Capteur de rythme cardiaque : fonctionnement et applications pratiques

Qu'est-ce qu'un battement cardiaque ?

Un battement cardiaque est la contraction rythmique des cavités du cœur, propulsant le sang dans le corps. Le nombre de contractions par minute est la fréquence cardiaque (BPM). Le pouls palpable — ressenti dans artères près de la peau — est l'expression externe de ce rythme.

Deux façons de mesurer un battement cardiaque

• Méthode manuelle : Compter pouls poignet (pouls radial) ou cou (pouls carotidien). Placez index et majeur légèrement sur site choisi, comptez 30 secondes, doublez pour obtenir BPM. Appliquez pression minimale et glissez doigts jusqu'à sentir pouls.
• Méthode par capteur : Détecter changements intensité lumineuse causés par fluctuations volume sanguin pendant chaque battement.

Principe du capteur de rythme cardiaque

Les capteurs de rythme cardiaque utilisent la photopléthysmographie (PPG). Ils mesurent changements volume sanguin dans tissu, qui alterent quantité lumière transmise ou réfléchie. Comme le sang absorbe la lumière, variations lumière réfléchie ou transmise correspondent directement aux pulsations cardiaques.

La PPG se fait de deux façons principales :

Transmission : Lumière traverse région vasculaire (ex: lobe oreille) reçue côté opposé.

Réflexion : Lumière réfléchie surface tissu (ex: doigt).

Comment fonctionne un capteur de rythme cardiaque

Un capteur typique consiste en une LED et un photodétecteur — photodiode ou résistance dépendante lumière. Quand LED illumine tissu, partie lumière absorbée par sang, reste réfléchi ou transmis au détecteur. Sortie électrique détecteur contient composante DC (absorption tissu) et composante AC synchronisée avec chaque pouls.

Pour isoler composante AC, sortie détecteur filtrée par circuit passe-haut/passe-bas deux étages, puis convertie en train impulsions numériques via comparateur ou ADC. Fréquence impulsions (f) envoyée microcontrôleur, qui calcule BPM formule :

BPM = 60 × f

Capteurs rythme cardiaque pratiques

Modules courants incluent Capteur Fréquence Cardiaque (Produit No PC-3147), utilisant LED infrarouge et LDR sur pince lobe oreille ou doigt.

Autre choix populaire : TCRT1000, capteur optique 4 broches. Broche 1 alimente LED, Broches 2 et 3 masse, Broche 4 sort sortie. Activé, capteur montable wearable poignet transmet données via Bluetooth surveillance à distance.

Construire système capteur rythme cardiaque simple

Système basique assemblable avec LDR, comparateur IC (LM358), microcontrôleur. Diagramme ci-dessous illustre circuit typique.

LDR agit détecteur lumière : intensité monte, résistance baisse ; intensité baisse, résistance monte. LM358 compare tension LDR à seuil fixe diviseur tension. Quand pouls tissu réduit lumière sur LDR, résistance augmente, tension dépasse seuil produisant niveau haut. Train impulsions résultant envoyé microcontrôleur, qui calcule fréquence cardiaque et l'affiche sur écran attaché.

Explication vidéo schéma circuit capteur rythme cardiaque