脈拍計に当たって砕ける

フォトリフレクタで脈拍計を作る試みが活発なようなのでぼくもやってみる。微小な電流の変化を読むことになるから、何はともあれ最高の感度を目指す。既存の製作例は電流を抵抗に流して電圧に変換しているが、それでは十分な電圧が得られないと考え、オペアンプで電流-電圧変換回路を構成した。その電圧を単純な増幅回路で56倍する。回路図と配線図を下に示す。フォトリフレクタの周辺回路としては完璧な設計。これが脈拍計として完璧に動作するかどうかは別の話。

脈拍計試作1号機の回路図と配線図
※2012/8/13追記:成功した回路を「脈拍計が完成」に掲載しています。

回路はサンハヤトのワイヤードユニバーサル基板に組み立てた。製作例を下に示す。基本、ランドが全部つながっていて、つなぎたくないところをカットする。カットにはルーターがおすすめということなのでガラス細工用のハンドルーターを使ってみたが先が滑ってランドまで削ってしまう。その失敗した切れ端を定規の代わりに重ね、ピンヘッダを刺して固定し、普通のカッターで切った。見た目、本当に切れているのかどうかわからないと思うが、テスタを当ててちゃんと切れていることを確認した。けっこう面倒くさいが、このくらいの回路なら電線を1本も使わずに完成する。

電池3本の4.5Vで動かしてみる。出力電圧は通常が0.1V、白い紙をかぶせると3.2Vで、目論見どおり凄い高感度。しかし、指を乗せても脈拍に反応しない。原因のひとつは指が配線に乗って雑音を発生すること。そして、もうひとつの根本的な勘違いに気付く。脈拍を測るには電流を増幅するのではなく、電流の変化を増幅しなければならないのだった。つまり、増幅回路の前にコンデンサを入れて直流成分をカットし、増幅回路はバイアスをかけて交流に対応する必要がある。今回はただのフォトリフレクタを作ってしまったが、見通しは立ったので完成は近い。

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