instructables Mamorona ECG miasa miaraka amin'ny automatique ny biosignal
Mamorona ECG miasa miaraka amin'ny fametahana automatique ny biosignal
Ity tetikasa ity dia manambatra ny zavatra rehetra nianarana tamin'ity semester ity ary mampihatra izany amin'ny asa tokana. Ny asantsika dia ny mamorona circuit izay azo ampiasaina ho electrocardiogram (ECG) amin'ny fampiasana fitaovana. ampLifier, sivana ambany, ary sivana notch. Ny ECG dia mampiasa electrodes napetraka amin'ny olona iray mba handrefesana sy hanehoana ny asan'ny fo. Ny kajy dia natao mifototra amin'ny salan'isan'ny fo olon-dehibe, ary ny schematics circuit tany am-boalohany dia noforonina tao amin'ny LTSpice mba hanamarinana ny tombony sy ny fahatapahana matetika. Ny tanjon'ity tetikasa famolavolana ity dia toy izao manaraka izao:
- Ampiharo ny fahaiza-manao fitaovana nianarana tao amin'ny laboratoara tamin'ity semester ity
- Mamorona, manangana, ary manamarina ny fiasan'ny fitaovana fahazoana famantarana
- Hamarino ny fitaovana amin'ny resaka olombelona
Fitaovana:
- LTSpice simulator (na rindrambaiko mitovy) Breadboard
- Resistor isan-karazany
- capacitors isan-karazany
- Opamps
- tariby électrode
- Fampidirana voltage loharano
- Fitaovana handrefesana ny vokatra voltage (izany hoe oscilloscope)
Dingana 1: Ataovy ny kajy ho an'ny singa tsirairay
Ny sary etsy ambony dia mampiseho ny kajy isaky ny faritra. Ity ambany ity dia manazava bebe kokoa momba ny singa sy ny kajy natao.
Fitaovana AmpLifer
Fitaovana amplifier, na IA, dia manampy amin'ny fanomezana tombony betsaka ho an'ny famantarana ambany. Manampy amin'ny fampitomboana ny haben'ny mari-pamantarana izany mba ho hita kokoa ary azo anadihadiana ny onjam-peo.
Ho an'ny kajy, nisafidy soatoavina roa kisendrasendra ho an'ny R1 sy R2 izahay, izay 5 kΩ sy 10 kΩ, tsirairay avy. Tianay ho 1000 ihany koa ny tombony mba ho mora kokoa ny famakafakana ny famantarana. Ny tahan'ny R3 sy R4 dia voavaha amin'ny alàlan'ny equation manaraka:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) -> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] -> R4/ R3 = 200
Avy eo dia nampiasa io ratio io izahay mba hanapahana ny sandan'ny resistor tsirairay. Ny soatoavina dia toy izao manaraka izao:
R3 = 1 kΩ
Notch Filter
Ny sivana notch dia manalefaka ny famantarana ao anatin'ny tarika tery amin'ny fatran'ny frequence na manaisotra fanerena tokana. Ny matetika tiantsika esorina amin'ity tranga ity dia 60 Hz satria ny ankamaroan'ny tabataba vokarin'ny fitaovana elektronika dia amin'io matetika io. Ny anton'ny AQ dia ny tahan'ny matetika afovoany amin'ny bandwidth, ary manampy amin'ny famaritana ny endriky ny halehiben'ny habeny. Ny anton'ny Q lehibe kokoa dia miteraka tarika fiatoana tery kokoa. Ho an'ny kajy dia hampiasa sanda Q amin'ny 8 isika.
Nanapa-kevitra ny hisafidy ny soatoavina capacitor anananay izahay. Noho izany, C1 = C2 = 0.1 uF, ary C2 = 0.2 uF.
Toy izao manaraka izao ny equations hampiasaintsika hanisa R1, R2, ary R3:
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
Lowpass Filter
Ny sivana fandalovana ambany dia manalefaka ny fatra avo nefa mamela ny fandalovana ambany kokoa. Ny fatran'ny tapaka dia hanana sanda 150 Hz satria izany no sanda ECG marina ho an'ny olon-dehibe. Ary koa, ny tombony (K sanda) dia ho 1, ary ny constants a sy b dia 1.414214 sy 1, tsirairay avy.
Nisafidy ny C1 izahay ho mitovy amin'ny 68 nF satria nanana an'io capacitor io izahay. Ho an'ny nd C2 dia nampiasa ity equation manaraka ity izahay:
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
Noho izany, nisafidy ny C2 mitovy amin'ny 0.15 uF izahay
Mba hanombanana ny soatoavin'ny resistor roa dia tsy maintsy nampiasa ireto equation manaraka ireto isika:
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
Dingana 2: Mamorona Schematics amin'ny LTSpice
Ny singa telo rehetra dia noforonina ary nihazakazaka tsirairay tao amin'ny LTSpice miaraka amin'ny famakafakana AC. Ny soatoavina ampiasaina dia ireo nokajinay tamin'ny dingana 1.
Dingana 3: Amboary ny fitaovana Ampli
Nanamboatra ny fitaovana izahay amplifier eo amin'ny solaitrabe amin'ny fanarahana ny skema amin'ny LTSpice. Rehefa vita izany, ny fidirana (mavo) sy ny vokatra (maitso) voltages naseho. Ny tsipika maitso dia manana tombony 743.5X raha oharina amin'ny tsipika mavo.
Dingana 4: Amboary ny Notch Filter
Avy eo, nanamboatra ny sivana notch izahay teo amin'ny solaitrabe mifototra amin'ny schematic natao tamin'ny LTSpice. Naorina teo akaikin'ny faritra IA izy io. Avy eo dia nandrakitra ny input sy output voltage sanda amin'ny frequences isan-karazany mba hamaritana ny habeny. Avy eo, nalainay sary ny habeny vs. matetika amin'ny tetika mba hampitaha azy amin'ny simulation LTSpice. Ny hany zavatra novanay dia ny sandan'ny C3 sy R2 izay 0.22 uF sy 430 kΩ. Averina indray, ny matetika esorina dia 60 Hz.
Dingana 5: Amboary ny sivana Lowpass
Avy eo dia nanamboatra ny sivana fandalovana ambany izahay teo amin'ny solaitrabe mifototra amin'ny schematic amin'ny LTSpice eo akaikin'ny sivana notch. Noraketinay avy eo ny input sy output voltages amin'ny frequences isan-karazany mba hamaritana ny halehiben'ny. Avy eo, namolavola ny habeny sy ny faharetany izahay mba hampitahana azy amin'ny simulation LTSpice. Ny hany sanda novanay ho an'ity sivana ity dia C2 izay 0.15 uF. 150 Hz ny faharetan'ny fanapahana nohamarininay.
Dingana 6: Fitsapana momba ny lohahevitra momba ny olombelona
Voalohany, ampifandraiso ireo singa telo ao amin'ny circuit. Avy eo, andramo amin'ny fitepon'ny fo simulate mba hahazoana antoka fa mandeha ny zava-drehetra. Avy eo, apetraho eo amin'ilay olona ny electrodes ka eo amin'ny hato-tanana havanana ny tsara, eo amin'ny kitrokely havia ny ratsy, ary eo amin'ny kitrokely havanana ny tany. Rehefa vonona ilay olona dia ampifandraiso amin'ny bateria 9V hanamafisana ny opamps ary asehoy ny famantarana mivoaka. Mariho fa tokony hijanona 10 segondra eo ho eo ilay olona mba hahazoana famakiana marina.
Arahabaina, nahavita namorona ECG mandeha ho azy ianao!
Documents / Loharano
 |
instructables Mamorona ECG miasa miaraka amin'ny automatique ny biosignal [pdf] Toromarika Mamorona ECG miasa miaraka amin'ny fametahana mandeha ho azy ny biosignal, mamolavola ECG miasa, ECG miasa, fandrafetana ny biosignal |
