Կառուցեք ձեր սեփական ԷՍԳ -ն: 10 քայլ

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

Սա բժշկական սարք չէ: Սա կրթական նպատակների համար է `միայն մոդելավորված ազդանշանների օգտագործմամբ: Եթե այս սխեման օգտագործում եք ԷՍԳ իրական չափումների համար, համոզվեք, որ միացումն ու գործիքը միացումն օգտագործում են մեկուսացման համապատասխան տեխնիկա:

Սրտի բաբախյունը բաղկացած է ռիթմիկ կծկումներից, որոնք կարգավորվում են սրտի միոցիտներում (սրտի մկանային բջիջներում) էլեկտրական դեոլարիզացիայի ինքնաբուխ ներկայացմամբ: Նման էլեկտրական ակտիվությունը կարելի է գրավել ՝ մարմնի տարբեր դիրքերի երկայնքով տեղադրելով ոչ ինվազիվ գրանցող էլեկտրոդներ: Նույնիսկ սխեմաների և կենսաէլեկտրականության ներածական հասկացության դեպքում այս ազդանշանները կարող են գրավել հարաբերական հեշտությամբ: Այս Ուղեցույցում մենք ներկայացնում ենք պարզեցված մեթոդաբանություն, որը կարող է օգտագործվել գործնական և էժան սարքավորումներով էլեկտրասրտագրության ազդանշան գրավելու համար: Ամբողջ ընթացքում մենք կարևորենք նման ազդանշանների ձեռքբերման կարևոր նկատառումները և կներկայացնենք ծրագրային ազդանշանների վերլուծության տեխնիկան:

Քայլ 1. Առանձնահատկությունների ակնարկ

Ձեր ստեղծած սարքը կգործի հետևյալ գործառույթների միջոցով.

1. Էլեկտրոդների ձայնագրություններ
2. Գործիքների ուժեղացուցիչ
3. Խազ ֆիլտր
4. Lowածր անցման ֆիլտր
5. Անալոգային-թվային փոխակերպում
6. Ազդանշանի վերլուծություն ՝ օգտագործելով LabView

Որոշ հիմնական բաղադրիչներ ձեզ հարկավոր են.

1. NI LabView
2. NI տվյալների ձեռքբերման տախտակ (LabView- ի մուտքերի համար)
3. DC էլեկտրամատակարարում (գործառնական ուժեղացուցիչներին միացնելու համար)
4. Մաշկի էլեկտրոդի բարձիկներ `էլեկտրոդների ձայնագրման համար
5. ԿԱ ֆունկցիայի գեներատոր, որը կարող է ստեղծել մոդելավորված ԷԿԳ ազդանշան

Եկեք սկսենք!

Քայլ 2. Նախագծեք ցածր փոխանցման զտիչ

Սովորական ԷՍԳ -ն պարունակում է P- ալիք, QRS համալիր և T ալիք կոչվող ազդանշանի ալիքի ձևի որոշելի հատկություններ: ԷԿԳ -ի բոլոր հատկությունները կհայտնվեն 250 Հց -ից ցածր հաճախականությունների տիրույթում, և որպես այդպիսին, էլեկտրոդներից ԷԿԳ գրանցելիս կարևոր է գրավել միայն հետաքրքրության առանձնահատկությունները: Hածր անցումային ֆիլտրը, որի անջատման հաճախականությունը կազմում է 250 Հց, կապահովի, որ ազդանշանում բարձր հաճախականության աղմուկ չհայտնվի

Քայլ 3: Նախագծեք խազ ֆիլտր

60 Հց հաճախականությամբ խազ ֆիլտրը օգտակար է ԷՍԳ ձայնագրման հետ կապված ցանկացած էներգիայի աղբյուրից աղմուկը հեռացնելու համար: 56.5 Հց -ից 64 Հց հաճախականությունների անջատման հաճախականությունները թույլ կտան անցնել այդ միջակայքից դուրս հաճախականություններ ունեցող ազդանշաններ: Ֆիլտրի վրա կիրառվեց որակի 8 գործակից: Ընտրվել է 0.1 uF հզորություն: Փորձարարական ռեզիստորներն ընտրվել են հետևյալ կերպ. R1 = R3 = 1.5 kOhms, R2 = 502 kOhms: Այս արժեքներն օգտագործվել են խազ ֆիլտրի կառուցման համար:

Քայլ 4. Նախագծեք գործիքավորման ուժեղացուցիչ

Գործիքային ուժեղացուցիչը 1000 Վ/Վ հզորությամբ կուժեղացնի բոլոր զտված ազդանշանները `թույլ տալով չափման հեշտություն: Ուժեղացուցիչն օգտագործում է մի շարք գործառնական ուժեղացուցիչներ և բաժանված է երկու աստիճանի (ձախ և աջ) ՝ համապատասխան շահումով K1 և K2: Վերոնշյալ պատկերը ցուցադրում է սխեմայի սխեման, որը կարող է հասնել այս արդյունքի, և Նկար 6 -ը մանրամասնում է կատարված հաշվարկները:

Քայլ 5: Միացրեք այն բոլորը միասին:

Ստորև բերված Նկար 7 -ում համակցված են ուժեղացման և զտման երեք փուլերը: Գործիքային ուժեղացուցիչն ուժեղացնում է սինուսոիդային հաճախականության մուտքը `1000V/V շահույթով: Հաջորդը, խազ ֆիլտրը հեռացնում է 60 Հց ազդանշանի բոլոր հաճախականությունը `8 որակի գործոնով: Վերջապես, ազդանշանն անցնում է ցածր անցման ֆիլտրով, որը թուլացնում է ազդանշանները 250 Հց հաճախականությունից այն կողմ: Վերոնշյալ պատկերը ցուցադրում է փորձնականորեն ստեղծված ամբողջ համակարգը:

Քայլ 6:… և համոզվեք, որ այն աշխատում է:

Եթե ունեք ֆունկցիայի գեներատոր, դուք պետք է կառուցեք հաճախականության արձագանքի կոր, որպեսզի ապահովեք համապատասխան արձագանքը: Վերևի պատկերը ցույց է տալիս ամբողջական համակարգը և հաճախականության արձագանքի կորը, որը դուք պետք է ակնկալեք: Եթե, ըստ երևույթին, ձեր համակարգը աշխատում է, ապա պատրաստ եք անցնել հաջորդ քայլին ՝ անալոգային ազդանշանը թվային փոխակերպել:

Քայլ 7. (Լրացուցիչ) Պատկերացրեք ձեր ԷՍԳ -ն օսլիլոսկոպի վրա

ԷԿԳ -ն երկու էլեկտրոդով ազդանշան է գրանցում և որպես էլեկտրոդ օգտագործում է երրորդ էլեկտրոդ: ԷԿԳ -ի ձայնագրման էլեկտրոդներով մեկը տեղադրեք գործիքավորման ուժեղացուցիչի մեկ մուտքի մեջ, մյուսը ՝ գործիքավորման ուժեղացուցիչի մյուս մուտքի մեջ, իսկ երրորդը միացրեք գետնին ձեր տախտակի վրա: Հաջորդը, մի էլեկտրոդը դրեք մեկ դաստակի վրա, մյուսը ՝ մյուս դաստակի վրա, իսկ գետինը ՝ կոճի վրա: Սա ԷՍԳ -ի համար Lead 1 կոնֆիգուրացիա է: Ձեր օսլիլոսկոպի վրա ազդանշանը պատկերացնելու համար օգտագործեք տատանումների զոնդ `ձեր երրորդ փուլի ելքը չափելու համար:

Քայլ 8. Տվյալներ ձեռք բերեք National Instruments DAQ- ով

Եթե ցանկանում եք վերլուծել ձեր ազդանշանը LabView- ում, ձեզ անհրաժեշտ կլինի ինչ -որ միջոց ՝ ձեր ԷՍԳ -ից անալոգային տվյալներ հավաքելու և դրանք համակարգչին փոխանցելու համար: Տվյալներ ձեռք բերելու բոլոր եղանակները կան: National Instruments- ը ընկերություն է, որը մասնագիտացած է տվյալների հավաքման և տվյալների վերլուծության սարքերում: Նրանք լավ տեղ են տվյալների հավաքման գործիքներ փնտրելու համար: Կարող եք նաև գնել ձեր էժան անալոգային թվային փոխարկիչի չիպը և օգտագործել Raspberry Pi- ն ՝ ձեր ազդանշանը փոխանցելու համար: Սա, հավանաբար, ավելի էժան տարբերակն է: Այս դեպքում, մենք արդեն ունեինք NI DAQ մոդուլ ՝ NI ADC և LabView տանը, ուստի մենք խրված էինք խիստ խստորեն National Instruments ապարատային և ծրագրային ապահովմամբ:

Քայլ 9. Տվյալների ներմուծում LabVIEW

Տեսողական ծրագրավորման լեզուն LabVIEW- ն օգտագործվել է անալոգային ուժեղացման/զտման համակարգից հավաքված տվյալների վերլուծության համար: Տվյալները հավաքվել են NI DAQ միավորից ՝ DAQ Assistant- ով ՝ LabVIEW- ում տվյալների հավաքագրման գործառույթ: Օգտագործելով LabView- ի վերահսկիչները `նմուշների քանակը և նմուշների հավաքման տևողությունը ծրագրավորված կերպով որոշվել են: Կառավարիչները ձեռքով կարգավորելի են, ինչը թույլ է տալիս օգտվողին հեշտությամբ ճշգրտել մուտքային պարամետրերը: Նմուշների ընդհանուր քանակի և ժամանակի տևողության հետ միասին ստեղծվել է ժամանակի վեկտոր `յուրաքանչյուր ինդեքսի արժեքով, որը ներկայացնում է համապատասխան ժամանակը յուրաքանչյուր նմուշի գրաված ազդանշանում:

Քայլ 10: Ձևաչափեք, վերլուծեք և ավարտված եք:

DAQ օգնական գործառույթի տվյալները փոխարկվեցին օգտագործելի ձևաչափի: Ազդանշանը վերստեղծվեց որպես կրկնակի 1D զանգված ՝ սկզբում DAQ ելքային տվյալների տեսակը վերածելով ալիքի ձևի տվյալների տիպի, այնուհետև ՝ փոխակերպման (X, Y) խմբավորված զույգ զույգերի: (Y, Y) զույգից յուրաքանչյուր Y արժեք ընտրվել և տեղադրվել է սկզբում դատարկ կրկնակի 1D զանգվածի մեջ ՝ օղակաձև կառուցվածքի օգնությամբ: Կրկնակի և համապատասխան ժամանակի վեկտորի 1D զանգվածը գծագրված է XY գրաֆիկի վրա: Միաժամանակ, կրկնակի 1D զանգվածի առավելագույն արժեքը նույնականացվեց առավելագույն արժեքի նույնականացման գործառույթով: Առավելագույն արժեքի վեց տասներորդը օգտագործվել է որպես LabView- ում ներկառուցված գագաթնակետային հայտնաբերման ալգորիթմի շեմ: Կրկնակի 1D զանգվածի գագաթնակետային արժեքները նույնացվել են գագաթնակետի հայտնաբերման գործառույթի հետ: Գագաթնակետին հայտնի վայրերով հաշվարկվեց յուրաքանչյուր գագաթի միջև եղած ժամանակային տարբերությունը: Այս ժամանակային տարբերությունը, վայրկյանների մեկ միավորի գագաթնակետին, փոխակերպվեց րոպեի գագաթների: Ստացված արժեքը համարվում էր, որ ներկայացնում է սրտի բաբախյունը րոպեում:

Վերջ! Դուք այժմ հավաքել և վերլուծել եք ԷՍԳ ազդանշանը: