instructables Dear ECG Feidhmeach le Breacadh Uathoibrithe an Bhithchomhartha
Dear ECG Feidhmiúil le Breacadh Uathoibrithe an Bhithchomhartha
Nascann an tionscadal seo gach rud a foghlaimíodh an seimeastar seo agus cuireann sé i bhfeidhm é ar thasc amháin. Is é an tasc atá againn ná ciorcad a chruthú is féidir a úsáid mar electrocardiogram (ECG) trí ionstraimíochta a úsáid ampardaitheoir, scagaire pas íseal, agus scagaire notch. Úsáideann ECG leictreoidí a chuirtear ar dhuine aonair chun gníomhaíocht an chroí a thomhas agus a thaispeáint. Rinneadh ríomhanna bunaithe ar an meánchroí fásta, agus cruthaíodh na bunschematics ciorcaid ar LTSpice chun minicíochtaí gnóthachain agus scoite a fhíorú. Is iad seo a leanas cuspóirí an tionscadail dearaidh seo:
- Cuir scileanna ionstraimíochta a foghlaimíodh sa tsaotharlann i bhfeidhm an seimeastar seo
- Feidhmiúlacht feiste fála comhartha a dhearadh, a thógáil agus a fhíorú
- Bailíochtaigh an gléas ar ábhar daonna
Soláthairtí:
- Insamhlóir LTSpice (nó bogearraí comhchosúla) Clár Arán
- friotóirí éagsúla
- Toilleoirí éagsúla
- Opamps
- Sreanga leictreoid
- Ionchur voltage foinse
- Gléas chun aschur a thomhas toirtetage (.i. ascalascóp)
Céim 1: Déan na Ríomhanna do Gach Comhpháirt Chuaird
Taispeánann na híomhánna thuas na ríomhanna do gach ciorcad. Anseo thíos, míníonn sé níos mó faoi na comhpháirteanna agus na ríomhanna a rinneadh.
Ionstraimíocht Amplitheoir
Ionstraimíocht ampCuidíonn lifier, nó IA, le méid mór gnóthachain a sholáthar do chomharthaí íseal-leibhéil. Cuidíonn sé le méid an chomhartha a mhéadú ionas go mbeidh sé níos sofheicthe agus gur féidir anailís a dhéanamh ar an tonnchruth.
Le haghaidh ríomhaireachtaí, roghnaigh muid dhá luach friotóra randamach do R1 agus R2, is iad sin 5 kΩ agus 10 kΩ, faoi seach. Ba mhaith linn freisin go mbeidh an gnóthachan 1000 agus mar sin beidh sé níos éasca an comhartha a anailísiú. Déantar an cóimheas do R3 agus R4 a réiteach ansin leis an gcothromóid seo a leanas:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
D’úsáideamar an cóimheas sin ansin le cinneadh a dhéanamh ar luach gach friotóra. Is iad seo a leanas na luachanna:
R3 = 1 kΩ
Scagaire Notch
Maolaíonn scagaire barr comharthaí laistigh de bhanda cúng minicíochtaí nó baintear minicíocht amháin. Is í an mhinicíocht ba mhaith linn a bhaint sa chás seo ná 60 Hz toisc go bhfuil an chuid is mó de na torann a tháirgeann gléasanna leictreonacha ag an minicíocht sin. Is é fachtóir AQ an cóimheas idir an minicíocht lár agus an bandaleithead, agus cuidíonn sé freisin le cur síos a dhéanamh ar chruth an phlota méide. Is é an toradh a bhíonn ar fhachtóir Q níos mó ná banda stad níos cúinge. Le haghaidh ríomhaireachtaí, beimid ag baint úsáide as luach Q de 8.
Shocraigh muid na luachanna toilleora a bhí againn a roghnú. Mar sin, C1 = C2 = 0.1 uF, agus C2 = 0.2 uF.
Is iad seo a leanas na cothromóidí a bheidh á n-úsáid againn chun R1, R2, agus R3 a ríomh:
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
Scagaire Lowpass
Maolaíonn scagaire pas íseal minicíochtaí arda agus ligeann sé do mhinicíochtaí níos ísle dul tríd. Beidh luach 150 Hz ag an minicíocht scoite toisc gurb é sin an luach ECG ceart do dhaoine fásta. Chomh maith leis sin, beidh an gnóthachan (luach K) cothrom le 1, agus tairisigh a agus b ná 1.414214 agus 1, faoi seach.
Roghnaigh muid C1 cothrom le 68 nF toisc go raibh an toilleoir sin againn. Go dtí C2 d’úsáideamar an chothromóid seo a leanas:
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
Dá bhrí sin, roghnaigh muid C2 cothrom le 0.15 uF
Chun an dá luach friotóra a ríomh, bhí orainn na cothromóidí seo a leanas a úsáid:
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
Céim 2: Cruthaigh Scéimrí ar LTSpice
Cruthaíodh na trí chomhpháirt agus ritheadh iad ina n-aonar ar LTSpice le hanailís scuabtha AC. Is iad na luachanna a úsáideadh na cinn a ríomhamar i gcéim 1.
Céim 3: Tóg an Ionstraimíocht Ampli
Thógamar an ionstraimíocht ampLifier ar an gclár aráin tríd an scéimreach ar LTSpice a leanúint. Nuair a bhí sé tógtha, an t-ionchur (buí) agus aschur (glas) toirtetagar taispeáint. Níl ach gnóthachan 743.5X ag an líne glas i gcomparáid leis an líne buí.
Céim 4: Tóg an Scagaire Notch
Ansin, thógamar an scagaire notch ar an gclár aráin bunaithe ar an scéimre a rinneadh ar LTSpice. Tógadh é in aice leis an gciorcad IA. Ansin thaifeadamar ionchur agus aschur voltage luachanna ag minicíochtaí éagsúla chun an méid a chinneadh. Ansin, rinneamar grafáil ar mhéid vs minicíocht ar an plota chun é a chur i gcomparáid leis an insamhalta LTSpice. Ba é an t-aon rud a d'athraigh muid ná luachanna C3 agus R2, arb ionann iad agus 0.22 uF agus 430 kΩ, faoi seach. Arís, is é 60 Hz an minicíocht atá á bhaint aige.
Céim 5: Tóg an Scagaire Lowpass
Thógamar ansin an scagaire pas íseal ar an gclár aráin bunaithe ar an scéimre ar LTSpice in aice leis an scagaire notch. Ansin thaifeadamar an t-ionchur agus an t-aschur voltages ag minicíochtaí éagsúla chun an méid a chinneadh. Ansin, rinneamar an méid agus an minicíocht a bhreacadh chun é a chur i gcomparáid leis an insamhalta LTSpice. Ba é an t-aon luach a d'athraigh muid don scagaire seo ná C2, is é sin 0.15 uF. Is é an minicíocht scoite a bhí á fhíorú againn ná 150 Hz.
Céim 6: Tástáil ar ábhar daonna saor in aisce,
Gcéad dul síos, ceangail na trí chomhpháirt aonair den chiorcad le chéile. Ansin, déan é a thástáil le buille croí insamhladh chun a chinntiú go bhfuil gach rud ag obair. Ansin, cuir na leictreoidí ar an duine aonair ionas go mbeidh an dearfach ar an láimhe deise, diúltach ar an rúitín clé, agus tá an talamh ar an rúitín ceart. Nuair a bheidh an duine réidh, ceangail ceallraí 9V chun an oibríocht a chumhachtúamps agus an comhartha aschuir a thaispeáint. Tabhair faoi deara gur chóir go bhfanfadh an duine an-socair ar feadh thart ar 10 soicind chun léamh cruinn a fháil.
Comhghairdeas, d'éirigh leat ECG uathoibrithe a chruthú!
Doiciméid / Acmhainní
 |
instructables Dear ECG Feidhmeach le Breacadh Uathoibrithe an Bhithchomhartha [pdfTreoracha Dear ECG Feidhmeach le Breacadh an Bhithchomhartha, Dear ECG Feidhmeach, ECG Feidhmeach, Breacadh an Bhithchomhartha |
