Salut,
Question posée :
Je dois réaliser un tachymètre cardiaque uniquement en électronique analogique (sans microcontrôleur type Arduino) Capteur optique : LED infrarouge + photodiode (ou phototransistor) pour détecter la variation du flux sanguin. Auriez-vous une proposition de schéma ?
ChatGPT a dit :
Oui, bien sûr ! Un tachymètre cardiaque analogique utilisant une LED infrarouge et une photodiode (ou un phototransistor) est tout à fait réalisable. Voici un schéma de principe et les grandes étapes du traitement du signal, sans microcontrôleur, uniquement avec des composants analogiques :
________________________________________
🔧 Matériel utilisé :
• LED infrarouge
• Photodiode (ou phototransistor)
• Amplificateurs opérationnels (par exemple LM358 ou TL072)
• Filtres passe-bas et passe-haut (R, C)
• Comparateur (avec hystérésis, style LM339)
• Potentiomètres (pour réglage)
• Alimentation 5V ou 9V
________________________________________
🔌 Principe général du schéma :
DOIGT
│
[ LED IR ] ---> éclaire le doigt
│
[ Photodiode / Phototransistor ]
│
[ Etage d'amplification (AOP 1) ]
│
[ Filtre passe-bas (AOP 2) ]
│
[ Filtre passe-haut (AOP 3) ]
│
[ Comparateur (AOP 4) avec seuil réglable ]
│
[ Signal carré en sortie (1 impulsion = 1 battement) ]
________________________________________
🧠 Étapes du traitement du signal :
1. Éclairage + Réception :
o La LED IR est alimentée en continu (via une résistance série).
o La photodiode capte la lumière IR réfléchie par le sang dans le doigt.
o La variation d'intensité lumineuse est corrélée aux pulsations cardiaques.
2. Préamplification (AOP 1 en amplificateur transimpédance ou inverseur simple) :
o Le signal de la photodiode est très faible → on l'amplifie (~100x à 1000x).
o Utiliser un AOP en montage inverseur ou transimpédance (si photodiode).
3. Filtrage (AOP 2 et AOP 3) :
o Passe-haut (HPF) : élimine les composantes DC (bruit, lumière ambiante).
o Passe-bas (LPF) : coupe les hautes fréquences (mouvements, bruit).
o Bande utile du cœur : environ 0.5 Hz à 4 Hz (30 à 240 BPM).
4. Détection (comparateur avec hystérésis – AOP 4) :
o Convertit le signal analogique en impulsions logiques.
o Le seuil peut être réglé avec un potentiomètre.
o Une LED peut être connectée à la sortie pour visualiser les battements.
________________________________________
📘 Exemple de valeurs (à adapter) :
Composant Valeur approx.
R1 (LED IR) 100 - 220 Ω
Rf (gain AOP) 100 kΩ à 1 MΩ
C1 (LPF) 1 µF
R + C (HPF) R = 100 kΩ, C = 1 µF
Seuil comparateur ~1V - 2V
________________________________________
✅ Schéma de principe (dessiné si tu veux, je peux t'en faire un visuel) :
scss
CopierModifier
Photodiode
│
├──> AOP (ampli transimpédance ou inverseur)
│
├──> Filtre passe-haut
│
├──> Filtre passe-bas
│
├──> Comparateur avec seuil ajustable
└──> Sortie pulsée (LED clignote ou signal vers compteur)
Question posée :
Je dois réaliser un tachymètre cardiaque uniquement en électronique analogique (sans microcontrôleur type Arduino) Capteur optique : LED infrarouge + photodiode (ou phototransistor) pour détecter la variation du flux sanguin. Auriez-vous une proposition de schéma ?
ChatGPT a dit :
Oui, bien sûr ! Un tachymètre cardiaque analogique utilisant une LED infrarouge et une photodiode (ou un phototransistor) est tout à fait réalisable. Voici un schéma de principe et les grandes étapes du traitement du signal, sans microcontrôleur, uniquement avec des composants analogiques :
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🔧 Matériel utilisé :
• LED infrarouge
• Photodiode (ou phototransistor)
• Amplificateurs opérationnels (par exemple LM358 ou TL072)
• Filtres passe-bas et passe-haut (R, C)
• Comparateur (avec hystérésis, style LM339)
• Potentiomètres (pour réglage)
• Alimentation 5V ou 9V
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🔌 Principe général du schéma :
DOIGT
│
[ LED IR ] ---> éclaire le doigt
│
[ Photodiode / Phototransistor ]
│
[ Etage d'amplification (AOP 1) ]
│
[ Filtre passe-bas (AOP 2) ]
│
[ Filtre passe-haut (AOP 3) ]
│
[ Comparateur (AOP 4) avec seuil réglable ]
│
[ Signal carré en sortie (1 impulsion = 1 battement) ]
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🧠 Étapes du traitement du signal :
1. Éclairage + Réception :
o La LED IR est alimentée en continu (via une résistance série).
o La photodiode capte la lumière IR réfléchie par le sang dans le doigt.
o La variation d'intensité lumineuse est corrélée aux pulsations cardiaques.
2. Préamplification (AOP 1 en amplificateur transimpédance ou inverseur simple) :
o Le signal de la photodiode est très faible → on l'amplifie (~100x à 1000x).
o Utiliser un AOP en montage inverseur ou transimpédance (si photodiode).
3. Filtrage (AOP 2 et AOP 3) :
o Passe-haut (HPF) : élimine les composantes DC (bruit, lumière ambiante).
o Passe-bas (LPF) : coupe les hautes fréquences (mouvements, bruit).
o Bande utile du cœur : environ 0.5 Hz à 4 Hz (30 à 240 BPM).
4. Détection (comparateur avec hystérésis – AOP 4) :
o Convertit le signal analogique en impulsions logiques.
o Le seuil peut être réglé avec un potentiomètre.
o Une LED peut être connectée à la sortie pour visualiser les battements.
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📘 Exemple de valeurs (à adapter) :
Composant Valeur approx.
R1 (LED IR) 100 - 220 Ω
Rf (gain AOP) 100 kΩ à 1 MΩ
C1 (LPF) 1 µF
R + C (HPF) R = 100 kΩ, C = 1 µF
Seuil comparateur ~1V - 2V
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✅ Schéma de principe (dessiné si tu veux, je peux t'en faire un visuel) :
scss
CopierModifier
Photodiode
│
├──> AOP (ampli transimpédance ou inverseur)
│
├──> Filtre passe-haut
│
├──> Filtre passe-bas
│
├──> Comparateur avec seuil ajustable
└──> Sortie pulsée (LED clignote ou signal vers compteur)