Litar Elektrokardiogram: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Helo! Ini ditulis oleh dua orang pelajar yang sedang belajar Kejuruteraan Bioperubatan dan mengikuti kelas litar. Kami telah membuat ECG dan kami sangat gembira dapat membagikannya kepada anda.

Bekalan

Bekalan asas yang diperlukan untuk projek ini termasuk:

- papan roti

- perintang

- kapasitor

- penguat operasi (LM741)

- elektrod

Anda juga memerlukan peralatan elektronik yang disenaraikan:

- Bekalan Kuasa DC

- Penjana Fungsi

- Osiloskop

Langkah 1: Penguat Pembezaan

Mengapa perlu?

Penguat pembeza digunakan untuk menguatkan isyarat dan untuk mengurangkan bunyi yang boleh berlaku di antara elektrod. Bunyi dikurangkan dengan mengambil perbezaan voltan dari dua elektrod. Untuk menentukan nilai perintang yang diperlukan, kami memutuskan bahawa kami mahu penguat mencipta keuntungan 1000.

Bagaimana ia dibina?

Untuk mencapai ini, persamaan penguatan untuk penguat pembezaan digunakan, matematik boleh didapati dalam gambar yang dilampirkan. Semasa mengira, didapati bahawa nilai perintang mestilah 100Ω dan 50kΩ. Tetapi, kerana kami tidak mempunyai perintang 50 kΩ, kami menggunakan 47 kΩ. Susunan penguat pembezaan untuk LTSpice dan papan roti dapat dilihat pada foto yang dilampirkan. Penguat pembezaan memerlukan papan roti untuk menghubungkannya, 1 x 100Ω perintang, 6 x 47kΩ perintang, 3 LM741 penguat operasi, dan banyak kabel jumper.

Bagaimana mengujinya?

Semasa menguji di LTSpice dan pada peranti fizikal, anda ingin memastikan ia menghasilkan keuntungan 1000. Ini dilakukan dengan menggunakan persamaan perolehan gain = Vout / Vin. Vout adalah output puncak ke puncak dan Vin adalah input puncak ke puncak. Sebagai contoh, untuk menguji generator fungsi, saya akan memasukkan puncak ke puncak 10 mV ke dalam litar, jadi saya harus mendapatkan output 10V.

Langkah 2: Penapis Notch

Mengapa perlu?

Penapis takik dibuat untuk menghilangkan kebisingan. Oleh kerana kebanyakan bangunan mempunyai arus AC 60 Hz yang akan menimbulkan kebisingan di litar, kami memutuskan untuk membuat penekan takik yang akan mengurangkan isyarat pada 60 Hz.

Bagaimana membinanya?

Reka bentuk penekan takik berdasarkan gambar di atas. Persamaan untuk mengira nilai bagi perintang dan kapasitor juga disenaraikan di atas. Kami memutuskan untuk menggunakan frekuensi 60 Hz dan 0.1 uF kapasitor kerana ini adalah nilai kapasitor yang kami ada. Semasa mengira persamaan, kami mendapati R1 & R2 sama dengan 37, 549 kΩ dan nilai untuk R3 adalah 9021.19 Ω. Untuk dapat membuat nilai-nilai ini pada papan litar kami, kami menggunakan 39 kΩ untuk R1 dan R2 dan 9.1 kΩ untuk R3. Secara keseluruhan, saringan takik memerlukan perintang 1 x 9.1kΩ, perintang 2 x 39kΩ, kapasitor 3 x 0.1 uF, 1 penguat operasi LM741, dan banyak kabel jumper. Skema untuk penyediaan takik penapis untuk LTSpice dan papan roti adalah dalam gambar di atas.

Bagaimana mengujinya?

Fungsi penekan notch dapat diuji dengan melakukan sapuan AC. Semua frekuensi harus melalui penapis kecuali 60 Hz. Ini boleh diuji pada LTSpice dan litar fizikal

Langkah 3: Penapis Laluan Rendah

Mengapa perlu?

Penapis lorong rendah diperlukan untuk mengurangkan bunyi dari badan anda dan bilik di sekitar kita. Semasa menentukan frekuensi pemotongan untuk saringan lulus rendah, penting untuk mempertimbangkan bahawa degupan jantung berlaku dari 1 Hz- 3Hz dan bentuk gelombang yang membentuk ECG hampir 1- 50 Hz.

Bagaimana membinanya?

Kami memutuskan untuk membuat frekuensi pemotongan 60 Hz sehingga kami masih dapat memperoleh semua isyarat berguna tetapi juga memotong isyarat yang tidak perlu. Semasa menentukan frekuensi pemotongan adalah 70 Hz, kami memutuskan untuk memilih nilai kapasitor 0.15uF kerana itu adalah nilai yang kami ada dalam kit kami. Pengiraan untuk nilai kapasitor dapat dilihat pada gambar. Hasil pengiraan adalah nilai perintang 17.638 kΩ. Kami memilih untuk menggunakan perintang 18 kΩ. Penapis lulus rendah memerlukan perintang 2 x 18kΩ, kapasitor 2x0.15 uF, 1 penguat operasi LM741, dan banyak wayar pelompat. Skema penapis lulus rendah untuk litarpadu LTS dan fizikal boleh didapati dalam gambar.

Bagaimana untuk mengujinya?

Penapis lulus rendah dapat diuji dengan menggunakan sapuan AC pada litar Spice dan fizikal. Semasa menjalankan sapuan AC, anda akan melihat frekuensi di bawah untuk cutoff tidak berubah, tetapi frekuensi di atas cutoff mula disaring.

Langkah 4: Selesaikan Projek

Apabila litar selesai, ia akan kelihatan seperti gambar di atas! Anda kini bersedia untuk melekatkan elektrod ke badan anda dan melihat EKG anda! Bersama dengan osiloskop, ECG juga dapat dipaparkan di Arduino.