ಇನ್‌ಸ್ಟ್ರಕ್ಟಬಲ್‌ಗಳು ಬಯೋಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪ್ಲ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ECG ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ
ಬಯೋಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪ್ಲ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ECG ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ
ಈ ಯೋಜನೆಯು ಈ ಸೆಮಿಸ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಲಿತ ಎಲ್ಲವನ್ನೂ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಒಂದೇ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕಾರ್ಡಿಯೋಗ್ರಾಮ್ (ಇಸಿಜಿ) ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುವುದು ನಮ್ಮ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ampಲೈಫೈಯರ್, ಲೋಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮತ್ತು ನಾಚ್ ಫಿಲ್ಟರ್. ಇಸಿಜಿ ಹೃದಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಮತ್ತು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಸರಾಸರಿ ವಯಸ್ಕ ಹೃದಯದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಗೇನ್ ಮತ್ತು ಕಟ್ಆಫ್ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಮೂಲ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು LTSspice ನಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ವಿನ್ಯಾಸ ಯೋಜನೆಯ ಉದ್ದೇಶಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:
- ಈ ಸೆಮಿಸ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಲಿತ ಉಪಕರಣ ಕೌಶಲ್ಯಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿ
- ಸಿಗ್ನಲ್ ಸ್ವಾಧೀನ ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ, ನಿರ್ಮಿಸಿ ಮತ್ತು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ
- ಮಾನವ ವಿಷಯದ ಮೇಲೆ ಸಾಧನವನ್ನು ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಿ
ಸರಬರಾಜು:
- LTSಪೈಸ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟರ್ (ಅಥವಾ ಅಂತಹುದೇ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್) ಬ್ರೆಡ್‌ಬೋರ್ಡ್
- ವಿವಿಧ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳು
- ವಿವಿಧ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು
- Opamps
- ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ತಂತಿಗಳು
- ಇನ್ಪುಟ್ ಸಂಪುಟtagಇ ಮೂಲ
- ಔಟ್ಪುಟ್ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಸಾಧನtagಇ (ಅಂದರೆ ಆಸಿಲ್ಲೋಸ್ಕೋಪ್)
ಹಂತ 1: ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಘಟಕಕ್ಕೆ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಿ
ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರಗಳು ಪ್ರತಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗೆ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಕೆಳಗೆ, ಇದು ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಡಿದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ವಾದ್ಯ Ampಜೀವಿತಾವಧಿ
ಒಂದು ಉಪಕರಣ ampಲೈಫೈಯರ್, ಅಥವಾ IA, ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಲಾಭವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಂಕೇತದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಅದು ಹೆಚ್ಚು ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು.
ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗಾಗಿ, ನಾವು R1 ಮತ್ತು R2 ಗಾಗಿ ಎರಡು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ, ಅವುಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 5 kΩ ಮತ್ತು 10 kΩ. ಗಳಿಕೆಯು 1000 ಆಗಬೇಕೆಂದು ನಾವು ಬಯಸುತ್ತೇವೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ R3 ಮತ್ತು R4 ಅನುಪಾತವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಪರಿಹರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
ಪ್ರತಿ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ನಾವು ಆ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. ಮೌಲ್ಯಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:
R3 = 1 kΩ
ನಾಚ್ ಫಿಲ್ಟರ್
ಒಂದು ನಾಚ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಆವರ್ತನಗಳ ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಒಂದೇ ಆವರ್ತನವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ನಾವು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಬಯಸುವ ಆವರ್ತನವು 60 Hz ಆಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಬ್ದವು ಆ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿದೆ. AQ ಅಂಶವು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗೆ ಕೇಂದ್ರ ಆವರ್ತನದ ಅನುಪಾತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಮ್ಯಾಗ್ನಿಟ್ಯೂಡ್ ಕಥಾವಸ್ತುವಿನ ಆಕಾರವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಒಂದು ದೊಡ್ಡ Q ಅಂಶವು ಕಿರಿದಾದ ಸ್ಟಾಪ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗಾಗಿ, ನಾವು 8 ರ Q ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ.
ನಾವು ಹೊಂದಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ನಾವು ನಿರ್ಧರಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, C1 = C2 = 0.1 uF, ಮತ್ತು C2 = 0.2 uF.
R1, R2 ಮತ್ತು R3 ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ನಾವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಸಮೀಕರಣಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:
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
ಲೋಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್
ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುಮತಿಸುವಾಗ ಕಡಿಮೆ ಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಕಟ್ಆಫ್ ಆವರ್ತನವು 150 Hz ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ವಯಸ್ಕರಿಗೆ ಸರಿಯಾದ ECG ಮೌಲ್ಯವಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಗಳಿಕೆ (K ಮೌಲ್ಯ) 1 ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು a ಮತ್ತು b ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 1.414214 ಮತ್ತು 1 ಆಗಿರುತ್ತವೆ.
ನಾವು ಆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರಿಂದ ನಾವು C1 ಅನ್ನು 68 nF ಗೆ ಸಮನಾಗಿ ಆರಿಸಿದ್ದೇವೆ. nd C2 ಗೆ ನಾವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ:
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
ಆದ್ದರಿಂದ, ನಾವು C2 ಅನ್ನು 0.15 uF ಗೆ ಸಮನಾಗಿ ಆರಿಸಿದ್ದೇವೆ
ಎರಡು ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು, ನಾವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು:
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
ಹಂತ 2: LTSspice ನಲ್ಲಿ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ರಚಿಸಿ
ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ಘಟಕಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು AC ಸ್ವೀಪ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ LTSpice ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ರನ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಬಳಸಿದ ಮೌಲ್ಯಗಳು ನಾವು ಹಂತ 1 ರಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿದ್ದೇವೆ.
ಹಂತ 3: ಉಪಕರಣವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿ Ampಲೀಫರ್
ನಾವು ಉಪಕರಣವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದೇವೆ ampLTSspice ನಲ್ಲಿ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಅನ್ನು ಅನುಸರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬ್ರೆಡ್‌ಬೋರ್ಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಲೈಫೈಯರ್. ಇದನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದ ನಂತರ, ಇನ್ಪುಟ್ (ಹಳದಿ) ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ (ಹಸಿರು) ಸಂಪುಟtagಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಯಿತು. ಹಳದಿ ರೇಖೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹಸಿರು ರೇಖೆಯು ಕೇವಲ 743.5X ಲಾಭವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಹಂತ 4: ನಾಚ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿ
ಮುಂದೆ, LTSpice ನಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ನಾವು ಬ್ರೆಡ್‌ಬೋರ್ಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನಾಚ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಇದನ್ನು ಐಎ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಾವು ನಂತರ ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ಸಂಪುಟವನ್ನು ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆtagಪರಿಮಾಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ವಿವಿಧ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಇ ಮೌಲ್ಯಗಳು. ನಂತರ, LTSspice ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಲು ನಾವು ಪ್ಲಾಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಪರಿಮಾಣದ ವಿರುದ್ಧ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಗ್ರಾಫ್ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ. ನಾವು ಬದಲಾಯಿಸಿದ ಏಕೈಕ ವಿಷಯವೆಂದರೆ C3 ಮತ್ತು R2 ಮೌಲ್ಯಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 0.22 uF ಮತ್ತು 430 kΩ. ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ, ಅದು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಆವರ್ತನವು 60 Hz ಆಗಿದೆ.
ಹಂತ 5: ಲೋಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿ
ನಾವು ನಂತರ ಕಡಿಮೆ ಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಬ್ರೆಡ್‌ಬೋರ್ಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನಾಚ್ ಫಿಲ್ಟರ್‌ನ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್‌ಟಿಎಸ್‌ಪೈಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದೇವೆ. ನಾವು ನಂತರ ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ಸಂಪುಟವನ್ನು ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆtagಪರಿಮಾಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ವಿವಿಧ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ es. ನಂತರ, ನಾವು ಅದನ್ನು LTSspice ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಲು ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಾಗಿ ನಾವು ಬದಲಾಯಿಸಿದ ಏಕೈಕ ಮೌಲ್ಯವೆಂದರೆ C2 ಅದು 0.15 uF ಆಗಿದೆ. ನಾವು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತಿರುವ ಕಡಿತ ಆವರ್ತನವು 150 Hz ಆಗಿದೆ.
ಹಂತ 6: ಮಾನವ ವಿಷಯದ ಮೇಲೆ ಪರೀಕ್ಷೆ
ಮೊದಲಿಗೆ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಮೂರು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ. ನಂತರ, ಎಲ್ಲವೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿದೆಯೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಿಮ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಹೃದಯ ಬಡಿತದೊಂದಿಗೆ ಅದನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿ. ನಂತರ, ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಇರಿಸಿ ಆದ್ದರಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕ ಬಲ ಮಣಿಕಟ್ಟಿನ ಮೇಲೆ, ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಡ ಪಾದದ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು ನೆಲವು ಬಲ ಪಾದದ ಮೇಲೆ ಇರುತ್ತದೆ. ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಸಿದ್ಧವಾದ ನಂತರ, ಆಪ್ ಅನ್ನು ಪವರ್ ಮಾಡಲು 9V ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಿamps ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿ. ನಿಖರವಾದ ಓದುವಿಕೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಸುಮಾರು 10 ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ಕಾಲ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ.
ಅಭಿನಂದನೆಗಳು, ನೀವು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ECG ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ರಚಿಸಿದ್ದೀರಿ!
ದಾಖಲೆಗಳು / ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳು
 |
ಇನ್‌ಸ್ಟ್ರಕ್ಟಬಲ್‌ಗಳು ಬಯೋಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪ್ಲ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ECG ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ [ಪಿಡಿಎಫ್] ಸೂಚನೆಗಳು ಬಯೋಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪ್ಲ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಇಸಿಜಿಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಇಸಿಜಿ, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಇಸಿಜಿ, ಬಯೋಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಪ್ಲ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ |
