[Перевод] Усилитель к классическому датчику пульса
Предлагаемый усилитель предназначен для одного из самых классических датчиков пульса — оптического. Той самой «прищепки» на мочку уха или палец, как у некоторых тренажёров. Только здесь прищепка не в кавычках, а самая настоящая. Деревянная. В ней просверлены 3-миллиметровые отверстия, в которые помещены ИК-диод SFH487 и фототранзистор SFH309FA фирмы Siemens. Вместо них подойдут практически любые ИК-диоды и фототранзисторы, только отверстия придётся просверлить других диаметров. Чтобы пользоваться датчиком было комфортно, к поверхностям прищепки, прилегающим к мочке уха или пальцу, приклеены мягкие накладки с отверстиями. Если мешает пульсирующий свет светодиодных или люминесцентных ламп, фототранзистор нужно закрыть фильтром, пропускающим только ИК.
Схема усилителя показана ниже:
Фототранзистор нагружен на резистор, переменная составляющая с которого через электролитический конденсатор поступает на первый ОУ. Сигнал с его выхода через регулятор на переменном резисторе и второй электролитический конденсатор поступает на вход второго ОУ, а с его выхода, в свою очередь — на осциллограф, аналоговый вход микроконтроллера, или компаратор, к которому подключён счётчик. Каждый ОУ обеспечивает усиление около 100, они могут быть и других подходящих типов.
Поскольку источник питания однополярный, сигнальный общий провод обоих ОУ пришлось «приподнять» над общим проводом всего устройства простейшим параметрическим стабилизатором из резистора и двух диодов. Общее падение напряжения на диодах — около 1 В. Импровизированный двуполярный источник получился несимметричным, но для ОУ даже он лучше однополярного.
Если проводить эксперимент вы собираетесь, подключив усилитель к запоминающему осциллографу, настройте его так, чтобы он сделал 500 записей с интервалом между ними в 20 мс. Подождите около 10 секунд, чтобы установился тепловой режим микросхем, и выставьте переменный резистор, расположенный между первым и вторым ОУ, так, чтобы амплитуда импульсов была около 2 В. Настройте чувствительность осциллографа так, чтобы импульсы помещались на экран по вертикали, и начните запись. Пока осциллограф записывает, не перемещайте ухо или палец.
Если в осциллографе есть звуковая индикация (как в Picolog, которым воспользовался автор), её можно настроить так, чтобы сигнал звучал при амплитуде более 1 В. Тогда вы услышите свой пульс.
После окончания записи, чтобы вычислить частоту пульса, вычтите абсолютное время одного из импульсов из абсолютного времени предыдущего, например, 2190–1052=1138 мс, или 1,138 с. Поделите 60/1,138, получится 52,7 ударов в минуту.
При пользовании импровизированным программным осциллографом, использующим аудиовход смартфона или компьютера, потребуется звуковой генератор, модулируемый импульсами по амплитуде.
