Der vorgeschlagene Verstärker ist für einen der klassischsten Herzfrequenzsensoren ausgelegt - optisch. Die gleichen „Wäscheklammern“ am Ohrläppchen oder Finger wie bei einigen Simulatoren. Nur hier steht die Wäscheklammer nicht in Anführungszeichen, sondern in der echten. Holz. Darin wurden 3-mm-Löcher gebohrt, in die die IR-Diode SFH487 und der Fototransistor SFH309FA von Siemens eingesetzt wurden. Stattdessen sind fast alle IR-Dioden und Fototransistoren geeignet, nur die Löcher müssen in anderen Durchmessern gebohrt werden. Um den Sensor zu verwenden, war es bequem, weiche Polster mit Löchern werden auf die Oberflächen der Wäscheklammern neben dem Ohrläppchen oder Finger geklebt. Wenn das pulsierende Licht von LED- oder Leuchtstofflampen stört, muss der Fototransistor mit einem Filter geschlossen werden, der nur IR-Übertragung zulässt.
Die Verstärkerschaltung ist unten gezeigt:
Der Fototransistor ist auf einen Widerstand geladen, dessen variable Komponente über den Elektrolytkondensator dem ersten Operationsverstärker zugeführt wird. Das Signal von seinem Ausgang über die Steuerung an einem variablen Widerstand und dem zweiten Elektrolytkondensator wird dem Eingang des zweiten Operationsverstärkers und von seinem Ausgang wiederum dem Oszilloskop, dem Analogeingang des Mikrocontrollers oder dem Komparator, an den der Zähler angeschlossen ist, zugeführt. Jeder Opamp bietet einen Gewinn von ungefähr 100, sie können von anderen geeigneten Typen sein.
Da die Stromversorgung unipolar ist, musste der gemeinsame Signaldraht beider Operationsverstärker mit dem einfachsten parametrischen Stabilisator aus einem Widerstand und zwei Dioden über den gemeinsamen Draht des gesamten Geräts "angehoben" werden. Der gesamte Spannungsabfall über den Dioden beträgt etwa 1 V. Die improvisierte bipolare Quelle erwies sich als asymmetrisch, für einen Operationsverstärker ist sie jedoch noch besser als für einen unipolaren.
Wenn Sie ein Experiment durchführen möchten, indem Sie den Verstärker an ein Speicheroszilloskop anschließen, konfigurieren Sie ihn so, dass 500 Aufzeichnungen mit einem Abstand von 20 ms zwischen ihnen erstellt werden. Warten Sie etwa 10 Sekunden, um den thermischen Modus der Schaltkreise einzustellen, und stellen Sie den variablen Widerstand zwischen dem ersten und dem zweiten Operationsverstärker so ein, dass die Impulsamplitude etwa 2 V beträgt. Stellen Sie die Empfindlichkeit des Oszilloskops so ein, dass die Impulse vertikal auf den Bildschirm passen, und starten Sie die Aufnahme. Bewegen Sie während der Aufnahme des Oszilloskops weder Ihr Ohr noch Ihren Finger.
Wenn das Oszilloskop eine Tonanzeige hat (wie in Picolog, das der Autor verwendet hat), können Sie diese so konfigurieren, dass das Signal mit einer Amplitude von mehr als 1 V ertönt. Dann hören Sie Ihren Puls.
Subtrahieren Sie nach der Aufzeichnung zur Berechnung der Herzfrequenz die absolute Zeit eines der Impulse von der absoluten Zeit des vorherigen, z. B. 2190-1052 = 1138 ms oder 1,138 s. Teilen Sie 60 / 1.138, Sie erhalten 52,7 Schläge pro Minute.
Wenn Sie ein spontanes Software-Oszilloskop verwenden, das den Audioeingang eines Smartphones oder Computers verwendet, benötigen Sie einen Klangerzeuger, der durch Amplitudenimpulse moduliert wird.