Elektrokardioqram dövrəsi: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Salam! Bu, hazırda Biotibbi Mühəndislik təhsili alan və bir dövrə dərsi alan iki tələbə tərəfindən yazılmışdır. EKQ yaratdıq və bunu sizinlə bölüşməkdən çox məmnunuq.

Təchizat

Bu layihə üçün lazım olacaq əsas vəsaitlər bunlardır:

- çörək taxtası

- rezistorlar

- kondansatörler

- əməliyyat gücləndiriciləri (LM741)

- elektrodlar

Siyahıda göstərilən elektron cihazlara da ehtiyacınız olacaq:

- DC enerji təchizatı

- Funksiya generatoru

- Osiloskop

Addım 1: Diferensial Gücləndirici

Niyə lazımdır?

Diferensial gücləndirici siqnalı gücləndirmək və elektrodlar arasında yarana biləcək səs -küyü azaltmaq üçün istifadə olunur. Səs -küy, iki elektroddakı gərginlik fərqi ilə azaldılır. Lazım olan müqavimət dəyərlərini təyin etmək üçün gücləndiricinin 1000 qazanc əldə etməsini istədiyimizə qərar verdik.

Necə tikilib?

Buna nail olmaq üçün diferensial gücləndiricinin mənfəət tənliyi istifadə edilmişdir, riyaziyyatı əlavə olunmuş şəkildən tapmaq olar. Hesablayarkən, rezistor dəyərlərinin 100Ω və 50kΩ olması lazım olduğu təsbit edildi. Ancaq 50 kΩ rezistora malik olmadığımız üçün 47 kΩ istifadə etdik. Həm LTSpice, həm də çörək taxtası üçün diferensial gücləndiricinin quruluşunu əlavə olunmuş fotoşəkildə görmək olar. Diferensial gücləndiriciyə qoşulmaq üçün çörək taxtası, 1 x 100Ω müqavimət, 6 x 47kΩ müqavimət, 3 LM741 əməliyyat gücləndiricisi və çoxlu keçid telləri lazımdır.

Necə yoxlamaq olar?

LTSpice -də və fiziki cihazda test edərkən 1000 qazanc əldə etdiyinə əmin olmaq istəyirsiniz. Bu, mənfəət tənliyi = Vout/ Vin istifadə etməklə edilir. Vout ən yüksək çıxış zirvəsidir, Vin isə zirvə girişinin zirvəsidir. Məsələn, funksiya generatorunu sınamaq üçün dövrəyə 10 mV pikdən pikə daxil edərdim, buna görə də 10V çıxış əldə etməliyəm.

Addım 2: Çentik Filtri

Niyə lazımdır?

Səs -küyü aradan qaldırmaq üçün bir çentik filtri yaradılır. Əksər binalarda dövrədə səs -küy yaradan 60 Hz AC cərəyanı olduğundan, 60 Hz -də siqnalları zəiflədəcək bir çentik filtri etmək qərarına gəldik.

Necə qurmaq olar?

Çentik filtrinin dizaynı yuxarıdakı şəkilə əsaslanır. Rezistorlar və kondansatörlərin dəyərlərini hesablamaq üçün tənliklər də yuxarıda verilmişdir. Əlimizdə olan bir kondansatör dəyəri olduğu üçün 60 Hz və 0.1 uF kondansatör tezliyindən istifadə etmək qərarına gəldik. Tənlikləri hesablayarkən R1 və R2 -nin 37, 549 kΩ və R3 üçün dəyərinin 9021.19 is olduğunu gördük. Bu dəyərləri elektron lövhəmizdə yarada bilmək üçün R1 və R2 üçün 39 kΩ və R3 üçün 9,1 kΩ istifadə etdik. Ümumiyyətlə, çentik filtri 1 x 9.1 kΩ müqavimət, 2 x 39 kΩ müqavimət, 3 x 0.1 uF kondansatör, 1 LM741 əməliyyat gücləndiricisi və çoxlu keçid telləri tələb edir. Həm LTSpice, həm də çörək taxtası üçün çentik filtrinin qurulması sxemidir. yuxarıdakı bir görüntüdə.

Necə yoxlamaq olar?

Çentik filtrinin funksionallığı AC süpürgəsi ilə yoxlanıla bilər. 60 Hz -dən başqa bütün tezliklər filtrdən keçməlidir. Bu həm LTSpice, həm də fiziki dövrədə sınaqdan keçirilə bilər

Addım 3: Aşağı keçid filtri

Niyə lazımdır?

Vücudunuzdan və bizi əhatə edən otaqdan gələn səs-küyü azaltmaq üçün aşağı keçid filtrinə ehtiyac var. Aşağı keçid filtrinin kəsilmə tezliyinə qərar verərkən, ürək döyüntüsünün 1 Hz-3 Hz arasında olduğunu və EKQ-ni təşkil edən dalğa formalarının 1-50 Hz-ə yaxın olduğunu nəzərə almaq vacibdir.

Necə qurmaq olar?

Bütün faydalı siqnalları ala bilmək üçün lazımsız siqnalı kəsmək üçün kəsilmə tezliyini 60 Hz etmək qərarına gəldik. Kesim tezliyinin 70 Hz olacağını təyin edərkən, dəstimizdə olduğu üçün 0.15uF kondansatör dəyərini seçməyə qərar verdik. Kondansatör dəyərinin hesablanması şəkildən görünə bilər. Hesablamanın nəticəsi 17.638 kΩ olan bir rezistor dəyəri idi. 18 kΩ rezistor istifadə etməyi seçdik. Aşağı keçid filtri 2 x 18kΩ müqavimət, 2x0.15 uF kondansatör, 1 LM741 əməliyyat gücləndiricisi və çoxlu keçid telləri tələb edir. Həm LTSpice, həm də fiziki dövrə üçün aşağı keçid filtrinin sxematik şəkilində tapa bilərsiniz.

Necə yoxlamaq olar?

Aşağı keçid filtri həm LTSpice, həm də fiziki dövrədə AC süpürgəsi istifadə edərək sınaqdan keçirilə bilər. AC süpürgəsini işləyərkən, kəsilmə üçün aşağıda göstərilən tezliklərin dəyişmədiyini görməlisiniz, ancaq kəsilmənin üstündəki tezliklər süzülməyə başlayır.

Addım 4: Layihəni tamamlayın

Dövrə tamamlandıqda yuxarıdakı şəklə bənzəməlidir! Artıq elektrodları bədəninizə bağlamağa və EKQ -ni görməyə hazırsınız! Osiloskopla yanaşı, EKQ də Arduinoda göstərilə bilər.