Card/IO ist ein Open-Source-EKG-Monitor im Kreditkartenformat
Von allen vom menschlichen Körper erzeugten elektrischen Signalen sind diejenigen, die vom Herzen ausgehen, dem Durchschnittsmenschen wahrscheinlich am vertrautesten. Und da es auch recht einfach ist, die erforderlichen Sensoren zu implementieren, liegt es nahe, dass Elektrokardiogramm-Geräte (EKG) bei Projekten zur Einführung medizinischer Elektronik eine beliebte Wahl sind. [Dániel Buga] hat beispielsweise ein kompaktes EKG-System im Kreditkartenformat mit dem treffenden Namen Card/IO entwickelt, das deutlich zeigt, wie ein Einkanal-EKG implementiert wird.
Obwohl es sich hierbei offensichtlich nicht um ein Instrument medizinischer Qualität handelt, enthält es doch alle grundlegenden Komponenten, die ein ordnungsgemäßes System zur Erkennung biologischer Signale ausmachen. Erstens gibt es die Sensorpads, die den Spannungsunterschied zwischen den beiden Daumen des Benutzers erfassen und gleichzeitig ihre Gleichtaktspannung durch eine Technik namens Right Leg Driving (RLD) aufheben. Das Differenzsignal durchläuft dann einen Tiefpassfilter, um hochfrequentes Rauschen zu entfernen, und gelangt anschließend in einen analogen EKG-Frontend-Chip ADS1291.
Der ADS1291 enthält einen Delta-Sigma-Analog-Digital-Wandler sowie einen SPI-Bus zur Kommunikation mit dem Hauptprozessor. [Dániel] wählte einen in Rust programmierten ESP32-S3 als Schnittstelle zum SPI-Bus und zur Ansteuerung eines 1-Zoll-OLED-Displays, das das digitalisierte EKG-Signal anzeigt. Es verwaltet auch die Benutzeroberfläche, die mithilfe der EKG-Sensorelektroden funktioniert: Wenn Sie diese weniger als fünf Sekunden lang berühren, wechselt das Gerät in den Menümodus und die beiden Elektroden werden zu Tasten zum Scrollen durch die verschiedenen Optionen.
Alle Quellcodes sowie KiCad-Dateien für das Board finden Sie auf der GitHub-Seite des Projekts. Wenn Sie neu in der Biosensorik sind, sollten Sie sich vielleicht auch dieses etwas fortgeschrittenere Projekt ansehen, das viele relevante Sicherheitsinformationen enthält.
Von allen vom menschlichen Körper erzeugten elektrischen Signalen sind diejenigen, die vom Herzen ausgehen, dem Durchschnittsmenschen wahrscheinlich am vertrautesten. Und da es auch recht einfach ist, die erforderlichen Sensoren zu implementieren, liegt es nahe, dass Elektrokardiogramm-Geräte (EKG) bei Projekten zur Einführung medizinischer Elektronik eine beliebte Wahl sind. [Dániel Buga] hat beispielsweise ein kompaktes EKG-System im Kreditkartenformat mit dem treffenden Namen Card/IO entwickelt, das deutlich zeigt, wie ein Einkanal-EKG implementiert wird.
Obwohl es sich hierbei offensichtlich nicht um ein Instrument medizinischer Qualität handelt, enthält es doch alle grundlegenden Komponenten, die ein ordnungsgemäßes System zur Erkennung biologischer Signale ausmachen. Erstens gibt es die Sensorpads, die den Spannungsunterschied zwischen den beiden Daumen des Benutzers erfassen und gleichzeitig ihre Gleichtaktspannung durch eine Technik namens Right Leg Driving (RLD) aufheben. Das Differenzsignal durchläuft dann einen Tiefpassfilter, um hochfrequentes Rauschen zu entfernen, und gelangt anschließend in einen analogen EKG-Frontend-Chip ADS1291.
Der ADS1291 enthält einen Delta-Sigma-Analog-Digital-Wandler sowie einen SPI-Bus zur Kommunikation mit dem Hauptprozessor. [Dániel] wählte einen in Rust programmierten ESP32-S3 als Schnittstelle zum SPI-Bus und zur Ansteuerung eines 1-Zoll-OLED-Displays, das das digitalisierte EKG-Signal anzeigt. Es verwaltet auch die Benutzeroberfläche, die mithilfe der EKG-Sensorelektroden funktioniert: Wenn Sie diese weniger als fünf Sekunden lang berühren, wechselt das Gerät in den Menümodus und die beiden Elektroden werden zu Tasten zum Scrollen durch die verschiedenen Optionen.
Alle Quellcodes sowie KiCad-Dateien für das Board finden Sie auf der GitHub-Seite des Projekts. Wenn Sie neu in der Biosensorik sind, sollten Sie sich vielleicht auch dieses etwas fortgeschrittenere Projekt ansehen, das viele relevante Sicherheitsinformationen enthält.
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