El amplificador propuesto está diseñado para uno de los sensores de frecuencia cardíaca más clásicos: el óptico. Las mismas "pinzas para la ropa" en el lóbulo de la oreja o el dedo, como en algunos simuladores. Solo que aquí la pinza no está entre comillas, sino la real. De madera. Se perforaron agujeros de 3 mm en el que se colocaron el diodo IR SFH487 y el fototransistor SFH309FA de Siemens. En cambio, casi todos los diodos IR y fototransistores son adecuados, solo los agujeros deberán perforarse en otros diámetros. Para usar el sensor era cómodo, se pegan almohadillas suaves con agujeros en las superficies de las pinzas de ropa adyacentes al lóbulo de la oreja o al dedo. Si la luz pulsante de LED o lámparas fluorescentes interfiere, el fototransistor debe cerrarse con un filtro que permita solo la transmisión IR.
El circuito amplificador se muestra a continuación:
El fototransistor se carga en una resistencia, cuyo componente variable se alimenta a través del condensador electrolítico al primer amplificador operacional. La señal de su salida a través del controlador en una resistencia variable y el segundo condensador electrolítico se alimenta a la entrada del segundo amplificador operacional, y desde su salida, a su vez, al osciloscopio, la entrada analógica del microcontrolador o el comparador al que está conectado el contador. Cada opamp proporciona una ganancia de aproximadamente 100; pueden ser de otros tipos adecuados.
Dado que la fuente de alimentación es unipolar, el cable común de señal de ambos amplificadores operacionales tuvo que ser "elevado" por encima del cable común de todo el dispositivo con el estabilizador paramétrico más simple de una resistencia y dos diodos. La caída de voltaje total a través de los diodos es de aproximadamente 1 V. La fuente bipolar improvisada resultó ser asimétrica, pero para un amplificador operacional es incluso mejor que una unipolar.
Si va a realizar un experimento conectando el amplificador a un osciloscopio de almacenamiento, configúrelo de modo que haga 500 registros con un intervalo entre ellos de 20 ms. Espere unos 10 segundos para configurar el modo térmico de los circuitos, y configure la resistencia variable ubicada entre el primer y el segundo amplificador operacional de modo que la amplitud del pulso sea de aproximadamente 2 V. Ajuste la sensibilidad del osciloscopio para que los pulsos encajen verticalmente en la pantalla y comience a grabar. Mientras el osciloscopio está grabando, no mueva la oreja o el dedo.
Si el osciloscopio tiene una indicación de sonido (como en Picolog, que utilizó el autor), puede configurarlo para que la señal suene a una amplitud de más de 1 V. Luego escuchará su pulso.
Después de grabar, para calcular la frecuencia cardíaca, reste el tiempo absoluto de uno de los pulsos del tiempo absoluto del anterior, por ejemplo, 2190-1052 = 1138 ms, o 1.138 s. Divide 60 / 1,138, obtienes 52.7 latidos por minuto.
Cuando use un osciloscopio de software improvisado que use la entrada de audio de un teléfono inteligente o computadora, necesitará un generador de sonido modulado por pulsos de amplitud.