Qarku elektrokardiogram: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Përshëndetje! Kjo është shkruar nga dy studentë të cilët aktualisht po studiojnë Inxhinieri Biomjekësore dhe po marrin një klasë të qarqeve. Ne kemi krijuar një EKG dhe jemi shumë të ngazëllyer për ta ndarë atë me ju.

Furnizimet

Furnizimet bazë që do të nevojiten për këtë projekt përfshijnë:

- dërrasë buke

- rezistorë

- kondensatorët

- përforcues operacionalë (LM741)

- elektroda

Ju gjithashtu do të keni nevojë për pajisjet elektronike të listuara:

- Furnizimi me energji elektrike DC

- Gjenerator funksionesh

- Osciloskop

Hapi 1: Përforcuesi diferencial

Pse është e nevojshme?

Përforcuesi diferencial përdoret për të amplifikuar sinjalin dhe për të zvogëluar zhurmën që mund të ndodhë midis elektrodave. Zhurma zvogëlohet duke marrë ndryshimin në tension nga dy elektroda. Për të përcaktuar vlerat e nevojshme të rezistencës, ne vendosëm që donim që përforcuesi të krijonte një përfitim prej 1000.

Si është ndërtuar?

Për të arritur këtë, u përdor ekuacioni i fitimit për një përforcues diferencial, matematika mund të gjendet në imazhin e bashkangjitur. Gjatë llogaritjes, u zbulua se vlerat e rezistencës duhet të jenë 100Ω dhe 50kΩ. Sidoqoftë, meqenëse nuk kishim një rezistencë 50 kΩ, ne përdorëm 47 kΩ. Vendosja e amplifikatorit diferencial si për LTSpice ashtu edhe për breadboard mund të shihet në foton e bashkangjitur. Përforcuesi diferencial kërkon një tabelë buke për ta lidhur atë, 1 x rezistencë 100Ω, 6 x 47kΩ rezistencë, 3 amplifikatorë operacionalë LM741 dhe shumë tela kërcyes.

Si ta testoni atë?

Kur testoni në LTSpice dhe në pajisjen fizike, ju doni të siguroheni që prodhon një fitim prej 1000. Kjo bëhet duke përdorur ekuacionin e fitimit të fitimit = Vout/ Vin. Vout është kulmi në pikun e prodhimit dhe Vin është kulmi në pikun e hyrjes. Për shembull, për të testuar në gjeneratorin e funksionit, unë do të fus 10 mV pik-në-pik në qark, kështu që duhet të marr një dalje prej 10V.

Hapi 2: Filtri i nivelit

Pse është e nevojshme?

Një filtër i nivelit është krijuar për të eleminuar zhurmën. Meqenëse shumica e ndërtesave kanë rrymë AC 60 Hz e cila do të krijonte zhurmë në qark, ne vendosëm të bëjmë një filtër të nivelit që do të zbusë sinjalin në 60 Hz.

Si ta ndërtojmë atë?

Dizajni i filtrit të nivelit bazohet në imazhin e mësipërm. Ekuacionet për llogaritjen e vlerave për rezistorët dhe kondensatorët janë renditur gjithashtu më sipër. Ne vendosëm të përdorim një frekuencë prej 60 Hz dhe 0.1 uF kondensatorë pasi është një vlerë e kondensatorit që kishim. Kur llogaritim ekuacionet, gjetëm R1 & R2 të jetë e barabartë me 37, 549 kΩ dhe vlera për R3 është 9021.19 Ω. Për të qenë në gjendje të krijojmë këto vlera në tabelën tonë, ne përdorëm 39 kΩ për R1 dhe R2 dhe 9.1 kΩ për R3. Në përgjithësi, filtri i nivelit kërkon 1 x 9.1kΩ rezistencë, 2 x 39kΩ rezistencë, 3 x 0.1 uF kondensator, 1 përforcues operacional LM741 dhe shumë tela kërcyes. Skema për konfigurimin e filtrit të nivelit si për LTSpice ashtu edhe për breadboard janë në një imazh më sipër.

Si ta testoni atë?

Funksionaliteti i filtrit të nivelit mund të testohet duke bërë një spastrim AC. Të gjitha frekuencat duhet të kalojnë nëpër filtër përveç 60 Hz. Kjo mund të testohet si në LTSpice ashtu edhe në qarkun fizik

Hapi 3: Filtri me kalim të ulët

Pse është e nevojshme?

Një filtër me kalim të ulët nevojitet për të zvogëluar zhurmën nga trupi juaj dhe dhoma që na rrethon. Kur vendosni frekuencën e ndërprerjes për filtrin me kalim të ulët, ishte e rëndësishme të merret parasysh se një rrahje zemre ndodh nga 1 Hz-3Hz dhe format e valëve që përbëjnë EKG janë afër 1- 50 Hz.

Si ta ndërtojmë atë?

Ne vendosëm të bënim frekuencën e ndërprerjes 60 Hz në mënyrë që të mund të merrnim të gjitha sinjalet e dobishme, por gjithashtu të ndërprisnim sinjalin e panevojshëm. Kur përcaktohet frekuenca e ndërprerjes do të ishte 70 Hz, ne vendosëm të zgjedhim vlerën e kondensatorit prej 0.15uF pasi është ajo që kishim në kompletin tonë. Llogaritja për vlerën e kondensatorit mund të shihet në imazh. Rezultati i llogaritjes ishte një vlerë e rezistencës prej 17.638 kΩ. Ne zgjodhëm të përdorim një rezistencë 18 kΩ. Filtri me kalim të ulët kërkon 2 rezistencë 18 xΩ, kondensator 2x0.15 uF, 1 amplifikatorë operacionalë LM741 dhe shumë tela kërcyes. Skema e filtrit të kalimit të ulët për LTSpice dhe qarkun fizik mund të gjendet në imazh.

Si ta testoni atë?

Filtri me kalim të ulët mund të testohet duke përdorur një spastrim AC si në qarkun LTSpice ashtu edhe në qarkun fizik. Kur përdorni spastrimin AC, duhet të shihni që frekuencat më poshtë për ndërprerje janë të pandryshuara, por frekuencat mbi ndërprerjen fillojnë të filtrohen.

Hapi 4: Përfundoni projektin

Kur qarku është i plotë, ai duhet të duket si imazhi i mësipërm! Tani jeni gati të lidhni elektrodat në trupin tuaj dhe të shihni EKG -në tuaj! Së bashku me oshiloskopin, EKG mund të shfaqet edhe në Arduino.