इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम सर्किट: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

नमस्कार! यह दो छात्रों द्वारा लिखा गया है जो वर्तमान में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग की पढ़ाई कर रहे हैं और सर्किट क्लास ले रहे हैं। हमने एक ईसीजी बनाया है और हम इसे आपके साथ साझा करने के लिए बहुत उत्साहित हैं।

आपूर्ति

इस परियोजना के लिए जिन बुनियादी आपूर्तियों की आवश्यकता होगी उनमें शामिल हैं:

- ब्रेड बोर्ड

- प्रतिरोधक

- संधारित्र

- परिचालन एम्पलीफायरों (LM741)

- इलेक्ट्रोड

आपको सूचीबद्ध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की भी आवश्यकता होगी:

- डीसी बिजली की आपूर्ति

- फलन जनक

- ऑसिलोस्कोप

चरण 1: विभेदक एम्पलीफायर

यह क्यों जरूरी है?

डिफरेंशियल एम्पलीफायर का उपयोग सिग्नल को बढ़ाने और इलेक्ट्रोड के बीच होने वाले शोर को कम करने के लिए किया जाता है। दो इलेक्ट्रोड से वोल्टेज में अंतर लेने से शोर कम हो जाता है। आवश्यक प्रतिरोधी मूल्यों को निर्धारित करने के लिए, हमने तय किया कि हम चाहते हैं कि एम्पलीफायर 1000 का लाभ पैदा करे।

इसे कैसे बनाया जाता है?

इसे प्राप्त करने के लिए, एक अंतर एम्पलीफायर के लिए लाभ समीकरण का उपयोग किया गया था, गणित संलग्न छवि में पाया जा सकता है। गणना करते समय, यह पाया गया कि रोकनेवाला मान 100Ω और 50kΩ होना चाहिए। हालाँकि, चूंकि हमारे पास ५० kΩ रोकनेवाला नहीं था, इसलिए हमने ४७ kΩ का उपयोग किया। एलटीस्पाइस और ब्रेडबोर्ड दोनों के लिए डिफरेंशियल एम्पलीफायर का सेट अप संलग्न फोटो में देखा जा सकता है। डिफरेंशियल एम्पलीफायर को इसे जोड़ने के लिए एक ब्रेडबोर्ड की आवश्यकता होती है, 1 x 100Ω रेसिस्टर, 6 x 47kΩ रेसिस्टर, 3 LM741 ऑपरेशनल एम्पलीफायर, और बहुत सारे जम्पर वायर।

इसका परीक्षण कैसे करें?

LTSpice में और भौतिक डिवाइस पर परीक्षण करते समय, आप यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि यह 1000 का लाभ उत्पन्न करता है। यह लाभ = Vout / Vin के लाभ समीकरण का उपयोग करके किया जाता है। वाउट पीक टू पीक आउटपुट है और विन पीक टू पीक इनपुट है। उदाहरण के लिए, फ़ंक्शन जनरेटर पर परीक्षण करने के लिए, मैं सर्किट में 10 mV पीक-टू-पीक इनपुट करूंगा, इसलिए मुझे 10V का आउटपुट मिलना चाहिए।

चरण 2: पायदान फ़िल्टर

यह क्यों जरूरी है?

शोर को खत्म करने के लिए नॉच फिल्टर बनाया गया है। चूंकि अधिकांश इमारतों में 60 हर्ट्ज एसी करंट होता है जो सर्किट में शोर पैदा करता है, इसलिए हमने एक नॉच फिल्टर बनाने का फैसला किया जो 60 हर्ट्ज पर सिग्नल को क्षीण कर देगा।

इसका निर्माण कैसे करें?

नॉच फिल्टर डिजाइन ऊपर की इमेज पर आधारित है। प्रतिरोधों और कैपेसिटर के मूल्यों की गणना करने के लिए समीकरण भी ऊपर सूचीबद्ध हैं। हमने ६० हर्ट्ज़ और ०.१ यूएफ कैपेसिटर की आवृत्ति का उपयोग करने का फैसला किया क्योंकि यह एक संधारित्र मूल्य है जो हमारे पास था। समीकरणों की गणना करते समय, हमने पाया कि R1 और R2 37, 549 kΩ के बराबर है और R3 का मान 9021.19 है। हमारे सर्किट बोर्ड पर इन मूल्यों को बनाने में सक्षम होने के लिए, हमने R1 और R2 के लिए 39 kΩ और R3 के लिए 9.1 kΩ का उपयोग किया। कुल मिलाकर, नॉच फिल्टर के लिए 1 x 9.1kΩ रेसिस्टर, 2 x 39kΩ रेसिस्टर, 3 x 0.1 uF कैपेसिटर, 1 LM741 ऑपरेशनल एम्प्लीफायर और बहुत सारे जम्पर वायर की आवश्यकता होती है। LTSpice और ब्रेडबोर्ड दोनों के लिए नॉच फिल्टर के सेटअप के लिए योजनाबद्ध हैं ऊपर एक छवि में।

इसका परीक्षण कैसे करें?

नॉच फिल्टर की कार्यक्षमता को एसी स्वीप करके जांचा जा सकता है। 60 हर्ट्ज को छोड़कर सभी आवृत्तियों को फिल्टर से गुजरना चाहिए। इसका परीक्षण LTSpice और भौतिक सर्किट दोनों पर किया जा सकता है

चरण 3: लो-पास फ़िल्टर

यह क्यों जरूरी है?

आपके शरीर और हमारे आस-पास के कमरे से शोर को कम करने के लिए एक लो-पास फिल्टर की आवश्यकता होती है। लो-पास फिल्टर के लिए कटऑफ फ्रीक्वेंसी तय करते समय, यह विचार करना महत्वपूर्ण था कि दिल की धड़कन 1 हर्ट्ज- 3 हर्ट्ज से होती है और ईसीजी बनाने वाली तरंग 1- 50 हर्ट्ज के करीब होती है।

इसका निर्माण कैसे करें?

हमने कटऑफ आवृत्ति 60 हर्ट्ज बनाने का फैसला किया ताकि हम अभी भी सभी उपयोगी सिग्नल प्राप्त कर सकें लेकिन अनावश्यक सिग्नल भी काट सकें। कटऑफ आवृत्ति निर्धारित करते समय 70 हर्ट्ज होगी, हमने 0.15uF का कैपेसिटर मान चुनने का फैसला किया क्योंकि यह हमारे किट में था। संधारित्र मूल्य की गणना छवि में देखी जा सकती है। गणना का परिणाम 17.638 kΩ का प्रतिरोधक मान था। हमने 18 kΩ रेसिस्टर का उपयोग करना चुना। लो पास फिल्टर के लिए 2 x 18kΩ रेसिस्टर, 2x0.15 uF कैपेसिटर, 1 LM741 ऑपरेशनल एम्पलीफायरों और बहुत सारे जम्पर तारों की आवश्यकता होती है। LTSpice और फिजिकल सर्किट दोनों के लिए लो पास फिल्टर का योजनाबद्ध चित्र में पाया जा सकता है।

इसका परीक्षण कैसे करें?

एलटीस्पाइस और फिजिकल सर्किट दोनों पर एसी स्वीप का उपयोग करके लो-पास फिल्टर का परीक्षण किया जा सकता है। एसी स्वीप चलाते समय, आपको देखना चाहिए कि कटऑफ से नीचे की आवृत्तियां अपरिवर्तित हैं, लेकिन कटऑफ के ऊपर की आवृत्तियों को फ़िल्टर करना शुरू हो जाता है।

चरण 4: पूरा प्रोजेक्ट

जब सर्किट पूरा हो जाता है, तो यह ऊपर की छवि जैसा दिखना चाहिए! अब आप इलेक्ट्रोड को अपने शरीर से जोड़ने और अपना ईसीजी देखने के लिए तैयार हैं! आस्टसीलस्कप के साथ, ईसीजी को Arduino पर भी प्रदर्शित किया जा सकता है।