Fanya Electrocardiogram yako mwenyewe (ECG): 6 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

ILANI:

Hii sio kifaa cha matibabu. Hii ni kwa madhumuni ya kielimu tu, kwa kutumia ishara zilizoigwa. Ikiwa unatumia mzunguko huu kwa vipimo halisi vya ECG, tafadhali hakikisha mzunguko na unganisho la mzunguko-kwa-chombo zinatumia nguvu ya betri na mbinu zingine sahihi za kujitenga.

[Picha imechukuliwa kutoka

Hatua ya 1: Jua Mambo Yako

Electrocardiogram (ECG) ni zana muhimu inayotumiwa na waganga kufuatilia shughuli za umeme za moyo. Ni muhimu katika kunasa kila kitu kutoka kwa midundo isiyo ya kawaida ya moyo hadi kugundua kutofaulu kwa joto. Kwa kufuata Agizo hili, utaweza kuunda kifaa kinachoonyesha kipimo cha elektroniki cha mtu atumiaye tu ujuzi wa kimsingi wa upandaji mkate, na vifaa vya jumla vya maabara ya elektroniki. Mara tu unapokuwa na pato nzuri ya ishara, unaweza kutumia ishara hiyo hiyo kuhesabu moyo, au kipimo kingine cha kupendeza kwa kutumia mdhibiti mdogo.

-

Ikiwa haujui ni nini ECG, ni rekodi tu ya shughuli za moyo. Kwa sababu ya hali ya umeme ya mikazo ya moyo, mtu anaweza kurekodi mabadiliko ya voltage kwa kuweka elektroni kwenye ngozi na kusindika ishara. Mpango wa voltages hizi kwa muda huitwa electrocardiogram (ECG kwa kifupi). ECG kawaida hutumiwa kugundua aina anuwai ya kushindwa kwa moyo, au kufuatilia tu mafadhaiko ya mgonjwa. ECG yenye afya ina huduma maalum ambazo ni za ulimwengu wote kati ya wanadamu. (Hii ni pamoja na wimbi la P, wimbi la Q, wimbi la R, wimbi la S, T-wimbi, na tata ya QRS.) Nimetoa mchoro rahisi wa ECG na athari inayofanana ya moyo.

-

Kumbuka kuwa kila tukio la umeme linalotokea kwenye mishipa ya moyo linalingana na tukio la mwili linalotokea kwa hivyo kwenye tishu za misuli, na wakati sehemu moja ya moyo inaambukizwa, sehemu zingine zinatulia. Kwa njia hii, muda wa ishara za umeme ni muhimu sana moyoni, ambayo inafanya ECG kuwa chombo chenye nguvu sana katika kupima afya ya moyo.

-

Kwa sisi kurekodi ECG halisi, mambo mengi ya vifaa hucheza kama saizi ya ishara, kiwango cha kelele kinachotoka kwa mwili wote, na kiwango cha kelele kinachotokana na mazingira. Ili kulipa fidia hii, tunatengeneza mzunguko ambao utaundwa na sehemu 3: kiboreshaji tofauti ili kuongeza saizi ya ishara yetu, kichujio cha kupitisha cha chini ili kuondoa kelele za ishara za masafa ya juu, na kichungi cha notch kuondoa kelele 60 Hz ambayo iko kila wakati katika majengo yaliyotolewa na nguvu ya AC. Nitaelezea kutazama kwa hatua hizi kwa undani kwako hapa chini.

[Picha imechukuliwa kutoka

Hatua ya 2: Kusanya Vifaa vyako

Kwa mradi huu utahitaji:

- 1 kubwa ya mkate (kuwa na 2 au zaidi itakuwa nzuri ingawa)

- 5 kusudi la jumla la op-amps

(Nilitumia UA741 na + -15 V, hakikisha tu kuwa hizo unazochagua zinaweza kushughulikia volts 15 vinginevyo utahitaji kurekebisha maadili ya vifaa vyako vya kushughulikia na itabidi utulie kwa kukuza kidogo)

Resistors

o 2x 165 ohm

o 3x 1k ohm

o 2x 15k ohm

o 2x 33k ohm

o 1x 42k ohm

o 2x 60k ohm

Capacitors

o 2x 22nF

o 2x 1μF

o 1x 2Μf

- plethora au waya za kuruka

- Chanzo cha voltage cha DC kinachoweza kutoa + -15 V

- Jenereta ya kazi na oscilloscope (haswa kwa utatuzi)

- Angalau elektroni nata tatu ikiwa una mpango wa kurekodi ECG halisi

- nyaya za kutosha kuunganisha upuuzi huu wote

- Uelewa thabiti wa nyaya, op-amps, na uzoefu na upigaji mkate.

Ikiwa umepata ubao wa mkate kwa siku yako ya kuzaliwa na unatafuta kujaribu kutengeneza kitu kizuri na hiyo, jenga angalau chache rahisi kabla ya kujaribu hii.

-

Hatua ya 3: Jenga Amplifier Tofauti

Amplifier ya kutofautisha ndio itakayoongeza ishara yetu iliyorekodiwa kwa kiwango kinachoweza kuonyeshwa kwenye wigo au skrini. Ubunifu huu wa mzunguko utachukua tofauti ya voltage kutoka kwa elektroni mbili za kuingiza na kuiongezea. Hii imefanywa ili kupunguza kelele, kwani kelele ya kawaida kati ya elektroni itaondolewa. Ishara ya ECG itatofautiana kwa ukubwa kulingana na kuwekwa kwa elektroni za kurekodi na mtu binafsi, lakini kawaida huamriwa millivolts chache wakati wa kurekodi kutoka kwa mikono. (Ingawa sio lazima kwa usanidi huu, ukubwa wa ishara unaweza kuongezeka kwa kuweka elektroni kifuani, lakini biashara ni kelele kutoka kwa harakati ya mapafu.)

-

Nimejumuisha muundo wa usanidi. Mzunguko kwenye picha unapaswa kukuza ishara yako ~ mara 1000. Unaweza kuhitaji kurekebisha hii kulingana na aina ya op-amp uliyoamua kutumia. Njia ya haraka ya kurekebisha hii ni kwa kubadilisha thamani ya R1. Kwa kukata thamani ya R1 kwa nusu, utazidisha faida ya pato na kinyume chake.

-

Nadhani wengi wenu mnaweza kutafsiri mzunguko huu kwenye ubao wa mkate, hata hivyo nimejumuisha mchoro wa usanidi wa ubao wa mkate ili kurahisisha mchakato na tunatarajia kupunguza wakati wako wa utatuzi. Nimejumuisha pia picha ya pinout ya UA741 (au LM741) kwa urahisi wako. (kwa malengo yako hautahitaji pini 1, 5, au 8) V + na V- pini kwenye op-amp zitaunganishwa na usambazaji wako wa + 15 V na -15 V mtawaliwa. -15V sio sawa na ardhi! Unaweza kupuuza capacitors kwenye ubao wangu wa mkate. Wao ni bypass capacitors zinazokusudiwa kuondoa kelele ya AC, lakini kwa kurudia haukustahili juhudi.

-

Ninapendekeza kujaribu kila hatua unapoikamilisha ili utatue. Kama mzunguko unavyoonyesha, unaweza kuunganisha moja ya pembejeo na ardhi, na nyingine kwa chanzo kidogo cha DC kuangalia ukuzaji. (hakikisha unaingiza <15 mV vinginevyo utajaza op-amps). Ikiwa unahitaji kupunguza faida yako kwa upimaji, usiitoe jasho, chochote kilicho juu ya faida mara 500 kitakuwa cha kutosha kwa madhumuni yetu. Kwa kuongezea, ikiwa uliunda mzunguko wako kuwa na faida ya 1000 na inaonyesha tu faida ya 800, sio mwisho wa ulimwengu, idadi halisi sio muhimu.

-

Hatua ya 4: Jenga Kichujio cha Notch

Sasa kwa kuwa tunaweza kukuza ishara yetu, wacha tuangalie kuitakasa. Ikiwa umeunganisha elektroni kwenye mzunguko wetu hivi sasa, ingekuwa na tani ya kelele 60 Hz. Hiyo ni kwa sababu majengo mengi yana waya na 60 Hz AC ya sasa inayosababisha ishara kubwa za kelele. Ili kurekebisha hii, tutaunda kichujio cha noti 60 Hz. Kichujio cha notch kimeundwa kupunguza masafa maalum na kuacha masafa mengine bila kuguswa; kamili kwa kuondoa kelele 60 Hz.

-

Kama hapo awali, nimejumuisha picha ya skimu ya mzunguko, usanidi wa mkate, na mzunguko wangu mwenyewe. Kama noti, wakati kichungi cha notch ni hatua rahisi kujenga, ilichukua muda mrefu zaidi kwangu kufanya kazi. Uingizaji wangu ulikuwa ukipunguzwa vizuri, lakini kwa 63 Hz badala ya 60 Hz, ambayo haitaikata. Ikiwa unapata shida sawa, ninapendekeza ubadilishe thamani yako ya R14. (Kuongeza upinzani wa R14 kutapunguza kiwango chako cha kupunguza athari na kinyume chake). Ikiwa una kisanduku cha kontena la kutofautisha, tumia kuchukua nafasi ya R14, kisha cheza na maadili ya upinzani ili ujue ni nini kinachofanya kazi vizuri, kwani itakuwa nyeti kwa mabadiliko katika mpangilio wa ohm moja. Niliishia na 175 ohm R14, lakini kwa nadharia inafanya kazi vizuri kulinganisha R12.

-

Tena, unaweza kujaribu hatua hii kwa kutumia jenereta ya kazi kuingiza wimbi la sine 60 Hz na kurekodi pato lako kwenye oscilloscope. Pato lako linapaswa kuwa karibu -20 dB au 10% ukubwa wa pembejeo. Kama nilivyosema hapo awali, unaweza kuangalia masafa karibu.

-

Hatua ya 5: Jenga Kichujio cha Pass-Pass

Kama ilivyotajwa hapo awali, jambo lingine muhimu ni kupunguza kelele kutoka kwa mwili wako na kitu kingine chochote kinachopunguza chumba ulichopo. Kichujio cha pasi cha chini ni nzuri kwa kufanya hivyo kwa sababu, kadiri ishara zinavyokwenda, mapigo ya moyo wako ni polepole sana. Lengo letu na kichujio cha kupitisha chini ni kuondoa ishara zote zilizo na masafa ya juu kuliko ECG yako. Ili kufanya hivyo tunahitaji kuteua "cutoff frequency". Kwa upande wetu, kila kitu juu ya masafa haya tunataka kuondoa, na kila kitu chini ya masafa haya tunataka kuweka. Wakati mapigo ya moyo yanatokea kwa mpangilio wa 1 hadi 3 Hertz, maumbo ya mawimbi ya kibinafsi ambayo yanaunda ECG yetu yameundwa na masafa ya juu zaidi kuliko haya; karibu 1 hadi 50 Hertz. Kwa sababu ya hii, nilichagua mzunguko wa cutoff wa 80 Hz. Ya juu sana ya kutunza vifaa vyote muhimu kwenye ishara, lakini bado inakata kelele kutoka kwa redio ya HAM unayo kwenye chumba kingine.

-

Sina ushauri wowote wa busara kwenye kichujio cha kupitisha chini, ni rahisi sana ikilinganishwa na hatua zingine. Vivyo hivyo kwa kipaza sauti, usiwe na wasiwasi juu ya kupata cutoff sahihi saa 80 Hz; hii sio muhimu na haitatokea kihalisi. Walakini, unapaswa kuangalia pato lake kwa kutumia jenereta ya kazi. Kama kanuni ya kidole gumba, wimbi la sine linapaswa kupitia kichungi ambacho hakijaguswa saa 10 Hz, na inapaswa kukatwa kwa nusu na 130 Hz.

-

Hatua ya 6: Hook It Up

Ikiwa umefanya ni hapa, hongera! Una vifaa vyote vya ECG. Wote unahitaji kufanya ni kuwaunganisha pamoja, kupiga makofi kwenye elektroni, na kuunganisha pato kwa oscilloscope kuona ECG yako!

-

Ikiwa haujui jinsi ya kuweka elektroni, ninapendekeza kuweka elektroni za kuingiza kwenye mikono yako (moja kwenye kila mkono) na kuunganisha elektroni ya ardhini kwa mguu wako (picha inaweza kusaidia.) Kama ukumbusho, kila elektroni ya kuingiza inapaswa nenda kwa maoni mazuri kwenye op-amps kwenye kipaza sauti. (Imewekwa tu kwenye mchoro wa mzunguko kwa madhumuni ya kuiga)

-

Mara tu utakapounganishwa, unganisha pato la kichujio cha kupitisha chini kwenye oscilloscope na ujivunie mwenyewe! Fanya watoto wako wote waje kuweka elektroni na uangalie mapigo yao ya moyo. Heck, fanya majirani wako waje kuijaribu. Ikiwa unahisi motisha ya ziada inganisha pato kwa mdhibiti mdogo ili kuhesabu kiwango cha moyo kutoka kwa moja. (Labda unataka kupunguza ukuzaji kabla ya kufanya hivyo, inaweza kukaanga bodi unayotumia). Bila kujali, hongera kwa ujenzi, na utengenezaji wa furaha!

[Picha imechukuliwa kutoka