RU2778860C1

RU2778860C1 - Method for generating pulses for contact heart rate monitor and pulse generator for contact heart rate monitor

Info

Publication number: RU2778860C1
Application number: RU2020116186A
Authority: RU
Inventors: Никита Александрович Паршуто; Михаил Михайлович Соловьянов
Original assignee: Никита Александрович Паршуто
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-08-26

Abstract

FIELD: electronics.

SUBSTANCE: inventions relate to the field of electronics, in particular to a method for generating pulses for a contact heart rate monitor, and a pulse generator for a contact heart rate monitor. The pulse generator for the contact heart rate monitor contains a board, a control unit, a power source, a unit for input data reception, connected to each other, while the board contains at least one communication channel providing the connection of the control unit to the unit for input data reception, as well as at least one contact communication channel made with the possibility of connection to the contact heart rate monitor, and GND power channel, a control unit made with the possibility of generation of outgoing pressure pulses with a given frequency based on data received from the unit for input data reception and transmission of generated outgoing pulses to the contact heart rate monitor by means of a contact communication signal.

EFFECT: increase in the reliability of data transmission.

6 cl, 2 dwg

Description

Область техники:Technical field:

[0001] Группа изобретений относится к области электроники, в частности, к способу генерации импульсов для контактного пульсометра и генератору импульсов для контактного пульсометра.[0001] The group of inventions relates to the field of electronics, in particular, to a method for generating pulses for a contact heart rate monitor and pulse generator for a contact heart rate monitor.

Уровень техники:State of the art:

[0002] В настоящее время существует множество устройств для измерения пульса человека. Однако, из уровня техники неизвестно устройств, осуществляющих генерирование пульсоподобных импульсов для симулирования поведения человеческого сердца.[0002] Currently, there are many devices for measuring the pulse of a person. However, no device is known in the art that generates pulse-like pulses to simulate the behavior of the human heart.

Раскрытие изобретения:Disclosure of the invention:

[0003] Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа генерации импульсов для контактного пульсометра и устройства для его осуществления, которое обеспечивает подачу импульсов напряжения, считываемых контактными пульсометрами в качестве пульса задаваемого на приборе, для симулирования поведения человеческого сердца.[0003] The technical problem to be solved by the claimed invention is to develop a method for generating pulses for a contact heart rate monitor and a device for its implementation, which provides the supply of voltage pulses read by contact heart rate monitors as a pulse set on the device to simulate the behavior of the human heart.

[0004] Техническим результатом заявленного изобретения является высокая надежность работы разработанного генератора импульсов, что, в свою очередь, обеспечивает повышение точности и надежности определения пульса контактным пульсометром.[0004] The technical result of the claimed invention is the high reliability of the developed pulse generator, which, in turn, improves the accuracy and reliability of determining the pulse with a contact heart rate monitor.

[0005] Для достижения данного технического результата предложен генератор импульсов для контактного пульсометра, содержащий: плату, блок управления, источник питания, блок приема входных данных, связанные между собой, при этом плата содержит по меньшей мере один канал связи, обеспечивающий соединение блока управления с блоком приема входных данных, а также по меньшей мере один контактный канал связи, выполненный с возможностью подключения к контактному пульсометру, и канал питания GND, причем блок управления выполнен с возможностью генерирования исходящих импульсов напряжения с частотой

на основании данных, полученных от блока приема входных данных, и передачи сгенерированных исходящих импульсов контактному пульсометру посредством контактного канала связи, а блок приема входных данных выполнен с возможностью приема данных от внешних устройств и их передачи блоку управления.[0005] To achieve this technical result, a pulse generator for a contact heart rate monitor is proposed, containing: a board, a control unit, a power source, an input data receiving unit interconnected, while the board contains at least one communication channel that connects the control unit with an input data receiving unit, as well as at least one contact communication channel configured to connect to a contact heart rate monitor, and a GND power supply channel, moreover, the control unit is configured to generate outgoing voltage pulses with a frequency

based on the data received from the input data receiving unit and transmitting the generated outgoing pulses to the contact heart rate monitor via a contact communication channel, and the input data receiving unit is configured to receive data from external devices and transmit them to the control unit.

[0006] В одном из вариантов выполнения заявленное изобретение может содержать дисплей, соединенный с платой, при этом плата может содержать каналы связи, обеспечивающие соединение блока управления с дисплеем. Дисплей может быть выполнен с возможностью отображения сформированных посредством блока управления данных.[0006] In one embodiment, the claimed invention may include a display connected to the board, while the board may contain communication channels that connect the control unit to the display. The display may be configured to display the data generated by the control unit.

[0007] Устройство также может содержать делитель напряжения (устройство, понижающее напряжение), устанавливаемый на плате. Делитель напряжения связан с блоком управления и выполнен с возможностью ослабления амплитуды напряжения импульсов, принятых от блока управления, и передачи импульсов с ослабленной амплитудой напряжения контактному пульсометру посредством контактного канала. Делитель позволяет ослаблять напряжение для исключения вероятности перегрева и сгорания элементов устройства. Таким образом, наличие делителя в устройстве позволяет дополнительно повысить надежность работы устройства и, как следствие, повысить точность и надежность определения пульса контактным пульсометром. Кроме того, делитель также позволяет ослаблять амплитуду напряжения импульсов до уровня, воспринимаемого конкретным пульсометром, если это необходимо.[0007] The device may also include a voltage divider (voltage step down device) installed on the board. The voltage divider is connected to the control unit and is configured to attenuate the voltage amplitude of the pulses received from the control unit and transmit pulses with a weakened voltage amplitude to the contact pulsometer via the contact channel. The divider allows you to weaken the voltage to eliminate the likelihood of overheating and burning of the elements of the device. Thus, the presence of a divider in the device makes it possible to further improve the reliability of the device and, as a result, improve the accuracy and reliability of determining the pulse with a contact heart rate monitor. In addition, the divider also allows you to attenuate the amplitude of the voltage pulses to a level perceived by a specific heart rate monitor, if necessary.

[0008] Плата генератора импульсов может содержать один, но разветвленный надвое, контактный канал связи или два контактных канала связи А и В. Контактный канал связи является каналом для приема и/или передачи аналоговых сигналов или цифровых сигналов. Контактные каналы связи А, В могут принимать и/или передавать или аналоговые сигналы, или цифровые.[0008] The pulse generator board may contain one, but branched in two, contact channel or two contact channels A and B. Contact channel is a channel for receiving and / or transmitting analog signals or digital signals. Contact communication channels A, B can receive and/or transmit either analog signals or digital ones.

[0009] Дополнительно частота

имитирует сердцебиение человека в диапазоне от 0 до 300 ударов в минуту.[0009] Optional frequency

simulates the human heartbeat in the range from 0 to 300 beats per minute.

[0010] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера, а также пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.[0010] Obviously, both the previous general description and the following detailed description are by way of example only, as well as explanations and are not limitations of the present invention.

[0011] Технический результат также достигается в способе генерирования импульсов с использованием ранее упомянутого генератора импульсов, согласно которому направляют в блок приема входных данных значение частоты

, после чего блок приема входных данных передает полученные данные блоку управления, который, в свою очередь, генерирует исходящий импульс напряжения, соответствующий частоте

, и передает сгенерированный исходящий импульс на контактный канал связи, связанный с соответствующими контактами пульсометра.[0011] The technical result is also achieved in the method of generating pulses using the previously mentioned pulse generator, according to which the frequency value is sent to the input data receiving unit

, after which the input data receiving unit transmits the received data to the control unit, which, in turn, generates an outgoing voltage pulse corresponding to the frequency

, and transmits the generated outgoing pulse to the contact communication channel associated with the corresponding contacts of the heart rate monitor.

[0012] Блок приема входных данных может быть выполнен с возможностью приема данных (значение частоты) от пульсометров (например, фитнес-браслета).[0012] The input data receiving unit may be configured to receive data (frequency value) from heart rate monitors (eg, a fitness bracelet).

[0013] При наличии в конструкции генератора импульсов делителя напряжения, блок управления передает сгенерированный исходящий импульс делителю напряжения для его понижения до уровня, воспринимаемого пульсометром, после чего импульс передается делителем напряжения на контактный канал (или контактные каналы А и В), связанный с соответствующими контактами пульсометра.[0013] If there is a voltage divider in the design of the pulse generator, the control unit transmits the generated outgoing pulse to the voltage divider to lower it to a level perceived by the heart rate monitor, after which the pulse is transmitted by the voltage divider to the contact channel (or contact channels A and B) associated with the corresponding heart rate monitor contacts.

Краткое описание чертежей:Brief description of drawings:

[0014] Фиг. 1 - схематичное изображение генератора импульсов для контактного пульсометра по первому варианту исполнения. Фиг. 2 - схематичное изображение генератора импульсов для контактного пульсометра по второму варианту исполнения.[0014] FIG. 1 is a schematic representation of a pulse generator for a contact heart rate monitor according to the first embodiment. Fig. 2 is a schematic representation of a pulse generator for a contact heart rate monitor according to the second embodiment.

Осуществление изобретения:Implementation of the invention:

[0015] Схематическое изображение генератора 100 импульсов для контактного пульсометра 101 показано на фиг. 1. В первом варианте исполнения генератор 100 импульсов содержит плату 102, дисплей 103, блок 104 управления, делитель 105 напряжения, блок 106 приема входных данных, источник питания 110. При этом плата 102 также содержит по меньшей мере один контактный канал 109 питания GND, по меньшей мере один контактный канал 107 связи А и по меньшей мере один контактный канал 108 связи В.[0015] A schematic representation of a pulse generator 100 for a contact heart rate monitor 101 is shown in FIG. 1. In the first embodiment, the pulse generator 100 contains a board 102, a display 103, a control unit 104, a voltage divider 105, an input data receiving unit 106, a power supply 110. In this case, the board 102 also contains at least one contact channel 109 of the GND power supply, at least one contact channel 107 of communication A and at least one contact channel 108 of communication B .

[0016] Плата 102 выполнена с возможностью размещения на ней дисплея 103, блока 104 управления, делителя 105 и блока 106 приема входных данных, связанных между собой. Плата 102 содержит каналы связи, обеспечивающие соединение блока управления с дисплеем, делителем напряжения и блоком приема входных данных. Плата 102 содержит по меньшей мере один контактный канал 109 питания GND для подсоединения к источнику питания 110. Контактные каналы 107 А и 108 В выполнены с возможностью подключения к контактному пульсометру 101. Контактные каналы 107, 108 связи А и В одновременно являются каналами для приема и/или передачи аналоговых сигналов.[0016] The board 102 is configured to accommodate a display 103, a control unit 104, a divider 105, and an input data receiving unit 106 interconnected. The board 102 contains communication channels that connect the control unit with the display, voltage divider and input data receiving unit. The board 102 contains at least one GND contact channel 109 for connection to the power source 110. Contact channels 107 A and 108 V are configured to connect to a contact heart rate monitor 101. Contact channels 107, 108 of connection A and B are simultaneously channels for receiving and /or transmission of analog signals.

[0017] Дисплей 103 выполнен с возможностью отображения данных, сформированных посредством блока 104 управления, например, индикации частоты исходящих импульсов напряжения. [0017] The display 103 is configured to display data generated by the control unit 104, such as an indication of the frequency of outgoing voltage pulses.

[0018] Блок 104 управления выполнен с возможностью генерирования исходящих импульсов напряжения с частотой

на основании данных, полученных от блока 106 приема входных данных, и передачи сгенерированных исходящих импульсов делителю 105 напряжения. В контексте данного изобретения частота

может имитировать сердцебиение человека в диапазоне от 0 до 300 ударов в минуту. Также блок 104 управления может быть выполнен с возможностью передачи посредством контактных каналов 107, 108 связи А и В заранее заданного аналогового сигнала для контактного пульсометра 101.[0018] The control unit 104 is configured to generate outgoing voltage pulses with a frequency

based on the data received from the block 106 for receiving input data, and transmitting the generated outgoing pulses to the voltage divider 105. In the context of this invention, the frequency

can simulate the human heartbeat in the range of 0 to 300 beats per minute. Also, the control unit 104 can be configured to transmit via the

contact channels

107, 108 of communication A and B a predetermined analog signal for the contact heart rate monitor 101.

[0019] Делитель 105 напряжения выполнен с возможностью ослабления амплитуды напряжения импульсов, принятых от блока 104 управления, и передачи импульсов с ослабленной амплитудой напряжения контактному пульсометру 101 посредством упомянутых контактных каналов 107 А и 108 В.[0019] The voltage divider 105 is configured to attenuate the voltage amplitude of the pulses received from the control unit 104 and to transmit pulses with a weakened voltage amplitude to the contact heart rate monitor 101 via said contact channels 107A and 108V .

[0020] Блок 106 приема входных данных выполнен с возможностью приема от внешних устройств данных и их передачи блоку 104 управления. Блок 106 может быть выполнен в виде, например, портов USB, LAN, Ethernet или может быть выполнен в виде беспроводного интерфейса Bluetooth, wi-fi и т.д.[0020] The input data receiving unit 106 is configured to receive data from external devices and transmit them to the control unit 104 . Block 106 may be in the form of, for example, USB, LAN, Ethernet ports, or may be in the form of a Bluetooth, wi-fi, etc. wireless interface.

[0021] Во втором варианте исполнения генератор 100 импульсов содержит плату 102, блок 104 управления и блок 106 приема входных данных, источник питания 110. При этом плата 102 также содержит один контактный канал 109 питания GND, предназначенный для подсоединения к источнику питания 110, и один контактный канал 107 связи А.[0021] In the second embodiment, the pulse generator 100 includes a board 102, a control unit 104 and an input data receiving unit 106, a power supply 110. In this case, the board 102 also contains one GND power contact channel 109 for connection to the power supply 110, and one contact channel 107 of communication A .

[0022] Плата 102 выполнена с возможностью размещения на ней блока 104 управления и блока 106 приема входных данных, связанных между собой. Плата 102 содержит каналы связи, обеспечивающие соединение блока управления с блоком приема входных данных. Контактный канал связи 107 А выполнен разветвленным надвое для обеспечения возможности подключения к контактам контактного пульсометра 101. Контактный канал связи 107 А является каналом для приема и/или передачи цифровых сигналов.[0022] The board 102 is configured to accommodate a control unit 104 and an input data receiving unit 106 interconnected. The board 102 contains communication channels that connect the control unit with the input data receiving unit. The contact channel 107 A is branched in two to enable connection to the contacts of the contact heart rate monitor 101. The contact channel 107 A is a channel for receiving and/or transmitting digital signals.

[0023] Блок 104 управления выполнен с возможностью генерирования исходящих импульсов напряжения с частотой

на основании данных, полученных от блока 106 приема входных данных, и передачи сгенерированных исходящих импульсов посредством канала 107 А связи на контакты пульсометра 101. В контексте данного изобретения частота

может имитировать сердцебиение человека в диапазоне от 0 до 300 ударов в минуту. [0023] The control unit 104 is configured to generate outgoing voltage pulses with a frequency

based on the data received from the block 106 for receiving input data, and transmitting the generated outgoing pulses through the communication channel 107 A to the contacts of the heart rate monitor 101. In the context of this invention, the frequency

can simulate the human heartbeat in the range of 0 to 300 beats per minute.

[0024] Блок 106 приема входных данных выполнен с возможностью приема данных от внешних устройств и их передачи блоку 104 управления. Блок 106 может быть выполнен в виде, например, портов USB, LAN, Ethernet или может быть выполнен в виде беспроводного интерфейса Bluetooth, wi-fi и т.д.[0024] The input data receiving unit 106 is configured to receive data from external devices and transmit them to the control unit 104 . Block 106 may be in the form of, for example, USB, LAN, Ethernet ports, or may be in the form of a Bluetooth, wi-fi, etc. wireless interface.

[0025] Разработанный генератор пульсоподобных импульсов может использоваться в спортивных тренажерах для бесконтактного приема данных, характеризующих частоту пульса человека, с, например, пульсометров (фитнес-браслет и др.) и генерирования исходящих импульсов напряжения по своей частоте совпадающих с частотой пульса, зафиксированной пульсометром, с целью дальнейшей передачи сгенерированных импульсов напряжения контактному пульсометру для отображения пульса человека на мониторе (например, мониторе, встроенном в тренажер «беговая дорожка» или другом тренажере). Применение настоящего изобретения позволит измерять пульс человека для дальнейшего отображения его значения на мониторе тренажера с высокой точностью и при этом исключить тактильный контакт человека непосредственно с контактным пульсометром, встроенным в тренажер, что может быть неудобно при выполнении физических упражнений. [0025] The developed generator of pulse-like pulses can be used in sports simulators for non-contact reception of data characterizing the pulse rate of a person, from, for example, heart rate monitors (fitness bracelet, etc.) and generating outgoing voltage pulses in their frequency coinciding with the pulse rate recorded by the heart rate monitor , in order to further transfer the generated voltage pulses to a contact heart rate monitor to display a person's pulse on a monitor (for example, a monitor built into a treadmill or other simulator). The use of the present invention will allow measuring a person's pulse to further display its value on the monitor of the simulator with high accuracy and at the same time exclude tactile contact of a person directly with a contact heart rate monitor built into the simulator, which can be inconvenient when performing physical exercises.

Таким образом, разработанное устройство характеризуется высокой надежностью работы (точное генерирование пульсоподобных импульсов по заданным значениям и передача их контактному пульсометру), что, в свою очередь, обеспечивает повышение точности и надежности определения пульса контактным пульсометром.Thus, the developed device is characterized by high reliability (accurate generation of pulse-like pulses according to specified values and their transmission to a contact heart rate monitor), which, in turn, provides an increase in the accuracy and reliability of determining the pulse with a contact heart rate monitor.

[0026] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения.[0026] While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the actual scope of the invention.

Claims

1. A pulse generator for a contact heart rate monitor, comprising:

- a board, a control unit, a power source, an input data receiving unit interconnected, while the board contains at least one communication channel that provides connection of the control unit with the input data receiving unit, as well as at least one contact communication channel made with the ability to connect to a contact heart rate monitor, and a GND power supply channel;

- a control unit configured to generate outgoing voltage pulses with a frequency f based on data received from the input data receiving unit, and transmit the generated outgoing pulses to a contact heart rate monitor via a contact communication channel;

- an input data receiving unit configured to receive data from external devices and transmit them to the control unit.

2. The pulse generator according to claim 1, characterized in that the frequency f imitates a human heartbeat in the range from 0 to 300 beats per minute.

3. The pulse generator according to claim 1, characterized in that the contact communication channel is a channel for receiving and/or transmitting analog signals or digital signals.

4. The pulse generator according to claim 1, characterized in that the board contains two contact communication channels or one contact communication channel branched in two.

5. The pulse generator according to claim 1, characterized in that the control unit is connected to a device that lowers the voltage and is made with the possibility of attenuating the voltage amplitude of the pulses received from the control unit and transmitting pulses with a weakened voltage amplitude to a contact heart rate monitor through a contact channel.

6. The method of generating pulses according to claim 1, characterized in that the frequency value f is sent to the input data receiving unit, after which the input data receiving unit transmits the received data to the control unit, which, in turn, generates an outgoing voltage pulse corresponding to the frequency f , and transmits the generated outgoing pulse to the contact communication channel associated with the corresponding contacts of the heart rate monitor.