Herzfrequenzsensor/Pulssensor SE050

Abb. 1: Pulssensor

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider

Einleitung

Der Pulssensor SE050 ist ein optischer Sensor zur nicht-invasiven Erfassung der Herzfrequenz, der insbesondere in eingebetteten Mess- und Regelungssystemen Anwendung findet. Als Herzfrequenzsensor detektiert er mittels Photoplethysmographie (PPG) feinste Änderungen der Lichtreflexion am Gewebe, die durch den Blutvolumenfluss bei jedem Herzschlag hervorgerufen werden. Hierzu sendet eine Lichtquelle (in der Regel eine grüne LED) Licht in die Haut, und ein lichtempfindlicher Detektor erfasst die zeitabhängigen Schwankungen der reflektierten Strahlung, die mit der arteriellen Pulswelle korrespondieren.

Auf diese Weise lässt sich aus dem analogen Ausgangssignal ein pulsatiler Rhythmus extrahieren und in Herzschläge pro Minute (BPM) umrechnen. Der SE050-Sensor zeichnet sich durch seine kompakte Bauform und eine einfache Integration in Mikrocontroller-gestützte Systeme wie Arduino-Plattformen aus, was ihn für prototypische Messaufbauten und educational-orientierte Anwendungen prädestiniert. Durch entsprechende Signalverarbeitung, z. B. digitale Filterung und Peak-Detektion, kann aus dem Rohsignal eine robuste Herzfrequenzmessung gewonnen werden. Anwendungen dieses Sensortyps reichen von Gesundheits- und Fitness-Monitoring über biofeedbackbasierte Systeme bis hin zu experimentellen Evaluierungen physiologischer Parameter in Lehr- und Forschungskontexten.

Technische Übersicht

Text der Überschrift

Überschrift	Überschrift	Überschrift
Beispiel	Beispiel	Beispiel
Beispiel	Beispiel	Beispiel
Beispiel	Beispiel	Beispiel

Eigenschaft	Daten
Hersteller	Goouu
NEO-6M-0-001
Spannungsversorgung	VCC 3-5 V
Stromaufnahme	30-50 mA
Temperaturbereich	-40 bis +85 °C
Empfohlene Baudrate	Default 9600 Baud (variabel 4800 … 230400)
GNSS-System	GPS (L1-Band, 1575,42 MHz)
Positionsgenauigkeit	typ. 2,5 m CEP unter freiem Himmel
Geschwindigkeitsgenauigkeit	0,1 m/s
Zeitgenauigkeit	ca. ±30 ns
Time to First Fix (TTFF)	Kaltstart: 27–30 s Warmstart: 25 s Hotstart: 1 s

Pinbelegung

Pin	SE050	Signal	Arduino Uno R3
1	S: Signal	Analogsignal (0.3 V .. 5 V)	VCC 5 V
2	+: Versorgungsspannung VCC	5 V
3	-: Masse (GND)	0 V

Messschaltung

Abb. 3: Anschlussplan für den Pulssensor

Die vorgeschlagene Messschaltung wird in Abb. 3 dargestellt.

Software

Simulink

Abb. 1: Herzschlag Darstellung an der Arduino LED Pin 13

Video

Erste Schritte mit dem Pulssensor SE050 und Arduino

Datenblätter

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