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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik herzsignal - > ton


Autor: xilef hit the heaven (Gast)
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Hallo an alle!

Ich hätte da eine Frage.
Mal zur Vorgeschichte: Ich habe mit Freunden ein Gerät entwickelt mit
welchem man den Puls messen und über eine LED ausgeben kann. Das haben
wir mit einem µC gemacht. Jetzt habe ich aber die Idee gehabt auch ein
akustisches Signal auszugeben.

Genauer gesagt ich will einen Pulsschlag von 50 bis 80 Schläge die
Minute in eine Tonfrequenz von 1200Hz bis 2400Hz umwandeln.
Wie könnte ich aber das Herzsignal in eine Tonfrequenz umwandeln ( ohne
µC)

Ich sage schon mal danke im Voraus
mfg

Autor: Felix Jankowski (feejai)
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An Ena kommt der logische Zustand ob Herz gerade schlägt oder nicht. Mit
RD kannst du die Frequenz anpassen. An Signal kannst du nen Verstärker
mit nem Lautsprecher anschließen.


Ena  o-----o
-----|  o  |    -------                Signal
     |  &  |---|300OHM |-----o------------------
--o--|     |    -------      |
  |  o-----O                 |
  |                          |
   ---------o----------------
            |
            ╧
            ┬   1µF
            |
            ┴

Autor: xilef hit the heaven (Gast)
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Das ist doch eine Art Oszillator was du da gemacht has, oder?
Nur ich check nicht ganz die Funktion wie du sie meinst.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Dann kann ich mir meinen Vorschlag, eine PLL zu verwenden wohl sparen,
oder? ;-)

Autor: xilef hit the heaven (Gast)
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Naja, eine PLL habe ich mir anfangs auch überlegt. Nur wenn ich es
versuche genauer durchzudenken, dann verläuft sich das ganze und ich
lande im nichts. So in etwa g

Ausserdem bin ich immer für jeden Vorschlag dankbar. Wie schnell ich
draufkomme wie das genau funktioniert ist halt eine andere Geschichte
:-)

Autor: Felix Jankowski (Gast)
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Ja, das ist ein eifacher Oszillator. Diese komischen Nummern sollten ein
Elko sein. Offensichtlich wird hier im Forum Unicode nicht unterstützt.
Über den Widerstand wird der Kondensator geladen. Ab einer gewissen
Spannung schaltet es um und läuft rückwärts. Was ich vergessen hab: Du
brauchst ein NAND und kein UND, ein Schmitt-Trigger muss ebenfalls
integriert sein. Wenn Ena auf null liegt, stoppt der Oszillator und es
gibt nichts zu hören.

Autor: D Pz (Gast)
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Hallo Leute!
Ich bin einer der Freunde vom xilef hit the heaven, der sich auch am
projekt beteiligt.
leider kennen wir uns mit pll net so aus :(
kann man nicht irgendwie eine pll basteln, dessen teiler seinen
teilwert mit der eingangsfrequenz ändert?
weil das problem is ja folgendes.
bei einem puls von 50 = 0.8333Hz muss die PLL eine Frequenz von 1200Hz
ausspucken, das wär ein Faktor von ca. 1440
bei einem puls von 80 = 1.333Hz muss die PLL eine Frequenz von 2400
ausspucken, das wär ein Faktor von ca. 1880
--> das bedeutet, der Faktor für die Frequenzvervielfachung muss
variabel sein, sie muss probortional zur eingangsfrequenz steigen, was
wiederum bedeutet, dass das Teilungsverhältnis des Teilers, der hat die
Höhe der frequenzvervielfachung bestimmt, durch die eingansfrequenz
bestimmbar ist (über frequenzzähler, adc oder irgendwas,..kA) )

jetzt meine frage: kann man so eine PLL realisieren bzw. läuft sie
überhaupt stabil?

Danke im vorraus :))

Autor: Heinz Schenk (Gast)
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Müßt Ihr jungen Leute eigentlich immer diese komische Schreibweise
wählen.
Dieses "net" taucht ja nun immer häufiger auf.
Als alter Hesse fällt es mir besonders schwer das Wort "nicht"
auszusprechen, ich verwende dann wie üblich "nit".
Wenn ich es aufschreiben kann bin ich richtig froh darüber, das Wort
NICHT zu benutzen.


..nicht nicht nicht nicht nicht nicht nicht nicht nicht.

So, aus diesen Vorrat kann sich die Jugend erstmal bedienen..

prost Äppler

ts

Autor: ******* (Gast)
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Wo ist denn das Problem? Warum 2400 Hz? Nehmt doch einfach euer analoges
Signal von den Elektroden oder der LED und packt es auf einen
Lautsprecher. Dumpf aber gut.

Autor: Dietmar (Gast)
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Wie wäre es mit einer einfachen PLL, z.B. mit 4046 oder 74HC4046? Dazu
hatte ich, seltsamerweise, gerade was in einem anderen Thread
geantwortet (aus dem Zündunterbrecher eines Autos (kleine Frequenz)
eine Drehzahlanzeige (etwas höhere Frequenz) mit 3-4 Dezimalstellen
machen).

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
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Wie sind denn die statistischen Schwankungen eines Pulses?

Nun, ich meine, bei der Drehzahl des Autos treten keine aprupten
Schwankungen auf....

Gruß

Dietmar

Autor: AxelR. (Gast)
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...
bei der Drehzahl des Autos treten keine aprupten
Schwankungen auf.
...
Ich will doch das gleiche beim Puls hoffen

Im anderen Thread wurde berichtet, dass der(die?) 4046 bei tiefen
Frequenzen nicht mehr mitspielt. Glaube ich nicht.
Erstmal Frage:
seid ihr alle in einer Interessengemeinschaft, also reicht die Antwort
in einem der gleichartigen Threads, oder will einer eher fertig werden,
als der andere, quasi ein Wettstreit der Klassen?

Autor: Martin (Gast)
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Hallo xilef,

bin auch gerade dabei mir was in richtung EKG zusammenzubauen und etwas
zu experimentieren. mich würde interessieren, wie du mit deinen jungs
das EKG realisiert hast?

würde mich über eine beschreibung freuen!
gruß,
Martin

Autor: Philipp Karbach (Gast)
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kannst doch nen µC nehmen und deine frequenz als spannung auf dem ADC
und dann gibts du das signal die paar tausendmal schneller auf dem PWM
wieder aus. Ich denke ihr wollt dieses helle piepsen EKG oder wie die
dinger heißen nachmachen? ;)

Autor: Xilef hit the heaven (Gast)
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@ Martin:

Also es handelt sich nur bedingt um ein EKG.
Wir messen schon den Puls über einen Sensorohrclip
(Durchlichtverfahren). Doch da das Signal starke Schwankungen aufwies,
haben wir mit Hilfe eines µC (ATtiny 26) die Spitzen der Signale
gezählt und davon den Mittelwert gebildet.
Diese Mittelwerte wurden dann auf eine 7-Segment-Anzeige ausgegeben und
das Ergebnis schwankte kaum mehr.

mfg Xilef

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Ich würde es so machen:
Die Eingangspulse haben soch einen bestimmten Umfang.
Kein Mensch hat einen Puls von 250 (denke ich).
Da ihr sowieso schon einen µC in der Schaltung habt,
kann der die Tonerzeugung gleich mit machen.
Also: Im µC eine Tonerzeugung implementieren (einfach
ein Timer, der einen Pin toggelt), wobei die Frequenz
des Timers variabel gehalten werden kann. Dazu noch
eine Tabelle mit 256 Einträgen, die die Pulsfrequenz
in die Timerwerte umsetzt. Fertig.

Autor: Xilef hit the heaven (Gast)
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@ Karl Heinz:

Nette Idee, welche wir auch schon gehabt haben, nur wir wollten das
gerne mit Hardware lösen.
-----
Zurzeit habe ich die Idee der PLL wieder aufgegriffen, welche ich mit
einem 4046 realisieren möchte.

Am Eingang des Komperators kommt das Signal mit max. 1,3 Hz rein. Die
würde dann über einen TP geregelt werden und der VCO würde die Frequenz
dann erhöhen und wie würde dann an den zweiten Eingang des Komperators
gelegt werden.

Autor: Xilef hit the heaven (Gast)
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Zusatz:

Nach der PLL würde ich dann eine Transistorstufe einbauen und dann an
einen kleinen 3W Lautsprecher anhänge.

Autor: Dietmar (Gast)
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@xilef hit the heaven:

Ihr habt doch die Herzfrequenz. Und auch erfaßt.

Und, hat euere Schaltung einen µC oder nicht? Hierauf kommt es auch
an.

Falls ein µC vorhanden, kann man mit der erfaßten Frequenz auch ein
davon abhängiges Ausgangssignal erzeugen:

Dazu verwendet man z.B. einen Timer, der einen Pin des µC toggelt, und
an dem sich ein Lautsprecher befindet. Als Nachladewert des Timers
nimmt man einen passenden Basiswert, den man durch die erfasste
Pulsfrequenz teilt. Eventuell mit Wertetabelle für nicht lineare
Abhängigkeit oder Umrechnungsformel. Das ist reine Software.

Warum sehr kleine Frequenzen bei einer PLL nicht gehen:

Nun, bei geringen Frequenzen müßte der Kondensator für die
Zeitkonstante riesig groß werden, da das zeitbestimmende RC-Glied durch
maximal mögliche Bauteilwerte bestimmt wird, das ist der springende
Punkt. Gute Kondensatoren für Styroflexkondensatoren gibt es vielleicht
bis zu einigen 100 nF, darüber sieht man einfach alt aus.

Die digitale Signalverarbeitung und DSP einzusetzen, halte ich für
deine Anwendung jedoch "oversized". Es sei denn, die sind superbillig
und können auch den Mikrocontroller mit übernehmen und es gibt
Standard-Software.

Gruß

Dietmar

Autor: AxelR. (Gast)
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...
der Kondensator für die
Zeitkonstante riesig groß werden, da das zeitbestimmende RC-Glied
durch
maximal mögliche Bauteilwerte bestimmt wird,
...

Du beziehst Dich auf den Kondensator für das Tiefpassfilter?
Das ist natürlich richtig.
Lässt sich hier evtl. ein aktives Filter verwenden, um die Kapazitäten
klein zu halten?

Ich denke eher an die Einschwingdauer, hier wird der Hund begraben
sein...

Gruß in die Runde
AxelR.

Autor: Dietmar (Gast)
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@AxelR:

Klar, die Einschwingdauer. Die PLL mit 4046 z.B., läßt jedoch keine
Schaltungsvariationen zu. Man muß irgendwie mit der Schaltung aus dem
Datenblatt leben.

Wie gesagt, ich würde alles in Software versuchen, wenn der µC auch
über Timer verfügt.

Man mißt die CPU-Takte über eine halbe oder volle Periode der
Herzfrequenz, und berechnet daraus die Frequenz für den Lautsprecher,
und gibt diese aus.

Gruß

Dietmar

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