MONITOR DE FREQUÊNCIA CARDÍACA FINAL

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MONITOR DE FREQUÊNCIA CARDÍACA 
 
Gabriel Gregolin, gabrielgregolin.58@gmail.com; Bruno Damaceno Correa, damaceno495@gmail.com; João Jaime Dos Santos, 
jaime.eletro@hotmail.com; Israel M.Werlich, israel_vre@hotmail.com; Kioma Forosteski, kioma123@gmail.com. 
 
FADEP - FACULDADE DE PATO BRANCO 
Rua Benjamin Borges dos Santos, 1100. 
CEP 85503-350 - Pato Branco - PR 
 
 
Resumo: O objetivo do projeto é melhorar o projeto anterior 
feito em Oficinas V. 
Neste projeto foi usado um sensor dedicado, que como o 
projeto anterior, também utiliza o efeito pletismográfico. Esse 
efeito se caracteriza pela variação de luz que que atravessa um 
segmento corporal de acordo com a pulsação. 
Este novo sensor possui um filtro ativo que diminui a 
quantidade de ruído no sinal e aumenta a sua amplitude. O 
processamento é feito e exibe-se a frequência cardíaca em um 
display. 
 
Palavras chave: Sensor, Frequência cardíaca 
Fotopletismografia, microcontrolador, filtro ativo, sinal. 
 
Abstract: The objective of the project is to improve the prior 
design in V. Offices. In this project a dedicated sensor was 
used, which as the previous design also uses the 
plethysmographic effect. This effect is characterized by the 
variation of light with a pulse according to a pulse. This new 
sensor has an active filter that reduces the amount of noise 
without signal and increases its amplitude. Processing and 
display and heart rate on a display. 
 
1 INTRODUÇÃO 
O jeito mais moderno e preciso de se verificar a frequência 
cardíaca de alguém é usando a técnica da fotopletismografia, 
que utiliza a luz para detectar a pulsação, relativamente 
simples, o processo se resume a um emissor e um receptor de 
luz onde se é verificado a variação da quantidade de luz que 
chega ao receptor devido á sístole ou diástole, caracterizando 
ou não um batimento cardíaco. 
2 REFERÊCNIAL TEÓRICO 
2.1 Fotopletismografia 
Essa técnica óptica se utiliza do principio pletismográfico para 
detectar a mudança de volume no sangue. 
Um foto emissor infravermelho é ligado em um receptor 
usando como meio de propagação um segmento corporal onde 
se deseja registrar o sinal pletismográfico. 
Em 1953 o fisiologista J. Peňáz se utilizou dessa técnica 
usando um cuff (sensor digital). O valor de emissão de luz e 
recebimento da mesma. Durante a sístole o volume de sangue 
na artéria aumenta, com isto a mesma infla tornando-se maior o 
que faz com que a transmissão de luz seja reduzida, em 
comparação com o momento em que ele está com a menor 
quantidade de sangue, diástole, onde a transferência de luz será 
bem maior. Com base na pressão constante exercida no sensor 
durante o descarregamento vascular temos um parâmetro para 
medição instantânea do pulso. (SILKE e McAULEY, 1998). 
 
 
Figura 1: Lugar onde é implementado o cuff . 
Fonte: (Millasseau SC) 
2.2 O sensor 
O Sensor de Pulso é um projeto de hardware de fonte aberta de 
Joel Murphy e Yury Gitman. Ele é conhecido como sensor de 
pulso Amped. 
O sensor é constituído de um led verde de alta intensidade 
(AM2520ZGC09) que produz a fonte de luz, um led receptor 
que capta a variação de luz que atravessa o segmento corporal 
(APDS-9008), e um amp-op com alguns componentes 
discretos que compõem o filtro ativo que filtrará o sinal 
oriundo do sensor (APDS-9008). 
O circuito se divide em três componentes principais: emissor, 
receptor e filtro ativo. (MURPHY, Joel; GITMAN, Yury). 
 
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Figura 2: Circuito emissor. 
 
 
Figura 3: Circuito receptor. 
 
Figura 4: Circuito filtro ativo. 
 
Figura 5: Circuito completo sensor Amped. 
2.3 Importância do filtro ativo no sinal 
O filtro ativo é uma parte fundamental do sensor, onde é 
amplificado e filtrado o sinal oriundo do receptor de luz. A 
figura 6 e 7 fazem um comparativo em escala do sinal antes e 
depois do filtro ativo. 
 
 
Figura 6: Sinal antes do filtro ativo. 
 
Figura 7: Sinal amplificado e filtrado. 
2.4 Microcontrolador 
Utilizou-se para o projeto o microcontrolador PIC16F877A, o 
qual é responsável por executar o programa desenvolvido para 
que a leitura do sinal do sensor possa ser interpretada. 
 
 
Figura 8: PIC16F877A 
Fonte: (microchip.com) 
 
O PIC 16F877A, fabricado pela Microchip Technology, é 
um micro controlador da família, 16F, com registradores de 
8 bits. Este micro controlador foi escolhido levando em 
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consideração o seu custo e beneficio, além de possuir memória 
flash para armazenar o programa, e também por poder realizar 
todas as funções necessárias no projeto, ao mesmo tempo que o 
seu custo é bem mais acessível se comparado a outros 
microcontroladores disponíveis no mercado. 
2.5 Programa 
O código do programa foi elaborado utilizando a linguagem de 
programação C, no software MikroC. O fluoxograma a seguir 
(Figura 9) ilustra a lógica utilizada para o desenvolvimento do 
código. 
 
Figura 9: Fluoxograma do código de programação. 
3 IMPLEMENTAÇÃO PRÁTICA 
Com a validação do código do programa, fez-se uma simulação 
do circuito utilizando o software Proteus como ilustado na 
figura 11, com o objetivo de testar o funcionamento do código 
e também do circuito eletrônico como um todo. Após, montou-
se o circuito a seguir (Figura 10) usado para testes. 
Este circuito serviu para testes do programa no que acaretou 
em alguns ajustes que melhoram e precisão do projeto. 
 
Figura 10: Protótipo utilizado para testes. 
 
Figura 11: Simulação Proteus. 
Além do display também utilizou-se um osciloscópio para a 
verificação da forma de onda gerada pelo sensor e também para 
observar os ruídos gerados no sinal. A figura a seguir mostra a 
forma de onda obtida no osciloscópio. 
 
 
Figura 12: Forma de onda obtida pelo sensor. 
Como pode-se observar a figura 12 esta relativamente parecida 
com a figura 7 que é a forma de onda sugerida pelo fabricante 
do sensor. 
Logo após testar o circuito na protoboard passou-se para o 
projeto de uma PCI(placa de circuito impresso), onde o circuito 
fica mais compacto e com menos ruídos. 
 
Figura 13: Circuito completo projeto PCI 
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Figura 14: Simulação das trilhas impressas na PCI 
 
Figura 15: Vista em 3D do projeto final 
Depois de imprimir as trilhas(figura 14), em papel fotográfico 
passou-se para uma placa de fenolite através de transferência 
térmica. 
 
Figura 16: Trilhas impressas na placa de fenolite 
 
Na sequência foi feita a corozão da placa com percloreto de 
ferro e após fez-se a furação com broca de 1mm e iniciou-se o 
processo de fixação e solda dos componentes pertinentes. 
 
Figura 17: Projeto final impresso em PCI 
A figura 17 mostra o projeto concluído sendo testado, a 
alimentação é de 9 volts sendo rebaixada pelo CI LM7805 para 
alimentar o micro controlador o sensor e demais componentes. 
4 CONCLUSÃO 
Conclui-se que os objetivos do projeto foram alcançados com 
sucesso, porém surgiram algumas dificuldades ao longo do 
mesmo, como a migração do Arduino para o PIC, já que o 
código teve de ser reescrito e testado varias vezes, o projeto 
em si da PCI 
Mas em contra partida o uso de um sensor próprio para esse 
fim facilitou o desenvolvimento do projeto como um todo. 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
 
FERREIRA CORRÊA, Luiz Antonio. “Sistema não invasivo 
de monitorização da pressão arterial e da onda de pulso 
utilizando a fotopletismografia”. UFRJ- 2006. 
 
SILKE, B., McAULEY D., 1998, “Accuracy and precision of 
blood pressure determination with the Finapres: an overview 
using re-sampling statistics”,J. Hum. Hypertens 
 
MURPHY, J.; GITMAN, Y. Pulse sensor amped. 2015, em: 
http://pulsesensor.com 
 
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Millasseau SC, Guigui FG, Kelly RP, Prasad K, Cockcroft 
JR, Ritter JM, Chowienczyk PJ (2000) Noninvasive 
assessment of digital volume pulse.