instructables Diseina ezazu ECG funtzional bat Bioseinalearen grafiko automatizatuarekin
Diseina ezazu EKG funtzional bat bioseinalearen grafiko automatizatuarekin
Proiektu honek seihileko honetan ikasitako guztia uztartzen du eta zeregin bakarrean aplikatzen du. Gure zeregina elektrokardiograma (EKG) gisa erabiltzeko gai den zirkuitu bat sortzea da, tresneria erabiliz. amplifikatzailea, pasabide baxuko iragazkia eta koska-iragazkia. ECG batek gizabanakoari jarritako elektrodoak erabiltzen ditu bihotzaren jarduera neurtzeko eta bistaratzeko. Helduen batez besteko bihotzean oinarrituta egin ziren kalkuluak, eta jatorrizko zirkuitu-eskemak LTSpice-n sortu ziren irabazi- eta mozketa-maiztasunak egiaztatzeko. Diseinu proiektu honen helburuak hauek dira:
- Aplikatu seihileko honetan laborategian ikasitako tresneria trebetasunak
- Seinalea eskuratzeko gailu baten funtzionaltasuna diseinatu, eraiki eta egiaztatu
- Gailua baliozkotu giza gai bati buruz
Hornigaiak:
- LTSpice simulagailua (edo antzeko softwarea) Breadboard
- Hainbat erresistentzia
- Hainbat kondentsadore
- Opamps
- Elektrodoen hariak
- Sarrerako bolumenatage iturria
- Irteera bolumena neurtzeko gailuatage (hau da, osziloskopioa)
1. urratsa: Egin zirkuitu osagai bakoitzaren kalkuluak
Goiko irudiek zirkuitu bakoitzaren kalkuluak erakusten dituzte. Jarraian, osagaiei eta egindako kalkuluei buruz gehiago azaltzen da.
Tresneria Ampbiziagoa
Tresneria bat amplifier edo IAk maila baxuko seinaleetarako irabazi kopuru handia ematen laguntzen du. Seinalearen tamaina handitzen laguntzen du, ikusgarriagoa izan dadin eta uhin-forma aztertu ahal izateko.
Kalkuluak egiteko, ausazko bi erresistentzia balio aukeratu ditugu R1 eta R2, 5 kΩ eta 10 kΩ, hurrenez hurren. Gainera, irabazia 1000koa izatea nahi dugu, seinalea errazago aztertzeko. Ondoren, R3 eta R4-ren ratioa ekuazio honen bidez ebazten da:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
Ondoren, erlazio hori erabili dugu erresistentzia bakoitzaren balioa zein izango den erabakitzeko. Balioak hauek dira:
R3 = 1 kΩ
Notch iragazkia
Notch-iragazki batek maiztasun-banda estu baten barruan seinaleak arintzen ditu edo maiztasun bakarra kentzen du. Kasu honetan kendu nahi dugun maiztasuna 60 Hz-koa da, gailu elektronikoek sortzen duten zarata gehiena maiztasun horretan dagoelako. AQ faktorea zentroko maiztasunaren eta banda-zabaleraren arteko erlazioa da, eta magnitudearen grafikoaren forma deskribatzen ere laguntzen du. Q faktore handiagoak geldialdi-banda estuagoa dakar. Kalkuluak egiteko, 8ko Q balioa erabiliko dugu.
Kondentsadoreen balioak aukeratzea erabaki genuen. Beraz, C1 = C2 = 0.1 uF, eta C2 = 0.2 uF.
R1, R2 eta R3 kalkulatzeko erabiliko ditugun ekuazioak hauek dira:
R1 = 1 / (4*pi*Q*f*C1) = 1 / (4*pi*8*60*0.1E-6) = 1.6 kΩ
R2 = (2*Q) / (2*pi*f*C1) = (2*8) / (2*pi*60*0.1E-6) = 424 kΩ
R3 = (R1*R2) / (R1 + R2) = (1.6*424) / (1.6 + 424) = 1.6 kΩ
Behe-pass iragazkia
Behe-iragazki batek maiztasun altuak arintzen ditu, maiztasun baxuak igarotzen uzten dituen bitartean. Mozketa-maiztasunak 150 Hz-eko balioa izango du, helduentzako ECG balio zuzena delako. Gainera, irabazia (K balioa) 1 izango da, eta a eta b konstanteak 1.414214 eta 1 dira, hurrenez hurren.
C1 aukeratu dugu 68 nF berdintzeko kondentsadore hori geneukalako. C2 lortzeko honako ekuazio hau erabili dugu:
C2 >= (C2*4*b) / [a^2 + 4*b(K-1)] = (68E-9*4*1) / [1.414214^2 + 4*1(1-1)] –> C2 >= 1.36E-7
Horregatik, C2 aukeratu dugu 0.15 uF berdina izateko
Bi erresistentzien balioak kalkulatzeko, honako ekuazio hauek erabili behar izan ditugu:
R1 = 2 / (2*pi*f*[a*C2 + sqrt([a^2 + 4*b(K-1)]*C2^2 – 4*b*C1*C2)] = 7.7 kΩ
R2 = 1 / (b*C1*C2*R1*(2*pi*f)^2) = 14.4 kΩ
2. urratsa: Sortu eskemak LTSpice-n
Hiru osagaiak LTSpice-n banaka sortu eta exekutatu ziren AC ekorketa-analisiarekin. Erabilitako balioak 1. urratsean kalkulatu ditugunak dira.
3. urratsa: Tresneria eraiki Ampli fi er
Tresneria eraiki dugu ampLTSpice-ko eskema jarraituz ohol-oholean. Behin eraikita, sarrera (horia) eta irteera (berdea) boltages bistaratu ziren. Lerro berdeak 743.5X-ko irabazia besterik ez du marra horiarekin alderatuta.
4. urratsa: Eraiki Notch iragazkia
Ondoren, koska-iragazkia oholean eraiki dugu LTSpice-n egindako eskeman oinarrituta. IA zirkuituaren ondoan eraiki zen. Ondoren, sarrera eta irteera voltage balioak hainbat maiztasunetan magnitudea zehazteko. Ondoren, magnitudearen eta maiztasunaren grafikoa egin genuen lursailean LTSpice simulazioarekin alderatzeko. Aldatu genuen gauza bakarra C3 eta R2 balioak izan ziren, 0.22 uF eta 430 kΩ, hurrenez hurren. Berriz ere, kentzen ari den maiztasuna 60 Hz-koa da.
5. urratsa: Eraiki behe-iragazkia
Ondoren, pasabide baxuko iragazkia ohol-oholean eraiki genuen LTSpice-ko eskeman oinarritutako koska-iragazkiaren ondoan. Ondoren, sarrera eta irteera bolumena grabatu dugutages hainbat maiztasunetan magnitudea zehazteko. Ondoren, magnitudea eta maiztasuna irudikatu ditugu LTSpice simulazioarekin alderatzeko. Iragazki honetarako aldatu dugun balio bakarra C2 izan da, hau da, 0.15 uF. Egiaztatzen ari ginen mozketa-maiztasuna 150 Hz-koa da.
6. urratsa: Giza subjektu bati buruzko proba
Lehenik eta behin, konektatu zirkuituko hiru osagai indibidualak elkarrekin. Ondoren, proba ezazu bihotz-taupada simulatu batekin dena funtzionatzen duela ziurtatzeko. Ondoren, jarri elektrodoak banakoaren gainean, positiboa eskuineko eskumuturrean, negatiboa ezker orkatilan eta lurra eskuineko orkatilean. Norbanakoa prest dagoenean, konektatu 9V-ko bateria bat operazioa elikatzekoamps eta irteerako seinalea bistaratu. Kontuan izan norbanakoa oso geldi egon behar dela 10 segundo inguruz irakurketa zehatza lortzeko.
Zorionak, arrakastaz sortu duzu ECG automatizatu bat!
Dokumentuak / Baliabideak
 |
instructables Diseina ezazu ECG funtzional bat Bioseinalearen grafiko automatizatuarekin [pdfArgibideak Diseinatu EKG funtzional bat bioseinalearen grafiko automatizatuarekin, EKG funtzional bat diseinatu, EKG funtzional bat, bioseinalearen grafikoa eginez |
