ເນື້ອໃນ ເຊື່ອງ
1 instructables ອອກແບບ ECG ທີ່ມີປະໂຍດດ້ວຍການວາງແຜນທາງຊີວະພາບອັດຕະໂນມັດ
2 ອອກ​ແບບ ECG ທີ່​ມີ​ປະ​ໂຫຍດ​ທີ່​ມີ​ການ​ວາງ​ແຜນ​ທີ່​ອັດ​ຕະ​ໂນ​ມັດ​ຂອງ Biosignal ໄດ້​
3 ເອກະສານ / ຊັບພະຍາກອນ
3.1 ເອກະສານອ້າງອີງ
4 ກະທູ້ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ

instructables-ໂລໂກ້

instructables ອອກແບບ ECG ທີ່ມີປະໂຍດດ້ວຍການວາງແຜນທາງຊີວະພາບອັດຕະໂນມັດ

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

ອອກ​ແບບ ECG ທີ່​ມີ​ປະ​ໂຫຍດ​ທີ່​ມີ​ການ​ວາງ​ແຜນ​ທີ່​ອັດ​ຕະ​ໂນ​ມັດ​ຂອງ Biosignal ໄດ້​

ໂຄງ​ການ​ນີ້​ລວມ​ທຸກ​ສິ່ງ​ທຸກ​ຢ່າງ​ທີ່​ໄດ້​ຮຽນ​ຮູ້​ໃນ​ພາກ​ຮຽນ​ນີ້​ແລະ​ນໍາ​ໃຊ້​ມັນ​ກັບ​ວຽກ​ງານ​ດຽວ​. ວຽກງານຂອງພວກເຮົາແມ່ນເພື່ອສ້າງວົງຈອນທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ເປັນ electrocardiogram (ECG) ໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງມື. amplifier, lowpass filter, ແລະ notch fi lter. ECG ໃຊ້ electrodes ທີ່ວາງໃສ່ບຸກຄົນເພື່ອວັດແທກແລະສະແດງການເຄື່ອນໄຫວຂອງຫົວໃຈ. ການຄິດໄລ່ແມ່ນໄດ້ອີງໃສ່ຫົວໃຈຜູ້ໃຫຍ່ໂດຍສະເລ່ຍ, ແລະ schematics ວົງຈອນຕົ້ນສະບັບໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນ LTSpice ເພື່ອກວດສອບຄວາມຖີ່ຂອງການໄດ້ຮັບແລະການຕັດ. ຈຸດປະສົງຂອງໂຄງການອອກແບບນີ້ມີດັ່ງນີ້:

  1. ນຳໃຊ້ທັກສະເຄື່ອງມືທີ່ຮຽນຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງພາກຮຽນນີ້
  2. ການ​ອອກ​ແບບ​, ການ​ກໍ່​ສ້າງ​, ແລະ​ກວດ​ສອບ​ການ​ທໍາ​ງານ​ຂອງ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ທີ່​ໄດ້​ມາ​ສັນ​ຍານ​
  3. ກວດສອບອຸປະກອນໃນເລື່ອງຂອງມະນຸດ

ອຸປະກອນ:

  • LTSpice simulator (ຫຼືຊອບແວທີ່ຄ້າຍຄືກັນ) Breadboard
  • ຕົວຕ້ານທານຕ່າງໆ
  • capacitor ຕ່າງໆ
  • Opamps
  • ສາຍໄຟຟ້າ
  • ການປ້ອນຂໍ້ມູນ voltage ແຫຼ່ງ
  • ອຸປະກອນວັດແທກຜົນຜະລິດ voltage (ເຊັ່ນ oscilloscope)

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

ຂັ້ນຕອນທີ 1: ເຮັດໃຫ້ການຄິດໄລ່ສໍາລັບແຕ່ລະອົງປະກອບວົງຈອນ
ຮູບພາບຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນການຄິດໄລ່ສໍາລັບແຕ່ລະວົງຈອນ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້, ມັນອະທິບາຍເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບອົງປະກອບແລະການຄິດໄລ່ທີ່ເຮັດ.
ເຄື່ອງມື Ampມີຊີວິດຊີວາ
ເຄື່ອງມື amplifier, ຫຼື IA, ຊ່ວຍສະຫນອງຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງສັນຍານລະດັບຕ່ໍາ. ມັນຊ່ວຍເພີ່ມຂະຫນາດຂອງສັນຍານເພື່ອໃຫ້ມັນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນແລະຮູບແບບຂອງຄື້ນສາມາດວິເຄາະໄດ້.
ສໍາລັບການຄິດໄລ່, ພວກເຮົາໄດ້ເລືອກສອງຄ່າຕົວຕ້ານທານແບບສຸ່ມສໍາລັບ R1 ແລະ R2, ເຊິ່ງແມ່ນ 5 kΩ ແລະ 10 kΩ, ຕາມລໍາດັບ. ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງການການເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 1000 ດັ່ງນັ້ນສັນຍານຈະງ່າຍຂຶ້ນໃນການວິເຄາະ. ອັດຕາສ່ວນຂອງ R3 ແລະ R4 ໄດ້ຖືກແກ້ໄຂໂດຍສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົານໍາໃຊ້ອັດຕາສ່ວນນັ້ນເພື່ອຕັດສິນໃຈວ່າຄ່າຂອງຕົວຕ້ານທານແຕ່ລະຄົນຈະເປັນແນວໃດ. ຄຸນ​ຄ່າ​ດັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ນີ້​:
R3 = 1 kΩ

Notch ຕົວກັ່ນຕອງ
ການກັ່ນຕອງ notch ຫຼຸດຜ່ອນສັນຍານພາຍໃນແຖບແຄບຂອງຄວາມຖີ່ຫຼືລົບຄວາມຖີ່ດຽວ. ຄວາມຖີ່ທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງການເອົາອອກໃນກໍລະນີນີ້ແມ່ນ 60 Hz ເພາະວ່າສິ່ງລົບກວນສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ຜະລິດໂດຍອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ນັ້ນ. ປັດໄຈ AQ ແມ່ນອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມຖີ່ສູນກາງກັບແບນວິດ, ແລະມັນຍັງຊ່ວຍອະທິບາຍຮູບຮ່າງຂອງຂະຫນາດ. ປັດໄຈ Q ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສົ່ງຜົນໃຫ້ແຖບຢຸດແຄບກວ່າ. ສໍາລັບການຄິດໄລ່, ພວກເຮົາຈະໃຊ້ຄ່າ Q ຂອງ 8.
ພວກເຮົາຕັດສິນໃຈເລືອກຄ່າ capacitor ທີ່ພວກເຮົາມີ. ດັ່ງນັ້ນ, C1 = C2 = 0.1 uF, ແລະ C2 = 0.2 uF.
ສົມຜົນທີ່ພວກເຮົາຈະໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ R1, R2, ແລະ R3 ມີດັ່ງນີ້:
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

ການກັ່ນຕອງ Lowpass
ການກັ່ນຕອງຜ່ານຕ່ໍາຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຖີ່ສູງໃນຂະນະທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາຜ່ານ. ຄວາມຖີ່ຂອງການຕັດຈະມີມູນຄ່າ 150 Hz ເພາະວ່ານັ້ນແມ່ນຄ່າ ECG ທີ່ຖືກຕ້ອງສໍາລັບຜູ້ໃຫຍ່. ນອກຈາກນີ້, ການໄດ້ຮັບ (ຄ່າ K) ຈະເປັນ 1, ແລະຄ່າຄົງທີ່ a ແລະ b ແມ່ນ 1.414214 ແລະ 1, ຕາມລໍາດັບ.
ພວກເຮົາເລືອກ C1 ເທົ່າກັບ 68 nF ເພາະວ່າພວກເຮົາມີຕົວເກັບປະຈຸ. ເຖິງ C2 ພວກເຮົາໃຊ້ສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້:
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
ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາເລືອກ C2 ເທົ່າກັບ 0.15 uF
ເພື່ອຄິດໄລ່ຄ່າຂອງ resistor ສອງ, ພວກເຮົາຕ້ອງໃຊ້ສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້:
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

ຂັ້ນຕອນທີ 2: ສ້າງ Schematics ໃນ LTSpice
ທັງສາມອົງປະກອບໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນແລະດໍາເນີນການເປັນສ່ວນບຸກຄົນໃນ LTSpice ດ້ວຍການວິເຄາະການກວາດ AC. ຄ່າທີ່ໃຊ້ແມ່ນຄ່າທີ່ພວກເຮົາຄິດໄລ່ໃນຂັ້ນຕອນທີ 1.

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

ຂັ້ນຕອນທີ 3: ສ້າງ​ເຄື່ອງ​ມື​ Ampລີໄຮ
ພວກເຮົາສ້າງເຄື່ອງມື amplifier ໃນ breadboard ໂດຍປະຕິບັດຕາມ schematic ໃນ LTSpice. ເມື່ອມັນຖືກສ້າງຂຶ້ນ, ວັດສະດຸປ້ອນ (ສີເຫຼືອງ) ແລະຜົນຜະລິດ (ສີຂຽວ) voltages ໄດ້ຖືກສະແດງ. ເສັ້ນສີຂຽວພຽງແຕ່ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ 743.5X ເມື່ອທຽບກັບເສັ້ນສີເຫຼືອງ.instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-7

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

ຂັ້ນຕອນທີ 4: ສ້າງຕົວກອງ Notch
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາສ້າງຕົວກອງ notch ໃນ breadboard ໂດຍອີງໃສ່ schematic ທີ່ເຮັດໃນ LTSpice. ມັນຖືກສ້າງຂຶ້ນຕໍ່ໄປກັບວົງຈອນ IA. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາບັນທຶກການປ້ອນຂໍ້ມູນແລະຜົນຜະລິດ voltage ຄ່າໃນຄວາມຖີ່ຕ່າງໆເພື່ອກໍານົດຂະຫນາດ. ຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາສະແດງການວັດແທກຂະໜາດທຽບກັບຄວາມຖີ່ໃນພື້ນທີ່ເພື່ອປຽບທຽບມັນກັບການຈຳລອງ LTSpice. ສິ່ງດຽວທີ່ພວກເຮົາປ່ຽນແປງແມ່ນຄ່າຂອງ C3 ແລະ R2 ເຊິ່ງແມ່ນ 0.22 uF ແລະ 430 kΩ, ຕາມລໍາດັບ. ອີກເທື່ອຫນຶ່ງ, ຄວາມຖີ່ທີ່ມັນຖືກໂຍກຍ້າຍແມ່ນ 60 Hz.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

ຂັ້ນຕອນທີ 5: ສ້າງຕົວກອງ Lowpass
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາກໍ່ສ້າງຕົວກອງຕ່ໍາສຸດໃນ breadboard ໂດຍອີງໃສ່ schematic ໃນ LTSpice ຖັດຈາກການກັ່ນຕອງ notch. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາບັນທຶກການປ້ອນຂໍ້ມູນແລະຜົນຜະລິດ voltages ໃນຄວາມຖີ່ຕ່າງໆເພື່ອກໍານົດຂະຫນາດ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາວາງແຜນຂະຫນາດແລະຄວາມຖີ່ເພື່ອປຽບທຽບມັນກັບການຈໍາລອງ LTSpice. ມູນຄ່າດຽວທີ່ພວກເຮົາປ່ຽນແປງສໍາລັບການກັ່ນຕອງນີ້ແມ່ນ C2 ເຊິ່ງແມ່ນ 0.15 uF. ຄວາມຖີ່ການຕັດອອກທີ່ພວກເຮົາກວດສອບແມ່ນ 150 Hz.

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

ຂັ້ນຕອນທີ 6: ການທົດສອບກ່ຽວກັບມະນຸດ
ຫນ້າທໍາອິດ, ເຊື່ອມຕໍ່ສາມອົງປະກອບສ່ວນບຸກຄົນຂອງວົງຈອນຮ່ວມກັນ. ຈາກນັ້ນ, ທົດສອບມັນດ້ວຍການເຕັ້ນຫົວໃຈແບບຈຳລອງເພື່ອຮັບປະກັນວ່າທຸກຢ່າງເຮັດວຽກໄດ້. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເອົາ electrodes ໃສ່ບຸກຄົນເພື່ອໃຫ້ບວກຢູ່ໃນຂໍ້ມືຂວາ, ລົບແມ່ນຢູ່ຂໍ້ຕີນຊ້າຍ, ແລະດິນແມ່ນຢູ່ຂໍ້ຕີນຂວາ. ເມື່ອບຸກຄົນພ້ອມແລ້ວ, ເຊື່ອມຕໍ່ຫມໍ້ໄຟ 9V ເພື່ອພະລັງງານ opamps ແລະສະແດງສັນຍານຜົນຜະລິດ. ໃຫ້ສັງເກດວ່າບຸກຄົນຄວນຈະຢູ່ຫຼາຍສໍາລັບປະມານ 10 ວິນາທີເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບການອ່ານທີ່ຖືກຕ້ອງ.
ຂໍສະແດງຄວາມຍິນດີ, ທ່ານໄດ້ສ້າງ ECG ອັດຕະໂນມັດສຳເລັດແລ້ວ!instructables-Design-a-Functional-ECG-With-Automated-Plotting-of-the-Biosignal-15

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

ເອກະສານ / ຊັບພະຍາກອນ

instructables ອອກແບບ ECG ທີ່ມີປະໂຍດດ້ວຍການວາງແຜນທາງຊີວະພາບອັດຕະໂນມັດ [pdf] ຄໍາແນະນໍາ
ອອກແບບ ECG ທີ່ມີປະໂຫຍດດ້ວຍການວາງແຜນທາງຊີວະພາບແບບອັດຕະໂນມັດ, ອອກແບບລະບົບ ECG ທີ່ມີປະສິດຕິພາບ, ການເຮັດວຽກຂອງ ECG, ການວາງແຜນທາງຊີວະພາບ

ເອກະສານອ້າງອີງ

ກະທູ້ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ

ອອກຄໍາເຫັນ

ທີ່ຢູ່ອີເມວຂອງເຈົ້າຈະບໍ່ຖືກເຜີຍແຜ່. ຊ່ອງຂໍ້ມູນທີ່ຕ້ອງການຖືກໝາຍໄວ້ *