ईसीजी और हार्ट रेट वर्चुअल यूजर इंटरफेस: 9 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

इस निर्देश के लिए, हम आपको दिखाएंगे कि आपके दिल की धड़कन को प्राप्त करने के लिए एक सर्किट कैसे बनाया जाए और इसे आपके दिल की धड़कन और आपकी हृदय गति के ग्राफिकल आउटपुट के साथ वर्चुअल यूजर इंटरफेस (वीयूआई) पर प्रदर्शित किया जाए। डेटा का विश्लेषण और आउटपुट करने के लिए इसके लिए सर्किट घटकों और सॉफ़्टवेयर LabView के अपेक्षाकृत सरल संयोजन की आवश्यकता होती है। यह एक चिकित्सा उपकरण नहीं है। यह केवल नकली संकेतों का उपयोग करके शैक्षिक उद्देश्यों के लिए है। यदि वास्तविक ईसीजी माप के लिए इस सर्किट का उपयोग कर रहे हैं, तो कृपया सुनिश्चित करें कि सर्किट और सर्किट-टू-इंस्ट्रूमेंट कनेक्शन उचित अलगाव तकनीकों का उपयोग कर रहे हैं।

सामग्री

सर्किट:

• ब्रेडबोर्ड:
• प्रतिरोधक:
• कैपेसिटर:
• ऑप एम्प्स:
• सर्किट तार (ब्रेडबोर्ड लिंक में शामिल)
• ऐलिगेटर क्लिपें
• केले के तार
• Agilent E3631A डीसी बिजली की आपूर्ति
• फलन जनक
• आस्टसीलस्कप

लैब व्यू:

• लैब व्यू सॉफ्टवेयर
• DAQ बोर्ड
• सर्किट तार
• पृथक एनालॉग इनपुट
• फलन जनक

चरण 1: निर्धारित करें कि कौन से फ़िल्टर और एम्पलीफायरों का उपयोग करना है

ईसीजी सिग्नल का प्रतिनिधित्व करने के लिए, सर्किट के तीन अलग-अलग चरणों को डिजाइन और कार्यान्वित किया गया था: एक इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर, एक नॉच फिल्टर और एक लो-पास फिल्टर। इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर सिग्नल को बढ़ाता है क्योंकि किसी विषय से प्राप्त होने पर अक्सर बहुत छोटा और देखने और विश्लेषण करने में मुश्किल होती है। नॉच फिल्टर का उपयोग 60 हर्ट्ज पर शोर को दूर करने के लिए किया जाता है क्योंकि ईसीजी सिग्नल में 60 हर्ट्ज पर सिग्नल नहीं होते हैं। अंत में लो-पास फिल्टर सिग्नल से शोर को दूर करने के लिए उच्च आवृत्तियों को हटा देता है और नॉच फिल्टर के साथ संयोजन में केवल ईसीजी सिग्नल में प्रदर्शित आवृत्तियों की अनुमति देता है।

चरण 2: इंस्ट्रुमेंटेशन एम्पलीफायर बनाएं और इसका परीक्षण करें

एम्पलीफायर के लिए 1000 वी/वी का लाभ होना आवश्यक है और जैसा कि देखा जा सकता है, एम्पलीफायर दो चरणों से बना है। इसलिए, लाभ को दो चरणों में समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए, जिसमें K1 पहले चरण का लाभ है और K2 दूसरे चरण का लाभ है। हमने K1 को 40 और K2 को 25 के रूप में निर्धारित किया। ये इस तथ्य के कारण स्वीकार्य मान हैं कि जब एक साथ गुणा किया जाता है, तो 1000 V/V का लाभ प्राप्त होता है, 40 x 25 = 1000, और वे तुलनीय राशि के होते हैं, एक के साथ 15 वी / वी का विचरण। लाभ के लिए इन मूल्यों का उपयोग करके, उचित प्रतिरोधों की गणना की जा सकती है। इन गणनाओं के लिए निम्नलिखित समीकरणों का उपयोग किया जाता है:

चरण 1 लाभ: K1 = 1 + 2R2R1 (1)

चरण 2 लाभ: K2 = -R4R3 (2)

हमने मनमाने ढंग से R1 का मान चुना, इस मामले में यह 1 kΩ था, और फिर बाद में R2 के मान के लिए हल किया गया। चरण 1 के लाभ के लिए उन पिछले मानों को समीकरण में प्लग करना, हम प्राप्त करते हैं:

40 = 1 + 2R2*1000⇒R2 = 19, 500

यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि प्रतिरोधों का चयन करते समय, वे kOhm रेंज में हों क्योंकि अंगूठे के नियम के अनुसार प्रतिरोधक जितना बड़ा होता है, उतनी ही अधिक शक्ति बिना नुकसान के सुरक्षित रूप से नष्ट हो सकती है। यदि प्रतिरोध बहुत छोटा है और करंट बहुत बड़ा है, तो रोकनेवाला को नुकसान होगा और इसके अलावा सर्किट स्वयं कार्य करने में सक्षम नहीं होगा। चरण 2 के लिए समान प्रोटोकॉल का पालन करते हुए, हमने मनमाने ढंग से R3, 1 kΩ का मान चुना, और फिर R4 के लिए हल किया। चरण 2 के लाभ के लिए पिछले मानों को समीकरण में जोड़ने पर, हम प्राप्त करते हैं: 25 = -R4*1000 R4= 25000

ऋणात्मक चिन्ह को नकारा जाता है क्योंकि प्रतिरोध ऋणात्मक नहीं हो सकते। एक बार आपके पास ये मान हो जाने के बाद, चित्रित निम्न सर्किट का निर्माण करें। फिर इसका परीक्षण करें!

Agilent E3631A DC पॉवर सप्लाई ऑपरेशनल एम्पलीफायरों को +15 V और -15 V के आउटपुट के साथ 4 और 7 पिन पर जाने की शक्ति देता है। फ़ंक्शन जनरेटर को 1 kHz की आवृत्ति के साथ कार्डियक वेवफॉर्म को आउटपुट करने के लिए सेट करें, 12.7 mV का Vpp, और 0 वी की एक ऑफसेट। यह इनपुट सर्किट के पहले चरण में परिचालन एम्पलीफायरों में से 3 को पिन करने के लिए होना चाहिए। दूसरे चरण के परिचालन एम्पलीफायर के पिन 6 से आने वाले एम्पलीफायर का आउटपुट ऑसिलोस्कोप के चैनल 1 पर प्रदर्शित होता है और वोल्टेज पीक-टू-पीक मापा और रिकॉर्ड किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर में कम से कम १००० वी/वी का लाभ है, वोल्टेज पीक-टू-पीक कम से कम १२.७ वी होना चाहिए।

चरण 3: नॉच फ़िल्टर बनाएं और उसका परीक्षण करें

बायोसिग्नल से 60 हर्ट्ज के शोर को दूर करने के लिए नॉच फिल्टर की जरूरत होती है। इस आवश्यकता के अलावा, क्योंकि इस फ़िल्टर को किसी और प्रवर्धन को शामिल करने की आवश्यकता नहीं है, गुणवत्ता कारक 1 पर सेट है। इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर के साथ, हमने पहले निम्नलिखित डिज़ाइन का उपयोग करके R1, R2, R3 और C के लिए मान निर्धारित किए। एक पायदान फिल्टर के लिए समीकरण:R1= 1/(2Q⍵0C)

R2= 2Q/(⍵0C)

R3= R1R/(2R1 + R2)

क्यू = 0/β

β= ⍵c2 -⍵c1

जहां क्यू = गुणवत्ता कारक

⍵0= 2πf0= rad/sec. में केंद्र आवृत्ति

f0= हर्ट्ज में केंद्र आवृत्ति

β = रेड/सेकंड में बैंडविड्थ

c1, ⍵c2 = कटऑफ आवृत्तियां (रेड/सेकंड)

हमने मनमाने ढंग से C का मान चुना, इस मामले में यह 0.15 µF था, और फिर बाद में R1 के मान के लिए हल किया गया। गुणवत्ता कारक, केंद्र आवृत्ति और समाई के सूचीबद्ध पिछले मूल्यों में प्लगिंग, हम प्राप्त करते हैं:

R1= 1/(2(1)(2π60)(0.15x10-6))= 1105.25

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है जब इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर के डिजाइन पर चर्चा करते समय, यह सुनिश्चित करना अभी भी महत्वपूर्ण है कि प्रतिरोधों को हल करते समय कि वे कोहम रेंज में हैं, इसलिए सर्किट को कोई नुकसान नहीं हुआ है। यदि प्रतिरोधों को हल करते समय, एक बहुत छोटा है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए कि ऐसा नहीं होता है, एक मान को समाई के रूप में बदला जाना चाहिए। इसी प्रकार R1, R2 और R3 के समीकरण को हल करने के लिए हल किया जा सकता है:

R2= 2(1)/[(2π60)(0.15x10-6)]= 289.9 kΩ

R3= (1105.25)(289.9x103)/[(1105.25) + (289.9x103)]= 1095.84

इसके अतिरिक्त, बाद में प्रयोगात्मक मूल्य की तुलना करने के लिए इसे सैद्धांतिक मान के रूप में रखने के लिए बैंडविड्थ के लिए हल करें:

1 = (2π60)/β⇒β = 47.12 रेड/सेकंड

एक बार जब आप जानते हैं कि प्रतिरोध मान ब्रेडबोर्ड पर सर्किट बनाते हैं।

इस बिंदु पर केवल सर्किट के इस चरण का परीक्षण किया जाना है, इसलिए इसे इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर से नहीं जोड़ा जाना चाहिए। Agilent E3631A DC पॉवर सप्लाई का उपयोग ऑपरेशनल एम्पलीफायर को +15 V और -15 V के आउटपुट के साथ 4 और 7 पिन पर जाने के लिए किया जाता है। फ़ंक्शन जनरेटर 10 हर्ट्ज की प्रारंभिक आवृत्ति के साथ एक साइनसॉइडल तरंग को आउटपुट करने के लिए सेट है, ए 1 वी का वीपीपी, और 0 वी का ऑफसेट। सकारात्मक इनपुट को आर 1 से जोड़ा जाना चाहिए और नकारात्मक इनपुट को जमीन से जोड़ा जाना चाहिए। इनपुट को आस्टसीलस्कप के चैनल 1 से भी जोड़ा जाना चाहिए। ऑपरेशनल एम्पलीफायर के पिन 6 से आने वाले नॉच फिल्टर का आउटपुट आस्टसीलस्कप के चैनल 2 पर प्रदर्शित होता है। एक एसी स्वीप को आवृत्ति को 10 हर्ट्ज से 100 हर्ट्ज तक बदलकर मापा और रिकॉर्ड किया जाता है। 50 की आवृत्ति तक पहुंचने तक आवृत्ति को 10 हर्ट्ज की वृद्धि से बढ़ाया जा सकता है। फिर 2 हर्ट्ज की वृद्धि 59 हर्ट्ज तक उपयोग की जाती है। 59 हर्ट्ज तक पहुंचने के बाद, 0.1 हर्ट्ज की वृद्धि ली जानी चाहिए। फिर, 60 हर्ट्ज तक पहुंचने के बाद, वेतन वृद्धि को एक बार फिर से बढ़ाया जा सकता है। वाउट/विन अनुपात और चरण कोण को रिकॉर्ड किया जाना है। अगर वाउट/विन अनुपात 60 हर्ट्ज पर -20 डीबी से कम या उसके बराबर नहीं है, तो इस अनुपात को सुनिश्चित करने के लिए प्रतिरोध मूल्यों को बदलने की जरूरत है। इस डेटा से एक आवृत्ति प्रतिक्रिया प्लॉट और चरण प्रतिक्रिया प्लॉट का निर्माण किया जाता है। आवृत्ति प्रतिक्रिया ग्राफ में उस तरह दिखनी चाहिए, जो साबित करती है कि लगभग 60 हर्ट्ज की आवृत्तियों को हटा दिया जाता है, जो आप चाहते हैं!

चरण 4: लो-पास फ़िल्टर बनाएं और उसका परीक्षण करें

लो-पास फिल्टर की कटऑफ आवृत्ति 150 हर्ट्ज के रूप में निर्धारित की जाती है। यह मान इसलिए चुना गया था क्योंकि आप विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों पर पाए जाने वाले अतिरिक्त शोर को हटाते हुए ईसीजी में मौजूद सभी आवृत्तियों को बनाए रखना चाहते हैं। टी तरंग की आवृत्ति 0-10 हर्ट्ज की सीमा में होती है, पी तरंग 5-30 हर्ट्ज की सीमा में और क्यूआरएस परिसर 8-50 हर्ट्ज की सीमा में होता है। हालांकि, असामान्य वेंट्रिकुलर चालन उच्च आवृत्तियों की विशेषता है, आमतौर पर 70 हर्ट्ज से ऊपर। इसलिए, 150 हर्ट्ज को कटऑफ आवृत्ति के रूप में चुना गया था ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि हम उच्च आवृत्ति शोर को काटते हुए सभी आवृत्तियों, यहां तक कि उच्च आवृत्तियों को भी पकड़ सकें। 150 हर्ट्ज कटऑफ आवृत्ति के अलावा, गुणवत्ता कारक, के, 1 पर सेट है क्योंकि आगे कोई प्रवर्धन आवश्यक नहीं है। हमने सबसे पहले निम्न-पास फ़िल्टर के लिए निम्न डिज़ाइन समीकरणों का उपयोग करके R1, R2, R3, R4, C1 और C2 के मान निर्धारित किए:

R1= 2/[⍵c[aC2+sqrt([a^2 + 4b(K -1)]C2^2 - 4bC1C2)]

R2= 1/[bC1C2R1⍵c^2]

R3= K(R1+ R2)/(K -1) जब K > 1

आर4= के(आर1+आर2)

सी२ लगभग १०/एफसी यूएफ

सी 1 <सी 2 [ए 2 + 4 बी (के -1)] 4 बी

जहां के = लाभ

⍵c = कटऑफ आवृत्ति (रेड/सेकंड)

एफसी = कटऑफ आवृत्ति (हर्ट्ज)

ए = फिल्टर गुणांक = १.४१४२१४

बी = फिल्टर गुणांक = 1

क्योंकि लाभ 1 है, R3 को एक खुले सर्किट से बदल दिया जाता है और R4 को एक शॉर्ट सर्किट से बदल दिया जाता है जो इसे वोल्टेज अनुयायी बनाता है। इसलिए, उन मूल्यों को हल करने की आवश्यकता नहीं है। हमने पहले C2 के मान के लिए हल किया। पिछले मानों को उस समीकरण में जोड़ने पर, हम प्राप्त करते हैं:

सी२ = १०/१५० यूएफ = ०.०४७ यूएफ

फिर, C1 को C2 के मान का उपयोग करके हल किया जा सकता है।

C1 <(0.047x10^-6)[1.414214^2 + 4(1)(1 -1)]/4(1)

सी1 <0.024 यूएफ= 0.022 यूएफ

एक बार समाई मान हल हो जाने के बाद, R1 और R2 की गणना निम्नानुसार की जा सकती है:

R1= 2(2π150)[(1.414214)(0.047x10-6)+([1.4142142 + 4(1)(1 -1)]0.047x10-6)2 - 4(1)(0.022x10-6)(0.047 x10-6))] R1= २५४८६.९२

R2= 1(1)(0.022x10-6)(0.047x10-6)(25486.92)(2π150)2= 42718.89

सही प्रतिरोध के साथ सर्किट आरेख में देखे गए सर्किट का निर्माण करें।

यह समग्र डिजाइन का अंतिम चरण है और इसे नॉच फिल्टर के आउटपुट और लो-पास फिल्टर के लिए इनपुट वोल्टेज के साथ सीधे पायदान फिल्टर के बाईं ओर ब्रेडबोर्ड पर बनाया जाना चाहिए। इस सर्किट का निर्माण पहले की तरह उसी ब्रेडबोर्ड का उपयोग करके किया जाना है, जिसमें सही ढंग से गणना किए गए प्रतिरोध और कैपेसिटेंस और एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर है। एक बार चित्रा 3 में सर्किट आरेख का उपयोग करके सर्किट का निर्माण किया जाता है, इसका परीक्षण किया जाता है। इस बिंदु पर केवल इस चरण का परीक्षण किया जाना है, इसलिए इसे इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर या नॉच फिल्टर से नहीं जोड़ा जाना चाहिए। इसलिए, Agilent E3631A DC पावर सप्लाई का उपयोग ऑपरेशनल एम्पलीफायर को +15 और -15 V के आउटपुट के साथ पिन 4 और 7 पर जाने के लिए किया जाता है। फ़ंक्शन जनरेटर 10 हर्ट्ज की प्रारंभिक आवृत्ति के साथ एक साइनसॉइडल तरंग को आउटपुट करने के लिए सेट है, 1 वी का वीपीपी, और 0 वी का ऑफसेट। सकारात्मक इनपुट को आर 1 से जोड़ा जाना चाहिए और नकारात्मक इनपुट को जमीन से जोड़ा जाना चाहिए। इनपुट को आस्टसीलस्कप के चैनल 1 से भी जोड़ा जाना चाहिए। ऑपरेशनल एम्पलीफायर के पिन 6 से आने वाले नॉच फिल्टर का आउटपुट ऑसिलोस्कोप के चैनल 2 पर प्रदर्शित होता है। एक एसी स्वीप को आवृत्ति को 10 हर्ट्ज से 300 हर्ट्ज तक बदलकर मापा और रिकॉर्ड किया जाता है। 150 हर्ट्ज की कटऑफ आवृत्ति तक पहुंचने तक आवृत्ति को 10 हर्ट्ज की वृद्धि से बढ़ाया जा सकता है। फिर, आवृत्ति को 250 हर्ट्ज तक पहुंचने तक 5 हर्ट्ज तक बढ़ाया जाना चाहिए। स्वीप खत्म करने के लिए 10 हर्ट्ज के उच्च वेतन वृद्धि का उपयोग किया जा सकता है। वाउट/विन अनुपात और चरण कोण दर्ज किया गया है। यदि कटऑफ आवृत्ति 150 हर्ट्ज नहीं है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए प्रतिरोध मूल्यों को बदलने की जरूरत है कि यह मान वास्तव में कटऑफ आवृत्ति है। फ़्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स प्लॉट उस चित्र की तरह दिखना चाहिए जहाँ आप देख सकते हैं कि कट-ऑफ़ फ़्रीक्वेंसी लगभग 150Hz है।

चरण 5: सभी 3 घटकों को मिलाएं और इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) का अनुकरण करें

पिछले घटक के अंतिम सर्किट घटक के बीच अगले घटक की शुरुआत में तार जोड़कर सभी तीन चरणों को कनेक्ट करें। पूर्ण सर्किट आरेख में देखा जाता है।

फ़ंक्शन जनरेटर का उपयोग करके, एक और ईसीजी सिग्नल का अनुकरण करें यदि घटकों का निर्माण और सफलतापूर्वक कनेक्ट किया गया था, तो आस्टसीलस्कप पर आपका आउटपुट चित्र में जैसा दिखना चाहिए।

चरण 6: सेटअप DAQ बोर्ड

DAQ बोर्ड के ऊपर देखा जा सकता है। इसे पावर देने के लिए इसे कंप्यूटर के पिछले हिस्से से कनेक्ट करें और बोर्ड के चैनल 8 (ACH 0/8) में आइसोलेटेड एनालॉग इनपुट रखें। आइसोलेटेड एनालॉग इनपुट के '1' और '2' लेबल वाले छेदों में दो तार डालें। 500mV के Vpp और 0V के ऑफसेट के साथ 1Hz के ECG सिग्नल को आउटपुट करने के लिए फंक्शन जनरेटर सेट करें। फ़ंक्शन जनरेटर के आउटपुट को पृथक एनालॉग इनपुट में रखे तारों से कनेक्ट करें।

चरण 7: LabView खोलें, एक नया प्रोजेक्ट बनाएं और DAQ सहायक सेटअप करें

LabView सॉफ़्टवेयर खोलें और एक नया प्रोजेक्ट बनाएँ और फ़ाइल ड्रॉप डाउन मेनू के अंतर्गत एक नया VI खोलें। घटक विंडो खोलने के लिए पृष्ठ पर राइट क्लिक करें। 'DAQ सहायक इनपुट' खोजें और इसे स्क्रीन पर खींचें। यह स्वचालित रूप से पहली विंडो को ऊपर खींच लेगा।

सिग्नल प्राप्त करें > एनालॉग इनपुट > वोल्टेज चुनें। यह दूसरी विंडो को ऊपर खींचेगा।

ai8 का चयन करें क्योंकि आपने अपना पृथक एनालॉग इनपुट चैनल 8 में रखा है। अंतिम विंडो को ऊपर खींचने के लिए समाप्त का चयन करें।

अधिग्रहण मोड को सतत नमूनों में बदलें, नमूने को पढ़ने के लिए 2k और दर को 1kHz में बदलें। फिर अपनी विंडो के शीर्ष पर रन का चयन करें और ऊपर दिखाई देने वाला आउटपुट दिखना चाहिए। यदि ईसीजी सिग्नल उल्टा है, तो बस कनेक्शन को फंक्शन जनरेटर से DAQ बोर्ड पर स्विच करें। इससे पता चलता है कि आप सफलतापूर्वक ईसीजी सिग्नल प्राप्त कर रहे हैं! (याय!) अब आपको इसका विश्लेषण करने के लिए इसे कोड करना होगा!

चरण 8: कोड लैबव्यू ईसीजी सिग्नल के घटकों का विश्लेषण करने और दिल की धड़कन की गणना करने के लिए

LabView में चित्र में प्रतीकों का प्रयोग करें

आपने DAQ Assistant को पहले ही लगा दिया है। DAQ सहायक इनपुट सिग्नल लेता है, जो एक एनालॉग वोल्टेज सिग्नल है, या तो एक फ़ंक्शन जनरेटर द्वारा सिम्युलेटेड या उचित रूप से लगाए गए इलेक्ट्रोड से जुड़े व्यक्ति से सीधे प्राप्त होता है। यह तब इस संकेत को लेता है और इसे ए / डी कनवर्टर के माध्यम से निरंतर नमूनाकरण और 2000 नमूनों के मापदंडों को पढ़ने के लिए चलाता है, एक 1 kHz नमूना दर और अधिकतम और न्यूनतम वोल्टेज मान क्रमशः 10V और -10V है। यह अधिग्रहीत संकेत तब एक ग्राफ पर आउटपुट होता है ताकि इसे दृष्टि से देखा जा सके। यह इस परिवर्तित तरंग को भी लेता है और 5 जोड़ता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह एक नकारात्मक ऑफसेट के लिए खाता है और फिर चोटियों को अधिक विशिष्ट, बड़ा और विश्लेषण करने में आसान बनाने के लिए 200 से गुणा किया जाता है। यह तब अधिकतम/मिनट ऑपरेंड के माध्यम से 2.5 सेकंड की दी गई विंडो के भीतर तरंग के अधिकतम और न्यूनतम मान को निर्धारित करता है। गणना किए गए अधिकतम मूल्य को उस प्रतिशत से गुणा करने की आवश्यकता है जिसे बदला जा सकता है लेकिन आमतौर पर 90% (0.9) होता है। यह मान तब न्यूनतम मान में जोड़ा जाता है और थ्रेशोल्ड के रूप में पीक डिटेक्ट ऑपरेंड में भेजा जाता है। एक परिणाम के रूप में इस सीमा से अधिक तरंग ग्राफ के हर बिंदु को एक चोटी के रूप में परिभाषित किया गया है और पीक डिटेक्टर ऑपरेटर में चोटियों की एक सरणी के रूप में सहेजा गया है। चोटियों की यह सरणी तब दो अलग-अलग कार्यों के लिए भेजी जाती है। इन कार्यों में से एक अधिकतम मूल्य ऑपरेटर द्वारा पीक सरणी और तरंग आउटपुट दोनों प्राप्त करता है। इस फ़ंक्शन के भीतर, डीटी, इन दो इनपुटों को प्रत्येक चोटियों के लिए एक समय मान में बदल दिया जाता है। दूसरे फ़ंक्शन में दो इंडेक्स ऑपरेटर होते हैं जो पीक डिटेक्शन फंक्शन के लोकेशन आउटपुट लेते हैं और 0 वीं चोटी और पहली चोटी के स्थानों को प्राप्त करने के लिए उन्हें अलग-अलग अनुक्रमित करते हैं। इन दो स्थानों के बीच के अंतर की गणना माइनस ऑपरेटर द्वारा की जाती है और फिर डीटी फ़ंक्शन से प्राप्त समय मानों से गुणा किया जाता है। यह अवधि, या सेकंड में दो चोटियों के बीच के समय को आउटपुट करता है। परिभाषा के अनुसार, अवधि से विभाजित 60 बीपीएम देता है। यह मान तब यह सुनिश्चित करने के लिए एक पूर्ण संकार्य के माध्यम से चलाया जाता है कि आउटपुट हमेशा सकारात्मक होता है और फिर इसे निकटतम पूर्ण संख्या में गोल किया जाता है। यह वेवफॉर्म आउटपुट के समान स्क्रीन पर हृदय गति की गणना और अंत में आउटपुट करने का अंतिम चरण है। अंत में यह वही है जो ब्लॉक आरेख पहली छवि की तरह दिखना चाहिए।

ब्लॉक आरेख को पूरा करने के बाद, यदि आप प्रोग्राम चलाते हैं तो आपको आउटपुट का चित्र प्राप्त करना चाहिए।

चरण 9: सर्किट और लैबव्यू घटकों को मिलाएं और एक वास्तविक व्यक्ति से जुड़ें

अब मज़ेदार हिस्से के लिए! एक वास्तविक ईसीजी प्राप्त करने और उसकी हृदय गति की गणना करने के लिए अपने सुंदर सर्किट और लैबव्यू प्रोग्राम को मिलाकर। मानव के अनुपालन के लिए सर्किट को संशोधित करने और एक व्यवहार्य संकेत उत्पन्न करने के लिए, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर के लाभ को 100 के लाभ तक कम किया जाना चाहिए। यह इस तथ्य के कारण है कि जब किसी व्यक्ति से जुड़ा होता है, तो एक ऑफसेट होता है जो फिर परिचालन एम्पलीफायर को संतृप्त करता है। लाभ कम करने से यह समस्या कम होगी। सबसे पहले, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर के पहले चरण के लाभ को 4 के लाभ में बदल दिया जाता है ताकि कुल लाभ 100 हो। फिर, समीकरण 1 का उपयोग करते हुए, R2 को 19.5 kΩ पर सेट किया जाता है, और R1 को निम्नानुसार पाया जाता है:

4 = 1 + 2(19, 500)R1⇒R1= 13 kΩ फिर, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर को R1 से 13 kΩ के प्रतिरोध को बदलकर संशोधित किया जाता है जैसा कि पहले से निर्मित ब्रेडबोर्ड पर चरण 2 में दिखाया गया है। पूरा सर्किट जुड़ा हुआ है और लैब व्यू का उपयोग करके सर्किट का परीक्षण किया जा सकता है। Agilent E3631A DC पावर सप्लाई ऑपरेशनल एम्पलीफायरों को +15 V और -15 V के आउटपुट के साथ 4 और 7 पिन पर जाने की शक्ति देता है। ईसीजी इलेक्ट्रोड इस विषय से जुड़े होते हैं, जिसमें सकारात्मक लीड (G1) बाएं टखने तक जाती है, नेगेटिव लेड (G2) दाहिनी कलाई तक जा रहा है, और जमीन (COM) दाहिने टखने तक जा रही है। मानव इनपुट सर्किट के पहले चरण में 3 ऑपरेशनल एम्पलीफायरों को पिन करने के लिए होना चाहिए, जिसमें सकारात्मक लीड पहले ऑपरेशनल एम्पलीफायर के पिन 3 से जुड़ी हो और नकारात्मक लीड दूसरे ऑपरेशनल एम्पलीफायर के पिन 3 से जुड़ी हो। जमीन ब्रेडबोर्ड की जमीन से जुड़ती है। लो-पास फिल्टर के पिन 6 से आने वाले एम्पलीफायर का आउटपुट DAQ बोर्ड से जुड़ा होता है। बहुत स्थिर और शांत रहना सुनिश्चित करें और आपको लैब व्यू में एक आउटपुट प्राप्त करना चाहिए जो चित्र में एक जैसा दिखता है।

यह संकेत स्पष्ट रूप से फ़ंक्शन जनरेटर द्वारा सिम्युलेटेड सही सिग्नल की तुलना में कहीं अधिक शोर है। परिणामस्वरूप आपकी हृदय गति बहुत अधिक उछल जाएगी लेकिन 60-90 बीपीएम की सीमा के साथ उतार-चढ़ाव होनी चाहिए। आखिर तुमने इसे हासिल कर ही लिया है! एक सर्किट बनाकर और कुछ सॉफ्टवेयर को कोड करके अपनी हृदय गति को मापने का एक मजेदार तरीका!