Misurare il battito cardiaco tramite Arduino e un dischetto piezoelettrico

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È un progetto così semplice che non ho potuto fare a meno di proporvelo sotto forma di articolo: Thomas Novotny stava costruendo tramite Arduino un dispositivo in grado di rilevare se l'acqua fluisce in un tubo. Per farlo ha usato un dischetto piezoelettrico come quello che vedete in foto.
Per fare una prova, ha appoggiato il dischetto al suo dito e il risultato è stato quello di leggere il suo battito cardiaco. La vera sorpresa è stata che i dati raccolti avevano pochissimo rumore.
Come potete osservare dal grafico qui sotto, i battiti sono ben distinti e leggibili.

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Il piezo utilizzato è quello venduto da DFrobot, ma funziona anche collegando ad Arduino il solo dischetto piezoelettrico, sicuramente più facile da reperire.

Il codice base utilizzato da Thomas è il seguente:

Codice:

void setup() {
  Serial.begin(57600);
}
void loop() {
  int avg = 0;
  for(int i=0;i<64;i++){
    avg+=analogRead(A2);
  }
  Serial.println(avg/64,DEC);
  delay(5);
}

Se utilizzate un piezo come quello di DFRobot andrà collegato in questo modo:
Analog out Arduino pin A2
5V Arduino 5V
GND Arduino GND
Mentre se utilizzate un piezo "in solitaria" basterà collegarlo tra il pin A2 di Arduino e GND.

Thomas ha poi riadattato il codice per riuscire a calcolare i battiti al minuto (BPM) analizzando il tempo intercorso tra gli ultimi 16 battiti rilevati da Arduino e poi calcolandone la media:

Codice:

int threshold = 60;
int oldvalue = 0;
int newvalue = 0;
unsigned long oldmillis = 0;
unsigned long newmillis = 0;
int cnt = 0;
int timings[16];

void setup() {
  Serial.begin(57600);
}

void loop() {
  oldvalue = newvalue;
  newvalue = 0;
  for(int i=0; i<64; i++){ // Average over 16 measurements
    newvalue += analogRead(A2);
  }
  newvalue = newvalue/64;
  // find triggering edge
  if(oldvalue<threshold && newvalue>=threshold){
    oldmillis = newmillis;
    newmillis = millis();
    // fill in the current time difference in ringbuffer
    timings[cnt%16]= (int)(newmillis-oldmillis);
    int totalmillis = 0;
    // calculate average of the last 16 time differences
    for(int i=0;i<16;i++){
      totalmillis += timings[i];
    }
    // calculate heart rate
    int heartrate = 60000/(totalmillis/16);
    Serial.println(heartrate,DEC);
    cnt++;
  }
  delay(5);
}

Il risultato dell'operazione verrà comunicato al PC (o a qualsiasi altro dispositivo) tramite interfaccia seriale.

Arduino starter kit

 

Grazie mille per la precisazione, mi ero documentato su come usare il piezo da solo ma non avevo cercato lo schema di quello venduto da DFRobot.
Correggo subito

 

Puoi adattarti questi script:
http://ryujiandy.i2cttl.com/index.php/arduino/4-python-ed-arduino