Կատարեք ձեր սեփական էլեկտրասրտագրությունը (ԷՍԳ) `6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

NOTԱՆՈԹՈԹՅՈՆ

Սա բժշկական սարք չէ: Սա միայն կրթական նպատակների համար է ՝ օգտագործելով մոդելավորված ազդանշաններ: Եթե այս սխեման օգտագործում եք ԷՍԳ-ի իրական չափումների համար, համոզվեք, որ միացումն ու գործիքը միացումն օգտագործում են մարտկոցի հզորությունը և մեկուսացման այլ համապատասխան տեխնիկա:

[Պատկերը վերցված է

Քայլ 1: Իմացեք ձեր իրերը

Էլեկտրասրտագրությունը (ԷՍԳ) կարևոր գործիք է, որն օգտագործվում է բժիշկների կողմից ՝ սրտի էլեկտրական ակտիվությունը վերահսկելու համար: Օգտակար է ամեն ինչ գրավել ՝ սրտի աննորմալ ռիթմերից մինչև ջերմային անբավարարության ախտորոշում: Այս հրահանգին հետևելով ՝ դուք կկարողանաք կառուցել մի սարք, որը ցուցադրում է մարդու էլեկտրասրտագրությունը ՝ օգտագործելով միայն հացաթխման հիմնական հմտությունները և էլեկտրոնիկայի ընդհանուր լաբորատոր սարքավորումները: Երբ ազդանշանի լավ ելք ունենաք, կարող եք օգտագործել այս նույն ազդանշանը `սրտի հաճախությունը հաշվարկելու համար, կամ միկրոկոնտրոլերի միջոցով մեկ այլ հետաքրքիր չափիչ:

-

Եթե չգիտեք, թե ինչ է ԷՍԳ -ն, դա պարզապես սրտի գործունեության գրանցում է: Սրտի կծկումների էլեկտրական բնույթի պատճառով կարելի է արձանագրել լարման փոփոխություն ՝ մաշկի վրա էլեկտրոդներ տեղադրելով և ազդանշանը մշակելով: Այս լարման գծապատկերը ժամանակի ընթացքում կոչվում է էլեկտրասրտագրություն (կարճ ԷՍԳ): ԷՍԳ -ները սովորաբար օգտագործվում են սրտի անբավարարության տարբեր ձևեր ախտորոշելու կամ հիվանդի սթրեսը պասիվ վերահսկելու համար: Առողջ ԷՍԳ -ն ունի հատուկ հատկություններ, որոնք համընդհանուր են մարդկանց միջև: (Սա ներառում է P ալիք, Q ալիք, R ալիք, S ալիք, T ալիք և QRS համալիր): Ես ներկայացրել եմ ԷՍԳ պարզեցված դիագրամ ՝ սրտի համապատասխան արձագանքով:

-

Նկատի ունեցեք, որ սրտի նյարդերում տեղի ունեցող յուրաքանչյուր էլեկտրական իրադարձություն համապատասխանում է ֆիզիկական իրադարձությանը, որը հետևաբար տեղի է ունենում մկանային հյուսվածքի մեջ, և մինչ սրտի մի մասը կծկվում է, մյուս հատվածները հանգստանում են: Այս կերպ, էլեկտրական ազդանշանների ժամանակը շատ կարևոր է սրտում, ինչը ԷՍԳ -ն դարձնում է սրտի առողջությունը չափելու շատ հզոր գործիք:

-

Մեզ համար փաստացի ԷՍԳ արձանագրելու համար, սակայն, շատ նյութատեխնիկական խնդիրներ են առաջանում, ինչպիսիք են ազդանշանի չափը, մարմնի մնացած մասից եկող աղմուկը և շրջակա միջավայրից եկող աղմուկը: Սա փոխհատուցելու համար մենք նախագծում ենք մի շրջան, որը բաղկացած կլինի 3 մասից ՝ դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչ ՝ մեր ազդանշանի չափը մեծացնելու համար, ցածր հաճախականությամբ զտիչ ՝ բարձր հաճախականության ազդանշանների աղմուկը վերացնելու համար, և խազ ֆիլտր ՝ 60 Հց աղմուկը հեռացնելու համար: միշտ առկա է AC հոսանքով սնվող շենքերում: Ստորև ձեզ մանրամասն նկարագրելու եմ այս քայլերի դիտումը:

[Պատկերը վերցված է https://courses.lumenlearning.com/ap2/chapter/card…] - ից

Քայլ 2: Հավաքեք ձեր պարագաները

Այս նախագծի համար ձեզ հարկավոր է.

- 1 մեծ տախտակ (2 կամ ավելի ունենալը, սակայն, ավելի գեղեցիկ կլինի)

- 5 ընդհանուր նշանակության op-amps

(Ես օգտագործել եմ UA741 +-15 V- ով, պարզապես համոզվեք, որ ձեր ընտրածները կարող են աշխատել 15 վոլտ, հակառակ դեպքում ձեզ հարկավոր է կարգավորել ձեր պասիվ բաղադրիչների արժեքները և ստիպված կլինեք բավարարվել ավելի քիչ ուժեղացման համար):

դիմադրողներ

o 2x 165 օմ

o 3x1k Օմմ

o 2x 15k ohm

o 2x 33k ohm

o 1x 42k ohm

o 2x 60k ohm

կոնդենսատորներ

o 2x 22nF

o 2x 1μF

o 1x 2 Μf

- առատ կամ ցատկող լարեր

- DC լարման աղբյուր, որը կարող է ապահովել +-15 Վ

- Ֆունկցիայի գեներատոր և օսլիլոսկոպ (հիմնականում անսարքությունների վերացման համար)

- Առնվազն երեք կպչուն էլեկտրոդ, եթե մտադիր եք գրանցել փաստացի ԷՍԳ

- Բավական մալուխներ այս բոլոր անհեթեթությունները միացնելու համար

- Հաստատուն պատկերացում սխեմաների, օպերատորների և հացաթխման հետ աշխատանքի փորձի մասին:

Եթե ձեր ծննդյան օրվա համար պարզապես ստացել եք սեղանի սեղան և ցանկանում եք դրանով ինչ -որ հիանալի բան պատրաստել, գոնե մի քանի ավելի պարզ կառուցվածք կատարեք, նախքան դա փորձելը:

-

Քայլ 3. Կառուցեք դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչ

Դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչն այն է, ինչը կամրապնդի մեր գրանցված ազդանշանը օգտագործելի մակարդակի վրա, որը կցուցադրվի շրջանակի կամ էկրանի վրա: Այս սխեմայի դիզայնը կվերցնի լարման տարբերությունը երկու մուտքային էլեկտրոդներից և կուժեղացնի այն: Դա արվում է աղմուկը նվազեցնելու համար, քանի որ էլեկտրոդների միջև ընդհանուր աղմուկը կվերանա: ԷՍԳ ազդանշանը տատանվելու է ամպլիտուդի վրա ՝ կախված ձայնագրման էլեկտրոդների և անհատական տեղադրությունից, բայց սովորաբար դաստակներից ձայնագրվելիս մի քանի միլիվոլտ է: (Թեև դա անհրաժեշտ չէ այս կարգաբերման համար, ազդանշանի ամպլիտուդը կարող է մեծանալ կրծքավանդակի վրա էլեկտրոդներ տեղադրելով, բայց փոխզիջումը թոքերի շարժման աղմուկն է):

-

Ես ներառել եմ տեղադրման սխեմատիկ պատկերը: Նկարում պատկերված սխեման պետք է ուժեղացնի ձեր ազդանշանը ~ 1000 անգամ: Հնարավոր է, որ դա անհրաժեշտ լինի կարգավորել ՝ կախված այն գործոնից, որը որոշել եք օգտագործել: Սա շտկելու արագ միջոց է ՝ փոխելով R1 արժեքը: R1- ի արժեքը կիսով չափ կրճատելով ՝ դուք կկրկնապատկեք ելքային շահույթը և հակառակը:

-

Ենթադրում եմ, որ ձեզանից շատերը կարող են այս սխեման թարգմանել տախտակի վրա, այնուհանդերձ, ես ներառել եմ տախտակի տեղադրման դիագրամ ՝ գործընթացն ավելի արդյունավետ դարձնելու և հուսով եմ ՝ նվազեցնելու ձեր խնդիրների լուծման ժամանակը: Ձեր հարմարության համար ես ներառել եմ նաև UA741 (կամ LM741) պինուտի նկարը: (ձեր նպատակների համար ձեզ կարիք չեն ունենա 1, 5 կամ 8 կապում) Օպերացիոն հզորության V + և V- կապերը համապատասխանաբար կկապվեն ձեր +15 Վ և -15 Վ լարման համապատասխանաբար: -15 Վ նույնը չէ գետնին: Դուք կարող եք անտեսել կոնդենսատորները իմ տախտակի վրա: Նրանք շրջանցող կոնդենսատորներ են, որոնք կոչված են հեռացնելու AC աղմուկը, բայց հետադարձ հայացքով չարժե ջանքեր գործադրել:

-

Խորհուրդ եմ տալիս փորձարկել յուրաքանչյուր փուլ, երբ ավարտում եք այն `խնդիրների լուծման համար: Ինչպես ցույց է տալիս սխեման, դուք կարող եք մուտքերից մեկը միացնել գետնին, իսկ մյուսը `փոքր DC աղբյուրին` ուժեղացումը ստուգելու համար: (համոզվեք, որ մուտքագրում եք <15 մՎ), հակառակ դեպքում դուք կհագեցնեք օփ-ամպեր): Եթե դուք պետք է նվազեցնեք ձեր փորձարկումների արդյունքը, մի քրտնեք, 500-ից բարձր շահույթը մեր նպատակների համար շատ կլինի: Ավելին, եթե ձեր սխեման կառուցել եք այնպես, որ այն ունենա 1000 շահույթ, և այն ցույց է տալիս միայն 800-ի շահույթ, ապա դա աշխարհի վերջը չէ, ճշգրիտ թիվը ոչ կրիտիկական է:

-

Քայլ 4: Կառուցեք Notch զտիչը

Այժմ, երբ մենք կարող ենք ուժեղացնել մեր ազդանշանը, եկեք նայենք այն մաքրելու: Եթե հենց հիմա էլեկտրոդներ միացնեիք մեր շղթային, ապա ամենայն հավանականությամբ այն կունենար 60 Հց տոննա աղմուկ: Դա այն պատճառով, որ շենքերի մեծամասնությունը լարված են 60 Հց AC հոսանքով ՝ առաջացնելով անխուսափելիորեն մեծ աղմուկի ազդանշաններ: Դա շտկելու համար մենք կկառուցենք 60 Հց խորշ ֆիլտր: Chանապարհային զտիչը նախատեսված է շատ հատուկ հաճախականությունները թուլացնելու և այլ հաճախականություններն անփոփոխ թողնելու համար. կատարյալ է 60 Հց աղմուկից ազատվելու համար:

-

Ինչպես նախկինում, ես ներառել եմ սխեմայի սխեմատիկ պատկերը, տախտակի տեղադրումը և իմ սեփական սխեման: Որպես նշում ՝ չնայած այն բանին, որ խազ ֆիլտրը համեմատաբար հեշտ փուլ է կառուցելու համար, ինձնից ամենաերկարը պահանջվեց աշխատելու համար: Իմ ներածումը լավ թուլանում էր, բայց 60 Հց -ի փոխարեն 63 Հց -ով, ինչը չի կտրի այն: Եթե դուք բախվեք նույն խնդրի հետ, խորհուրդ եմ տալիս փոխել ձեր արժեքը R14: (R14- ի դիմադրողականության բարձրացումը կնվազեցնի ձեր թուլացման հաճախականությունը և հակառակը): Եթե ունեք փոփոխական ռեզիստորների տուփ, օգտագործեք այն R14- ը փոխարինելու համար, այնուհետև դիմադրության արժեքներով խաղալիք ՝ պարզելու համար, թե որն է ամենալավը, քանի որ այն զգայուն կլինի մեկ օմ -ի կարգի փոփոխությունների նկատմամբ: Ես ավարտեցի 175 օհմ R14- ով, բայց տեսականորեն դա ամենալավն է աշխատում R12- ի հետ:

-

Կրկին, դուք կարող եք ստուգել այս փուլը ՝ օգտագործելով գործառույթի գեներատոր ՝ 60 Հց սինուսային ալիք մուտքագրելու և ձեր ելքը ձայնագրելու համար տատանումների միջոցով: Ձեր ելքը պետք է լինի -20 դԲ կամ մուտքի ամպլիտուդի 10% -ը: Ինչպես արդեն ասացի, օպտիմալացման համար կարող եք ստուգել մոտակա հաճախականությունները:

-

Քայլ 5: Կառուցեք ցածր փոխանցման զտիչ

Ինչպես արդեն նշվեց, մեկ այլ կարևոր գործոն է նվազեցնել ձեր մարմնի աղմուկը և այն ամենը, ինչը խցանում է այն սենյակը, որտեղ գտնվում եք: passածր փոխանցման ֆիլտրը լավ է դա անում, քանի որ ազդանշանների դեպքում ձեր սրտի բաբախյունը բավականին դանդաղ է: Goalածր անցումային ֆիլտրով մեր նպատակն է վերացնել բոլոր ազդանշանները, որոնք պարունակում են ձեր ԷԿԳ-ից բարձր հաճախականություններ: Դա անելու համար մենք պետք է նշենք «անջատման հաճախականությունը»: Մեր դեպքում, ամեն ինչ այս հաճախականությունից վեր մենք ցանկանում ենք վերացնել, և ամեն ինչ, որ այս հաճախականությունից ցածր է, մենք ցանկանում ենք պահպանել: Մինչ սրտի բաբախյունը տեղի է ունենում 1 -ից 3 Հերց հաճախականությամբ, մեր ԷԿԳ -ն կազմող առանձին ալիքային ձևերը բաղկացած են սրանից շատ ավելի հաճախականություններից: մոտ 1 -ից 50 Հերց: Դրա պատճառով ես ընտրեցի 80 Հց անջատման հաճախականություն: Այն բավականաչափ բարձր է ազդանշանի բոլոր օգտակար բաղադրիչները պահելու համար, բայց միևնույն է ՝ կտրում է աղմուկը ձեր կողքի սենյակում գտնվող HAM ռադիոյից:

-

Saածր անցումային ֆիլտրի վերաբերյալ ես ոչ մի իմաստուն խորհուրդ չունեմ, դա շատ պարզ է ՝ համեմատած մյուս փուլերի հետ: Նմանապես ուժեղացուցիչի հետ, մի անհանգստացեք 80 Հց արագությամբ ճշգրիտ անջատում ստանալու համար. սա վճռորոշ չէ և իրատեսորեն տեղի չի ունենա: Այնուամենայնիվ, դուք պետք է ստուգեք դրա ելքը `օգտագործելով գործառույթի գեներատոր: Որպես կանոն, սինուսային ալիքը պետք է ֆիլտրի միջով անցնի 10 Հց արագությամբ և կիսով չափ կրճատվի 130 Հց -ով:

-

Քայլ 6: Կցեք այն:

Եթե դուք հասցրել եք այսքան հեռու, շնորհավորում եմ: Դուք ունեք ԷՍԳ -ի բոլոր բաղադրիչները: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր է անել, դրանք միմյանց միացնելն է, էլեկտրոդներին ապտակելը և ելքը միացնելով տատանումներին ՝ ձեր ԷԿԳ -ն տեսնելու համար:

-

Այն դեպքում, երբ վստահ չեք, թե ինչպես տեղադրել էլեկտրոդներ, խորհուրդ եմ տալիս մուտքի էլեկտրոդները կպցնել դաստակների վրա (մեկը յուրաքանչյուր դաստակի վրա) և գետնին էլեկտրոդը միացնել ձեր ոտքին (նկարը կարող է օգնել:) Որպես հիշեցում, յուրաքանչյուր մուտքային էլեկտրոդ պետք է միացրեք ուժեղացուցիչի op-amps- ի դրական մուտքը: (Այն հիմնված է միայն սխեմայի սխեմայի վրա ՝ մոդելավորման նպատակով)

-

Միանալուց հետո միացրեք ցածր փոխանցման ֆիլտրի ելքը օսլիլոսկոպին և հպարտացեք ինքներդ ձեզով: Ձեր բոլոր երեխաներին ստիպեք էլեկտրոդներ դնել և նայել նրանց սրտի զարկերին: Հեք, ստիպեք ձեր հարևաններին, որ փորձեն: Եթե լրացուցիչ մոտիվացիա եք զգում, ելքը միացրեք միկրոկոնտրոլերի վրա `սրտի բաբախյունը սինգլից հաշվարկելու համար: (Դուք հավանաբար ցանկանում եք նվազեցնել ուժեղացումը նախքան դա անելը, այն կարող է տապակել ձեր օգտագործած տախտակը): Անկախ ամեն ինչից, շնորհավորում եմ կառուցվածքի և երջանիկ պատրաստման համար:

[Պատկերը վերցված է https://www.medicwiz.com/medtech/diagnostics/10-ty…] կայքից