Monitor Cardíaco ECG Sem Fio: Wearable com Arduino Nano e nRF24L01

Componentes e Materiais

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda (precisão para soldar direto nos pads do nRF24)

Sobre o Projeto

Esta é a segunda iteração do meu monitor cardíaco. A primeira mostrava batimentos no peito, conectada ao uECG por fio — não era prático: fio atrapalhava o sensor ao correr, e você não via bem os LEDs.

Esta versão resolve tudo: é usada no pulso (visível enquanto corre), sem fio (sem distorção de leitura), e funciona durante exercício intenso.

1. Componentes

O uECG faz o trabalho pesado: mede ECG e calcula BPM onboard. No modo "direct link", envia dados (ECG alta resolução + BPM) via protocolo compatível com nRF24 genérico. O Arduino Nano tem tamanho ideal para caber sob o anel de LEDs.

2. Esquemático

Conexão do nRF24 requer 7 fios (SPI + CE + CSN + alimentação). Para tamanho compacto, remova headers e solde direto nos pads.

Lista de conexões:

• nRF24 GND → Arduino GND
• nRF24 VCC → Arduino 3.3V
• nRF24 CE → D9
• nRF24 CSN → D8
• nRF24 SCK → D13 (SPI hardware)
• nRF24 MOSI → D11 (SPI hardware)
• nRF24 MISO → D12 (SPI hardware)
• Anel LED VCC → 5V
• Anel LED GND → GND
• Anel LED DI → D5
• Bateria + → 5V (via conector JST para recarga)
• Bateria - → GND

Importante: MOSI/MISO/SCK devem ir nos pinos D11/D12/D13 (SPI hardware). Outros pinos podem ser alterados no código.

3. Programa

A complexidade está na configuração do canal RF. uECG e nRF24 usam ordem de bits diferente no endereço do pipe. Função swapbits() inverte a ordem dos bits de cada byte.

Lógica: lê pacotes → byte 5 = BPM → filtra (5 leituras consecutivas iguais, pois CRC desabilitado) → converte BPM em cor + nº de LEDs acesos.

Código Completo (bpm_watch.ino)

#include 
#ifdef __AVR__
#include 
#endif
#include 
#include 
#include 
#include 

int rf_cen = 9;
int rf_cs = 8;
RF24 rf(rf_cen, rf_cs);

uint8_t pipe_rx[8] = {0x0E, 0xE6, 0x0D, 0xA7, 0, 0, 0, 0};

#define PIN 5
#define NUMPIXELS 16
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

uint8_t swapbits(uint8_t a) {
  uint8_t v = 0;
  if(a & 0x80) v |= 0x01;
  if(a & 0x40) v |= 0x02;
  if(a & 0x20) v |= 0x04;
  if(a & 0x10) v |= 0x08;
  if(a & 0x08) v |= 0x10;
  if(a & 0x04) v |= 0x20;
  if(a & 0x02) v |= 0x40;
  if(a & 0x01) v |= 0x80;
  return v;
}

void setup() {
  pixels.begin();
  for(int i=0;i 0) rf_bpm = bb;
  }

  long ms = millis();
  if(ms - last_pix_upd > 10) {
    last_pix_upd = ms;
    int bpm = rf_bpm;
    int max_bright = 160;
    float dd = 25;
    float t1 = 90, t2 = t1+dd, t3 = t2+dd, t4 = t3+dd;
    int r, g, b;

    if(bpm < t1) { r=0; g=0; b=max_bright; }
    else if(bpm < t2) { r=0; g=max_bright*(bpm-t1)/dd; b=max_bright-g; }
    else if(bpm < t3) { r=max_bright*(bpm-t2)/dd; g=max_bright-r; b=r/4; }
    else if(bpm < t4) { r=max_bright; g=0; b=max_bright/2 - max_bright*(bpm-t3)/(2*dd); }
    else { r=max_bright; g=0; b=0; }

    int on_pixels = (bpm-80)/8; // Mostra só acima de 80 BPM (corrida)
    for(int i=0;i