolony, dioda LED mrugała w takt mojego pulsu pobieranego z palca. Już miałem polubić ana-logówkę.

Moja radość nie trwała jednak długo, po kilku eksperymentach przez przypadek podłączyłem odwrotnie zasilanie, w tym czasie na płytce był tylko TL084, nawet stabilizatorów jeszcze nie wlutowałem, więc nie przejąłem się tym zbytnio, po prostu bez zastanowienia włożyłem nową kostkę TL084 i..., od tej pory zaczął się prawdziwy koszmar. O to, co się teraz działo z układem, podejrzewałem już nawet jakieś siły nieczyste, to była dla mnie czarna magia. No ale w elektronice cudów nie ma, musiało istnieć jakieś racjonalne wyjaśnienie tego wszystkiego. Po prostu układ przy większych wzmocnieniach na wyjściu podawał pełne napięcie zasilania. Mimo iż pomiary oscyloskopem nie wykazały żadnych nowych przebiegów zmiennych na wyjściu, pierwsze podejrzenie padło na wzbudzenie układu, dołożyłem więc tu i ówdzie odpo Wiednie kondensatorki, ale to nic nie pomogło. Gdy już wyeliminowałem ponad wszelką wątpliwość możliwość wzbudzenia, jedyne, co mi pozostało, to zajrzeć do „Sztuki ciek

56 Listopad 2006 Elektronika dla Wszystkich