Нагрудные Bluetooth-пульсометры хорошо знакомы всем, кто регулярно занимается спортом: небольшой блок электроники на ремне вокруг груди считывает сердечный ритм и передаёт данные на часы, смартфон или экран тренажёра. Разработчик Милош Рашич собрал открытую альтернативу таким устройствам — проект OpenHRStrap, исходные файлы которого опубликованы на GitHub под лицензией MIT.
Из чего состоит OpenHRStrap
За съём сигнала отвечает микросхема AD8232 от Analog Devices — интегрированный аналоговый входной каскад для регистрации ЭКГ и других биопотенциалов. Она усиливает и фильтрует слабый электрический сигнал сердца, который снимают с кожи электроды. На её основе выпускаются недорогие готовые модули, и в любительских ЭКГ-проектах это, пожалуй, самый популярный вариант.
Обработкой данных и беспроводной связью занимается миниатюрная плата Seeed Studio XIAO ESP32S3. По словам автора, её вычислительной мощности с запасом хватает для обработки сигнала, а с Bluetooth Low Energy на ней легко работать. ESP32-S3 — двухъядерный микроконтроллер Espressif с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth LE, а платы серии XIAO известны своим размером: всего 21 × 17,8 мм.
Питание обеспечивает один литий-ионный аккумулятор на 3,7 В, напряжение которого повышающий преобразователь поднимает до 5 В. Контроллер заряда ради простоты в схему не включили, так что вопрос подзарядки аккумулятора пользователю придётся решать самостоятельно. Корпус напечатан на 3D-принтере из PLA и эластичного TPU.
Для крепления используется обычный нагрудный ремень, но его пришлось доработать: на обратную сторону пришили дополнительную кнопку под опорный электрод, а провода припаяли прямо к стальным кнопкам-застёжкам ремня.
Как устройство считает пульс
Для вычисления частоты сердечных сокращений в прошивке реализован классический алгоритм Пана — Томпкинса, описанный в 1985 году и предназначенный для обнаружения QRS-комплексов на ЭКГ в реальном времени. Сигнал проходит четыре этапа: полосовую фильтрацию, дифференцирование, возведение в квадрат и интегрирование в скользящем окне.
Затем R-пики — самые высокие зубцы кардиограммы — находятся с помощью двух порогов, которые применяются и к отфильтрованному, и к проинтегрированному сигналу. По интервалам между соседними R-пиками и определяется текущий пульс.
Прошивка загружается через Arduino IDE, поэтому проект, вероятно, можно с небольшими доработками перенести и на другие платы с ESP32. Для смартфона устройство выглядит как обычный серийный BLE-датчик: его, например, без проблем распознаёт приложение Strava.
Чем нагрудный датчик отличается от часов
Нагрудные ремни, как и OpenHRStrap, регистрируют электрическую активность сердца, то есть по сути снимают упрощённую одноканальную ЭКГ. Умные часы и фитнес-браслеты обычно используют оптический метод — фотоплетизмографию (PPG): светодиоды подсвечивают кожу, а фотодатчик отслеживает изменения кровенаполнения сосудов. Оптические датчики удобнее в повседневной носке, но при интенсивных нагрузках и резких движениях их показания могут сбиваться, поэтому для точных замеров на тренировках традиционно выбирают нагрудные ремни.
В полевых испытаниях показания самоделки сравнили с умными часами с оптическим датчиком: данные расходились, причём при интенсивном беге OpenHRStrap, как правило, показывал более низкий пульс. Какой из приборов ближе к истине, такое сравнение само по себе не говорит — для этого нужен эталонный медицинский прибор. Проект остаётся любительским и не является сертифицированным медицинским изделием.
Планы и другие работы автора
Пока устройство существует в виде прототипа. Уже ведётся работа над второй версией: в ней появятся собственная печатная плата, полноценная запись данных и улучшенный аналоговый входной каскад. Серийные пульсометры и так стоят недорого, но у открытого проекта своя ценность: схему, прошивку и алгоритм можно изучить, повторить и доработать под свои задачи.
OpenHRStrap — часть более широкой работы Рашича над открытыми медицинскими устройствами. В 2026 году на конференции Hackaday Europe он выступил с докладом о тонкостях измерения артериального давления и о том, насколько можно доверять показаниям тонометров.
