Kubuni Mfuatiliaji na Mzunguko wa Dijiti wa ECG: Hatua 5

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

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 mbinu sahihi za kujitenga

Lengo la mradi huu ni kujenga mzunguko ambao unaweza kukuza na kuchuja ishara ya ECG, pia inajulikana kama electrocardiogram. ECG inaweza kutumika kuamua mapigo ya moyo na densi ya moyo, kwani ina uwezo wa kugundua ishara za umeme zinazopita sehemu kadhaa za moyo wakati wa hatua tofauti za mzunguko wa moyo. Hapa tunatumia kipaza sauti cha vifaa, kichujio cha notch, na kichujio cha kupitisha cha chini kukuza na kuchuja ECG. Halafu, kwa kutumia LabView, beats kwa kila dakika huhesabiwa na uwakilishi wa picha ya ECG huonyeshwa. Bidhaa iliyokamilishwa inaweza kuonekana hapo juu.

Hatua ya 1: Amplifier ya vifaa

Faida inayofaa kwa amplifier ya vifaa ni 1000 V / V. Hii itaruhusu ukuzaji wa kutosha wa ishara inayoingia ambayo ni ndogo sana. Amplifier ya vifaa imegawanywa katika sehemu mbili, Hatua ya 1 na Hatua ya 2. Faida ya kila hatua (K) inapaswa kuwa sawa, ili ikiongezeka pamoja, faida iko karibu 1000. Mlinganisho hapa chini hutumiwa kuhesabu faida.

K1 = 1 + ((2 * R2) / R1)

K2 = -R4 / R3

Kutoka kwa hesabu hizi, maadili ya R1, R2, R3, na R4 yalipatikana. Ili kujenga mzunguko unaoonekana kwenye picha, Amplifiers tatu za Uendeshaji na vipinga vilitumika. Amp op hutolewa na 15V kutoka kwa usambazaji wa umeme wa DC. Uingizaji wa Amplifier ya Vifaa uliunganishwa na Jenereta ya Kazi na pato liliunganishwa na Oscilloscope. Halafu, kufagia AC ilichukuliwa, na faida ya Amplifier ya Ala ilipatikana, kama inavyoweza kuonekana kwenye njama ya "Instrumentation Amplifier Gain" hapo juu. Mwishowe, mzunguko ulirejeshwa katika LabView, ambapo uigaji wa faida uliendeshwa, kama inavyoonekana katika njama nyeusi hapo juu. Matokeo yalithibitisha mzunguko ulifanya kazi kwa usahihi.

Hatua ya 2: Kichujio cha Notch

Kichujio cha notch hutumiwa kuondoa kelele ambayo hufanyika kwa 60 Hz. Thamani za vifaa vinaweza kuhesabiwa kwa kutumia hesabu zilizo hapa chini. Sababu ya ubora (Q) ya 8 ilitumika. C ilichaguliwa kutokana na capacitors zilizopo.

R1 = 1 / (2 * Q * ω * C)

R2 = 2 * Q / (ω * C)

R3 = (R1 * R2) / (R1 + R2)

Vipimo vya kupinga na capacitor vilipatikana na mzunguko hapo juu ulijengwa, maadili yaliyohesabiwa yanaweza kuonekana hapo. Kikuza kazi kilitekelezwa na Ugavi wa Umeme wa DC, na pembejeo imeunganishwa na Jenereta ya Kazi na pato kwa Oscilloscope. Kuendesha Zoa la AC kulisababisha mpango wa "Notch Filter AC Zoa" hapo juu, kuonyesha kuwa masafa ya Hz 60 yalikuwa yameondolewa. Ili kudhibitisha hili, uigaji wa LabView uliendeshwa ambao ulithibitisha matokeo.

Hatua ya 3: Kichujio cha Kupita Chini

Kichujio cha Pili cha Agizo la chini cha Butterworth kinatumiwa, na masafa ya kukatwa ya 250Hz. Ili kutatua kwa kontena na maadili ya capacitor, hesabu zilizo chini zilitumika. Kwa hesabu hizi, masafa ya cutoff katika Hz yalibadilishwa kuwa katika rad / sec, ambayo ilionekana kuwa 1570.8. Faida ya K = 1 ilitumika. Thamani za a na b zilitolewa kuwa 1.414214 na 1 mtawaliwa.

R1 = 2 / (wc (C2 + sqrt (a ^ 2 + 4 b (K - 1)) C2 ^ 2 - 4 b C1 C2))

R2 = 1 / (b C1 C2 R1 wc ^ 2)

R3 = K (R1 + R2) / (K - 1)

R4 = K (R1 + R2)

C1 = (C2 (a ^ 2 + 4 b (K-1)) / (4 b)

C2 = (10 / fc)

Mara tu maadili yamehesabiwa, mzunguko ulijengwa na maadili, ambayo yanaweza kuonekana kwenye moja ya picha hapo juu. Ikumbukwe kwamba kwa kuwa faida ya 1 ilitumika, R3 ilibadilishwa na mzunguko wazi na R4 ilibadilishwa na mzunguko mfupi. Mara tu mzunguko ulipokusanywa, basi op amp iliwezeshwa na 15V kutoka kwa Ugavi wa Umeme wa DC. Sawa na vifaa vingine, pembejeo na pato ziliunganishwa na Jenereta ya Kazi na Oscilloscope mtawaliwa. Mpango wa kufagia AC uliundwa, unaonekana katika "Zoa ya Kuchuja Pass ya Chini" hapo juu. Mpango huo mweusi katika masimulizi ya LabView ya mzunguko, ikithibitisha matokeo yetu.

Hatua ya 4: MAELEZO

Programu ya LabVIEW iliyoonyeshwa kwenye picha hutumiwa kuhesabu beats kwa dakika, na kuonyesha uwakilishi wa kuona wa ECG ya pembejeo. Msaidizi wa DAQ hupata ishara ya kuingiza na huweka vigezo vya sampuli. Grafu ya umbo la mawimbi kisha inaandaa pembejeo DAQ inapokea kwenye UI kuonyesha kwa mtumiaji. Uchunguzi mwingi unafanywa kwenye data ya kuingiza. Thamani za juu za data ya kuingiza hupatikana kwa kutumia Kitambulisho cha Max / Min, na vigezo vya kugundua vilele vimewekwa kwa kutumia Utambuzi wa kilele. Kutumia safu ya faharisi ya maeneo ya kilele, wakati kati ya viwango vya juu vilivyopewa na Sehemu ya Mabadiliko ya Wakati, na shughuli anuwai za hesabu, BPM imehesabiwa na kuonyeshwa kama pato la nambari.

Hatua ya 5: Mzunguko uliokamilika

Mara tu vifaa vyote vilipounganishwa, mfumo kamili ulijaribiwa na ishara ya ECG iliyoigwa. Kisha, mzunguko ulitumiwa kuchuja na kukuza ECG ya binadamu na matokeo yaliyoonyeshwa kupitia mpango uliotajwa hapo juu wa LabView. Elektroni ziliambatanishwa na mkono wa kulia, mkono wa kushoto, na kifundo cha mguu wa kushoto. Mkono wa kushoto na mkono wa kulia uliunganishwa na pembejeo za kipaza sauti cha vifaa, wakati kifundo cha mguu wa kushoto kiliunganishwa chini. Pato la kichujio cha kupitisha chini kiliunganishwa kisha Msaidizi wa DAQ. Kutumia mchoro huo wa kuzuia LabView kutoka hapo awali, programu hiyo iliendeshwa. Pamoja na ECG ya binadamu kupita, ishara wazi na thabiti ilionekana kutoka kwa pato la mfumo kamili, ambao unaweza kuonekana kwenye picha hapo juu.