Circuc ng Electrocardiogram: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Kamusta! Ito ay isinulat ng dalawang mag-aaral na kasalukuyang nag-aaral ng Biomedical Engineering at kumukuha ng isang klase sa mga circuit. Lumikha kami ng isang ECG at labis kaming nasasabik na ibahagi ito sa iyo.

Mga gamit

Ang pangunahing mga suplay na kakailanganin para sa proyektong ito ay kinabibilangan ng:

- breadboard

- resistors

- mga capacitor

- pagpapatakbo amplifiers (LM741)

- mga electrode

Kakailanganin mo rin ang nakalistang elektronikong kagamitan:

- DC power supply

- Tagabuo ng Pag-andar

- Oscilloscope

Hakbang 1: Pagkakaiba ng Amplifier

Bakit kailangan

Ang kaugalian na amplifier ay ginagamit upang palakasin ang signal at upang mabawasan ang ingay na maaaring mangyari sa pagitan ng mga electrode. Ang ingay ay nabawasan sa pamamagitan ng pagkuha ng pagkakaiba sa boltahe mula sa dalawang electrodes. Upang matukoy ang kinakailangang mga halaga ng risistor, napagpasyahan naming nais namin ang amplifier upang lumikha ng isang nakuha na 1000.

Paano ito itinayo?

Upang makamit ito, ginamit ang equation para makakuha ng isang kaugalian amplifier, ang matematika ay matatagpuan sa naka-attach na imahe. Kapag nagkakalkula, natagpuan na ang mga halaga ng risistor ay dapat na 100Ω at 50kΩ. Gayunpaman, dahil wala kaming isang 50 kΩ risistor, gumamit kami ng 47 kΩ. Ang pag-set up ng kaugalian na amplifier para sa parehong LTSpice at ang breadboard ay makikita sa nakalakip na larawan. Nangangailangan ang pagkakaiba-iba ng amplifier ng isang breadboard upang ikonekta ito sa, 1 x 100Ω risistor, 6 x 47kΩ risistor, 3 LM741 na amplifiers na pagpapatakbo, at maraming mga wire ng lumulukso.

Paano ito susubukan?

Kapag ang pagsubok sa LTSpice at sa pisikal na aparato, nais mong tiyakin na ito ay gumagawa ng isang nakuha ng 1000. Ginagawa ito sa pamamagitan ng paggamit ng makakuha ng equation ng pakinabang = Vout / Vin. Ang Vout ay ang rurok sa rurok na output at ang Vin ay ang rurok sa rurok na input. Halimbawa, upang subukan ang generator ng pagpapaandar, magpapasok ako ng 10 mV na rurok-sa-rurok sa circuit, kaya't dapat akong makakuha ng isang output na 10V.

Hakbang 2: Filter ng Notch

Bakit kailangan

Ang isang filter ng bingaw ay nilikha upang maalis ang ingay. Dahil ang karamihan sa mga gusali ay mayroong kasalukuyang 60 Hz AC na lilikha ng ingay sa circuit, nagpasya kaming gumawa ng isang notch filter na magpapagaan ng signal sa 60 Hz.

Paano ito itatayo?

Ang disenyo ng filter ng bingaw ay batay sa imahe sa itaas. Ang mga equation upang makalkula ang mga halaga para sa resistors at capacitors ay nakalista din sa itaas. Nagpasya kaming gumamit ng dalas ng 60 Hz at 0.1 uF capacitors dahil ito ay isang halaga ng capacitor na mayroon kami. Kapag kinakalkula ang mga equation, nakita namin ang R1 & R2 na katumbas ng 37, 549 kΩ at ang halaga para sa R3 ay 9021.19 Ω. Upang magawa ang mga halagang ito sa aming circuit board, ginamit namin ang 39 kΩ para sa R1 at R2 at 9.1 kΩ para sa R3. Sa pangkalahatan, ang filter ng bingaw ay nangangailangan ng 1 x 9.1kΩ risistor, 2 x 39kΩ risistor, 3 x 0.1 uF capacitor, 1 LM741 pagpapatakbo amplifiers, at maraming mga jumper wires. Ang eskematiko para sa pag-set up ng pansala filter para sa parehong LTSpice at ang breadboard ay sa isang imahe sa itaas.

Paano ito susubukan?

Ang pag-andar ng notch filter ay maaaring masubukan sa pamamagitan ng paggawa ng isang AC sweep. Ang lahat ng mga frequency ay dapat dumaan sa filter maliban sa 60 Hz. Maaari itong masubukan sa parehong LTSpice at ang pisikal na circuit

Hakbang 3: Filter na Mababang-Pass

Bakit kailangan

Kailangan ng isang low-pass filter upang mabawasan ang ingay mula sa iyong katawan at sa silid na nakapalibot sa amin. Kapag nagpapasya ng dalas ng cutoff para sa low-pass filter, mahalagang isaalang-alang na ang isang pintig ng puso ay nangyayari mula sa 1 Hz- 3Hz at ang mga waveform na bumubuo sa ECG ay malapit sa 1- 50 Hz.

Paano ito itatayo?

Napagpasyahan naming gawin ang cutoff dalas na 60 Hz upang makuha pa rin namin ang lahat ng mga kapaki-pakinabang na signal ngunit pinutol din ang hindi kinakailangang signal. Kapag tinutukoy ang dalas ng cutoff ay magiging 70 Hz, nagpasya kaming pumili ng halaga ng capacitor na 0.15uF dahil isa ito sa aming kit. Ang pagkalkula para sa halaga ng capacitor ay maaaring makita sa imahe. Ang kinalabasan ng pagkalkula ay isang halaga ng risistor ng 17.638 kΩ. Pinili naming gumamit ng isang 18 kΩ risistor. Ang low pass filter ay nangangailangan ng 2 x 18kΩ resistor, 2x0.15 uF capacitor, 1 LM741 na mga amplifiers na pagpapatakbo, at maraming mga wire ng jumper. Ang eskematiko ng mababang pass filter para sa parehong LTSpice at pisikal na circuit ay matatagpuan sa imahe.

Paano ito susubukan?

Ang low-pass filter ay maaaring masubukan gamit ang isang AC sweep sa parehong LTSpice at pisikal na circuit. Kapag pinapatakbo ang AC sweep, dapat mong makita ang mga frequency sa ibaba hanggang sa cutoff ay hindi nagbabago, ngunit ang mga frequency sa itaas ng cutoff ay nagsisimulang mai-filter.

Hakbang 4: Kumpletuhin ang Proyekto

Kapag kumpleto ang circuit, dapat itong magmukhang imahe sa itaas! Handa ka na ngayong ikabit ang mga electrode sa iyong katawan at makita ang iyong ECG! Kasama ng oscilloscope, ang ECG ay maaari ding ipakita sa Arduino.