Sensor Pulsação - Teste #2
O primeiro teste usando o QRD1114 não alcançou resultados promissores (ver Teste 1).
Modificando a configuração elétrica para:
Inspirado em: QRD1114 Optical Detector Hookup Guide - SparkFun Learn:
Com ligeiras modificações:
- R1 foi mantido em 220 (vermelho, vermelho, marrom, dourado);
- R2 continua sendo de 10 K (marrom, preto, laranja, dourado).
Considerando detalhes do QRD1114:
E pinagem de um led comum:
O código para captura dos dados será refeito, usando interrupção com taxa de amostragem correspondendo à 50 pontos/ciclo de sinal máximo de 5 Hz, o que resulta 250 Hz, ou 0,004 segundos.
Primeiro teste
Sem taxa de amostragem, mais para capturar dados e perceber se quando o dedo está pressionado contra o sensor, se é possível detectar ondulação na luminosidade como resposta às pulsações.
Usando mesmo código simples já testado anteriormente: QRD1114_teste1.ino. Este código juntamente com o o script em Python capture_serial_data.py, permite caputar um arquivo texto com dados reais. Estes últimos arquivos estão na pasta: /Volumes/DADOS/Users/fpassold/Documents/UPF/Lab_Processa_Sinais/2024_2/Pulse_Monitor/... Detalhe, o script capture_serial_data.py não funciona se o IDE do Arduíno também estiver ativo (diferentes aplicativos tentando acessar o mesmo recurso, no caso de um Mac: /dev/cu.usbmodem14201).
Neste caso, obtemos um resultado como:
Sem o dedo no sensor:
O value2 , única variável mostrada no gráfico do "Serial Plotter" da IDE do Arduino só mostra (intencionalemente), o dado bruto assim como medido pelo A/D de 10-bits do Arduino (possibilitando leituras na faixa [0 1024]).
Perceber a faixa de variação dos valores. Ocorre uma alteração no meio deste teste porque intencionalmente é desligada uma lámpada/projetor sobre o sensor, o que mostra a sensibilidade deste circuito quanto à ruídos na linha de alimentação mas nem tanto em relação à iluminação externa.
Colocando o dedo no sensor:
Perceba que este circuito é capaz de detecgar a aproximação do dedo no sensor. E que o sinal (oscilatório) só se estabiliza depois que o usuário mantêm certa pressão de contato contra o sensor! Isto confirma que este sensor é mais adequado para medir distância que variações de transmissão de luz infra-vermelha!
Mantendo o dedo pressionado contra o sensor, obtemos algo como:
Percebe-se em alguns casos, uma pequena variação no sinal, mas há casos em que o mesmo varia apenas no intervalo [49 50] e depois salta para [49 51] e pode se manter na faixa [53 55]. O provável problema é que o sinal oscila apenas entre 1 ou 2 passos (steps) do próprio A/D, o que provavelmente inviabiliza a detecção do BPM neste sinal.
Teste 2: Ativar um led vermelho ao lado do dedo pressionado contra o sensor aumenta a faixa de excursão do sinal enquanto o dedo está pressionado contra o sensor?
Neste caso, percebe-se que baixa o intervalo de varição do sinal medido: [33 34], mas a faixa de esxcursão do sinal infelizmente não aumenta!
Conclusão: Muito provavelmente o sensor QRD1141 não é útil sozinho para capturar pulsação. Ele se sai melhor até detectando aproximações que pulsações.
Provavel solução: Propor outro circuito baseado no MRD500 (foto-transístor) com led IR apontando contra o mesmo, interceptado pelo dedo.
>> Partindo para teste_com_MRD500.
Fernando Passold, em 03/10/2024.