Ontwerp en bouw een ECG-circuit: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Het elektrocardiogram (ECG) toont algemeen gedrag, typisch voor een menselijk hart. Door de spanning in de loop van de tijd van het hart te observeren, kunnen artsen een algemeen beeld krijgen van de gezondheid van de patiënt, aangezien er veel ademhalings- en hartproblemen optreden en mogelijk het ECG-signaal verstoren. Hier leggen we de stappen uit van elke fase die nodig is om uw eigen ECG-circuit te bouwen en vervolgens een ECG-signaal op te nemen.

Stap 1: Instrumentatie differentiële versterker

Ten eerste moet er een Instrumentation Differential Amplifier worden gemaakt om rekening te houden met een versterking van ongeveer 1000. Een versterking is belangrijk bij het versterken van het signaal om een duidelijker, leesbaar signaal te garanderen. Deze specifieke versterker geeft je twee ingangen waarmee je de elektroden aan het einde van de constructie goed kunt opstellen en het ECG-signaal kunt uitlezen.

componenten:

- (3) uA741 Op-amp

- (4) 10 kohm weerstanden

- (3) 5 kohm weerstanden

Stap 2: Buffertoevoeging

Tussen elke fase is het belangrijk om een buffer toe te voegen om het signaal dat elke fase verlaat te behouden. Dit zal helpen om ruis tijdens de constructie van het circuit te verminderen.

componenten:

- uA741 Op-amp

Stap 3: Bandpass-filter

De constructie van een banddoorlaatfilter is belangrijk om slechts een bepaald frequentiebereik door het circuit naar de uitgang te laten gaan. Voor een ECG is een bereik van ongeveer 0,1 Hz tot 250 Hz ideaal. Het laagdoorlaatfilter laat signalen onder de 250 Hz door en het hoogdoorlaatfilter laat signalen boven 0,1 Hz door. De afsnijfrequentievergelijking fc=1/2piRC kan worden gebruikt om de weerstands- en condensatorwaarden te berekenen.

componenten:

- (1) uA741 Op-amp

- (1) weerstand van 6,8 kohm

- (1) 160 kohm weerstand

- (2) 0.1 uF condensator

Stap 4: Inkepingsfilter

Er moet dan een Twin Notch-filter worden geconstrueerd om te voorkomen dat de frequentie 60 Hz door het circuit gaat. Deze frequentie moet worden uitgesloten omdat deze vaak wordt geassocieerd met hoogspanningslijnen en dus mogelijk interferentie met het ECG-signaal kan veroorzaken. Om de componenten te selecteren, kan de vergelijking 1/4piRC worden gebruikt.

componenten:

- (2) 27 kohm weerstand

- (1) 13 kohm weerstand

- (2) 50 nF condensator

- (1) 100 nF condensator

Stap 5: Bouw uw circuit

Verbind tenslotte alle fasen met elkaar! Denk aan de toevoeging van de buffer tussen elke fase om het behoud van het signaal te garanderen. De constructie kan wat vallen en opstaan kosten om ervoor te zorgen dat alle componenten correct in het breadboard worden geplaatst. Het kan helpen om elke afzonderlijke fase op een oscilloscoop te testen om te zien of elke fase de gewenste resultaten oplevert.

Stap 6: Test het ECG op mensen

U kunt dan uw geconstrueerde ECG-circuit testen met behulp van een oscilloscoop. Bevestig twee elektroden aan uw enkels en één aan uw rechterpols. De positieve draad gaat naar de linkerenkel, de negatieve draad gaat naar de rechterenkel en de grond gaat naar de rechterpols. Zorg ervoor dat u controleert of uw draden werken die u gebruikt om het circuit van stroom te voorzien, evenals de draden die op de uitgang zijn aangesloten.