Բովանդակություն թաքցնել
1 instructables Նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ կենսաազդանշանի ավտոմատացված գծագրմամբ
2 Նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ կենսաազդանշանի ավտոմատացված գծագրմամբ
3 Փաստաթղթեր / ռեսուրսներ
3.1 Հղումներ
4 Առնչվող գրառումներ

instructables-logo

instructables Նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ կենսաազդանշանի ավտոմատացված գծագրմամբ

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-product-image

Նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ կենսաազդանշանի ավտոմատացված գծագրմամբ

Այս նախագիծը միավորում է այն ամենը, ինչ սովորել է այս կիսամյակում և կիրառում այն ​​մեկ առաջադրանքի համար: Մեր խնդիրն է ստեղծել մի շղթա, որը կարող է օգտագործվել որպես էլեկտրասրտագրություն (ԷՍԳ)՝ օգտագործելով գործիքավորումը: ampլարիչ, ցածր անցումային ֆիլտր և խազային ֆիլտր: ԷՍԳ-ն օգտագործում է էլեկտրոդներ, որոնք տեղադրված են անհատի վրա՝ չափելու և ցուցադրելու սրտի ակտիվությունը: Հաշվարկները կատարվել են միջին չափահաս սրտի վրա, և սկզբնական սխեմաները ստեղծվել են LTSpice-ի վրա՝ ստուգելու ավելացման և անջատման հաճախականությունները: Այս նախագծային նախագծի նպատակները հետևյալն են.

  1. Կիրառեք այս կիսամյակում լաբորատորիայում սովորած գործիքավորման հմտությունները
  2. Նախագծեք, կառուցեք և ստուգեք ազդանշանի ստացման սարքի ֆունկցիոնալությունը
  3. Վավերացրեք սարքը մարդու առարկայի վրա

Պաշարներ:

  • LTSpice սիմուլյատոր (կամ նմանատիպ ծրագրակազմ) Breadboard
  • Տարբեր դիմադրիչներ
  • Տարբեր կոնդենսատորներ
  • Opamps
  • Էլեկտրոդային լարեր
  • Մուտքային հատորtage աղբյուր
  • Արդյունքի ծավալը չափելու սարքtage (այսինքն օսցիլոսկոպ)

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-1

Քայլ 1: Կատարեք հաշվարկներ յուրաքանչյուր շղթայի բաղադրիչի համար
Վերևի նկարները ցույց են տալիս հաշվարկները յուրաքանչյուր սխեմայի համար: Ստորև, այն ավելին է բացատրում բաղադրիչների և կատարված հաշվարկների մասին:
Գործիքավորում Ampավելի կենսական
Գործիքավորում amplifier, կամ IA, օգնում է ապահովել մեծ քանակությամբ շահույթ ցածր մակարդակի ազդանշանների համար: Այն օգնում է մեծացնել ազդանշանի չափը, որպեսզի այն ավելի տեսանելի լինի, և ալիքի ձևը հնարավոր լինի վերլուծել:
Հաշվարկների համար մենք R1-ի և R2-ի համար ընտրել ենք երկու պատահական ռեզիստորի արժեք, որոնք համապատասխանաբար կազմում են 5 kΩ և 10 kΩ: Մենք նաև ցանկանում ենք, որ շահույթը լինի 1000, այնպես որ ազդանշանն ավելի հեշտ կլինի վերլուծել: R3-ի և R4-ի հարաբերակցությունն այնուհետև լուծվում է հետևյալ հավասարմամբ.
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
Այնուհետև մենք օգտագործեցինք այդ հարաբերակցությունը՝ որոշելու համար, թե որն է յուրաքանչյուր դիմադրության արժեքը: Արժեքները հետևյալն են.
R3 = 1 kΩ

Խազ ֆիլտր
Նեղ ֆիլտրը թուլացնում է ազդանշանները հաճախականությունների նեղ գոտում կամ հեռացնում է մեկ հաճախականությունը: Հաճախականությունը, որը մենք ցանկանում ենք հեռացնել այս դեպքում, 60 Հց է, քանի որ էլեկտրոնային սարքերի կողմից արտադրվող աղմուկի մեծ մասը հենց այդ հաճախականությանն է: AQ գործոնը կենտրոնական հաճախականության և թողունակության հարաբերակցությունն է, և այն նաև օգնում է նկարագրել մեծության սյուժեի ձևը: Ավելի մեծ Q գործոնը հանգեցնում է կանգառի ավելի նեղ գոտի: Հաշվարկների համար մենք կօգտագործենք Q արժեքը 8:
Մենք որոշեցինք ընտրել մեր ունեցած կոնդենսատորների արժեքները: Այսպիսով, C1 = C2 = 0.1 uF, և C2 = 0.2 uF:
Հավասարումները, որոնք մենք կօգտագործենք R1, R2 և R3 հաշվարկելու համար, հետևյալն են.
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 կՕմ

Ցածրանցումային զտիչ
Ցածրանցիկ ֆիլտրը թուլացնում է բարձր հաճախականությունները՝ միաժամանակ թույլ տալով անցնել ավելի ցածր հաճախականությունների միջով: Անջատման հաճախականությունը կունենա 150 Հց արժեք, քանի որ դա ճիշտ ԷՍԳ արժեք է մեծահասակների համար: Նաև շահույթը (K արժեքը) կլինի 1, իսկ a և b հաստատունները համապատասխանաբար 1.414214 և 1 են:
Մենք ընտրեցինք C1-ը հավասար 68 nF, քանի որ մենք ունեինք այդ կոնդենսատորը: C2-ի համար մենք օգտագործել ենք հետևյալ հավասարումը.
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
Հետևաբար, մենք ընտրեցինք C2-ը, որպեսզի հավասար լինի 0.15 uF
Ռեզիստորի երկու արժեքները հաշվարկելու համար մենք պետք է օգտագործեինք հետևյալ հավասարումները.
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

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-2 instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-3 instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-4 instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-5

Քայլ 2: Ստեղծեք սխեմաներ LTSpice-ում
Բոլոր երեք բաղադրիչները ստեղծվել և գործարկվել են անհատապես LTSpice-ում՝ AC մաքրման վերլուծությամբ: Օգտագործված արժեքներն այն արժեքներն են, որոնք մենք հաշվարկել ենք 1-ին քայլում:

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-6

Քայլ 3: Կառուցեք գործիքավորումը Ampազատել
Մենք սարքել ենք գործիքավորումը ampLifier հացատախտակի վրա՝ հետևելով LTSpice-ի սխեմային: Երբ այն կառուցվեց, մուտքային (դեղին) և ելքային (կանաչ) voltagցուցադրվել են: Կանաչ գիծը միայն դեղին գծի համեմատ ունի 743.5X շահույթ:instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-7

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-8

Քայլ 4: Կառուցեք Notch ֆիլտրը
Այնուհետև մենք կառուցեցինք խազի ֆիլտրը հացատախտակի վրա՝ հիմնվելով LTSpice-ի վրա արված սխեմայի վրա: Այն կառուցվել է ԻԱ շրջանի կողքին։ Այնուհետև մենք գրանցեցինք մուտքային և ելքային ծավալըtage արժեքներ տարբեր հաճախականություններում՝ մեծությունը որոշելու համար: Այնուհետև մենք գծագրեցինք մեծությունն ընդդեմ հաճախության՝ այն համեմատելու LTSpice մոդելավորման հետ: Միակ բանը, որ մենք փոխեցինք, C3 և R2 արժեքներն էին, որոնք համապատասխանաբար 0.22 uF և 430 kΩ են: Կրկին, դրա հեռացման հաճախականությունը 60 Հց է:instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-9

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-10

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-11

Քայլ 5: Կառուցեք Lowpass ֆիլտրը
Այնուհետև մենք կառուցեցինք ցածր անցումային ֆիլտրը հացատախտակի վրա՝ հիմնվելով LTSpice-ի սխեմայի վրա, որը գտնվում է խազ ֆիլտրի կողքին: Այնուհետև մենք գրանցեցինք մուտքային և ելքային ծավալըtages տարբեր հաճախականություններում՝ մեծությունը որոշելու համար: Այնուհետև մենք գծեցինք մեծությունն ու հաճախականությունը՝ համեմատելու այն LTSpice մոդելավորման հետ: Միակ արժեքը, որը մենք փոխեցինք այս ֆիլտրի համար, C2-ն էր, որը 0.15 uF է: Անջատման հաճախականությունը, որը մենք ստուգում էինք, 150 Հց է:

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-12

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-13

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-14

Քայլ 6: Թեստ մարդկային առարկայի վրա
Նախ, միացրեք շղթայի երեք առանձին բաղադրիչները: Այնուհետև փորձարկեք այն նմանակված սրտի զարկով, որպեսզի համոզվեք, որ ամեն ինչ աշխատում է: Այնուհետև էլեկտրոդները դրեք անհատի վրա, որպեսզի դրականը լինի աջ դաստակի վրա, բացասականը՝ ձախ կոճին, իսկ գետինը աջ կոճին: Երբ անհատը պատրաստ է, միացրեք 9 Վ մարտկոցը օպերատորը միացնելու համարamps և ցուցադրել ելքային ազդանշանը: Նկատի ունեցեք, որ անհատը պետք է շատ անշարժ մնա մոտ 10 վայրկյան՝ ճշգրիտ ցուցմունք ստանալու համար:
Շնորհավորում ենք, դուք հաջողությամբ ստեղծել եք ավտոմատացված ԷՍԳ:instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-15

instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-16

Փաստաթղթեր / ռեսուրսներ

instructables Նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ կենսաազդանշանի ավտոմատացված գծագրմամբ [pdfՀրահանգներ
Նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ կենսաազդանշանի ավտոմատ գծագրմամբ, նախագծեք ֆունկցիոնալ ԷՍԳ, ֆունկցիոնալ ԷՍԳ, կենսաազդանշանի գծագրում

Հղումներ

Առնչվող գրառումներ

Թողնել մեկնաբանություն

Ձեր էլփոստի հասցեն չի հրապարակվի: Պարտադիր դաշտերը նշված են *