Ntuziaka na-echepụta ECG na-arụ ọrụ site na iji nkata akpaaka nke biosignal
Chepụta ECG na-arụ ọrụ site na iji nkata akpaaka nke biosignal
Ọrụ a na-ejikọta ihe niile a mụtara na semester a ma tinye ya n'otu ọrụ. Ọrụ anyị bụ ịmepụta sekit nwere ike iji dị ka electrocardiogram (ECG) site na iji ngwá ọrụ. ampihe nzacha, nzacha dị ala, na notch fi lter. ECG na-eji eletrọd etinyere n'ahụ mmadụ iji tụọ ma gosipụta ọrụ obi. Emere ngụkọ dabere na nkezi obi okenye, na e mepụtara schematics sekit izizi na LTSpice iji chọpụta uru na mbelata ugboro ole. Ebumnobi nke ọrụ nhazi a bụ ndị a:
- Tinye nkà mmụta akụrụngwa a mụtara na ụlọ nyocha semester a
- Chepụta, wuo ma nyochaa arụmọrụ nke ngwaọrụ nnweta mgbaàmà
- Kwado ngwaọrụ a na isiokwu mmadụ
Ngwunye:
- LTSpice simulator (ma ọ bụ ngwanrọ yiri ya) Bọdụ achịcha
- Ụdị resistors dị iche iche
- Capacitors dị iche iche
- Opamps
- Electrode wires
- Ntinye voltage isi iyi
- Ngwaọrụ iji tụọ mmepụta voltage (ya bụ oscilloscope)
Nzọụkwụ 1: Mee Mgbakọ maka akụkụ sekit ọ bụla
Foto ndị dị n'elu na-egosi mgbako maka sekit ọ bụla. N'okpuru ebe a, ọ na-akọwa ihe ndị ọzọ gbasara ihe ndị ahụ na mgbakọ na mwepụ mere.
Ngwa ngwa Ampna -emegharị ihe
Ngwa ngwa amplifier, ma ọ bụ IA, na-enyere aka ịnye nnukwu uru maka akara ngosi dị ala. Ọ na-enyere aka ịbawanye nha mgbama ahụ ka ọ wee hụkwuo ya na enwere ike nyochaa usoro ebili mmiri.
Maka mgbako, anyị họọrọ ụkpụrụ resistor abụọ maka R1 na R2, nke bụ 5 kΩ na 10 kΩ, n'otu n'otu. Anyị na-achọkwa ka uru ahụ bụrụ 1000 ka mgbaàmà ahụ ga-adị mfe nyocha. A na-edozi oke maka R3 na R4 site na nhata ndị a:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
Anyị na-eji ahụ ruru ikpebi ihe onye ọ bụla resistor uru ga-abụ. Ụkpụrụ bụ ndị a:
R3 = 1 kΩ
Filter notch
Ihe nzacha notch na-ebelata akara n'ime eriri dị warara nke frequencies ma ọ bụ wepụ otu ugboro. Ugboro anyị chọrọ iwepụ na nke a bụ 60 Hz n'ihi na ọtụtụ ụda nke ngwaọrụ eletrọnịkị na-emepụta bụ n'oge ahụ. Ihe AQ bụ nha nke etiti etiti na bandwit, ọ na-enyekwara aka kọwapụta udi nke nkata ahụ dị ukwuu. Ihe kpatara Q ka ukwuu na-ebute eriri nkwụsị dị warara. Maka mgbako, anyị ga-eji uru Q nke 8.
Anyị kpebiri ịhọrọ ụkpụrụ capacitor anyị nwere. Ya mere, C1 = C2 = 0.1 uF, na C2 = 0.2 uF.
Nha nhata anyị ga-eji gbakọọ R1, R2 na R3 bụ ndị a:
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
Ihe nzacha dị ala
Ihe nzacha ngafe dị ala na-eme ka ọ̀tụ̀tụ̀tụ̀ dị elu na-ebelata ma na-ekwe ka frequencies dị ala gafere. Oge nkwụsị ga-enwe uru nke 150 Hz n'ihi na nke ahụ bụ uru ECG ziri ezi maka ndị okenye. Ọzọkwa, uru (K uru) ga-abụ 1, na nkwụsi ike a na b bụ 1.414214 na 1, n'otu n'otu.
Anyị họọrọ C1 ka ọ hà 68 nF n'ihi na anyị nwere capacitor ahụ. Iji nd C2 anyị jiri nha nha ndị a:
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
Ya mere, anyị họọrọ C2 ka hà 0.15 uF
Iji gbakọọ ụkpụrụ resistor abụọ, anyị ga-eji nha ndị a:
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
Nzọụkwụ 2: Mepụta Schematics na LTSpice
Emepụtara ihe atọ a niile wee gbaa ọsọ n'otu n'otu na LTSPice jiri nyocha sweep AC. Ụkpụrụ ndị e ji mee ihe bụ ndị anyị gbakọrọ na nzọụkwụ 1.
Nzọụkwụ 3: Wulite Ngwa Amplee
Anyị rụrụ ngwá ọrụ amplifier na bred site na-eso schematic na LTSpice. Ozugbo e wuru ya, ntinye (edo edo) na mmepụta (green) voltages e gosipụtara. Ahịrị akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ naanị nwere uru nke 743.5X ma e jiri ya tụnyere ahịrị edo edo.
Nzọụkwụ 4: Mee ihe nzacha notch
Ọzọ, anyị wuru ihe nzacha notch na bred ahụ dabere na atụmatụ emere na LTSpice. E wuru ya n'akụkụ sekit IA. Anyị wee dekọọ ntinye na mmepụta voltage bara uru na frequencies dị iche iche iji chọpụta oke. Mgbe ahụ, anyị na-esepụta ịdị ukwuu vs. ugboro na ibé ahụ iji tụnyere ya na simulation LTSpice. Naanị ihe anyị gbanwere bụ ụkpụrụ C3 na R2 bụ 0.22 uF na 430 kΩ, n'otu n'otu. Ọzọ, ugboro ọ na-ewepụ bụ 60 Hz.
Nzọụkwụ 5: Mee ihe nzacha Lowpass
Anyị wee wuo ihe nzacha ngafe dị ala na bọọdụ achịcha dabere na schematic na LTSpice na-esote nzacha notch. Anyị wee dekọọ ntinye na mmepụta voltages na ugboro dị iche iche iji chọpụta oke. Mgbe ahụ, anyị kpara nkata ịdị ukwuu na ugboro iji tụnyere ya na simulation LTSPice. Naanị uru anyị gbanwere maka nzacha a bụ C2 nke bụ 0.15 uF. Oge nkwụsịtụ anyị na-enyocha bụ 150 Hz.
Nzọụkwụ 6: Nwalee na isiokwu mmadụ
Nke mbụ, jikọọ akụkụ atọ nke sekit ahụ ọnụ. Mgbe ahụ, nwalee ya site n'iji obi simulated iji hụ na ihe niile na-arụ ọrụ. Mgbe ahụ, tinye electrodes na onye ahụ ka ihe dị mma dị na nkwojiaka aka nri, adịghị mma na nkwonkwo aka ekpe, na ala dị na nkwonkwo aka nri. Ozugbo onye ahụ dị njikere, jikọọ batrị 9V iji gbanye opamps wee gosipụta mgbama mmepụta. Rịba ama na onye ahụ kwesịrị ịnọ jụụ maka ihe dịka sekọn 10 iji nweta ọgụgụ ziri ezi.
Ekele, ị mepụtala ECG akpaaka nke ọma!
Akwụkwọ / akụrụngwa
 |
Ntuziaka na-echepụta ECG na-arụ ọrụ site na iji nkata akpaaka nke biosignal [pdf] Ntuziaka Chepụta ECG na-arụ ọrụ site na iji nkata akpaaka nke biosignal, chepụta ECG na-arụ ọrụ, ECG na-arụ ọrụ, atụmatụ nke biosignal. |
