Sirkuit Elektrokardiogram: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Halo! Ini ditulis oleh dua orang mahasiswa yang saat ini sedang menempuh studi di Teknik Biomedis dan mengambil kelas sirkuit. Kami telah membuat EKG dan kami sangat bersemangat untuk membagikannya kepada Anda.

Perlengkapan

Perlengkapan dasar yang akan dibutuhkan untuk proyek ini meliputi:

- papan tempat memotong roti

- resistor

- kapasitor

- penguat operasional (LM741)

- elektroda

Anda juga akan membutuhkan peralatan elektronik yang terdaftar:

- Catu Daya DC

- Pembangkit Fungsi

- Osiloskop

Langkah 1: Penguat Diferensial

Mengapa perlu?

Penguat diferensial digunakan untuk memperkuat sinyal dan mengurangi kebisingan yang dapat terjadi di antara elektroda. Kebisingan dikurangi dengan mengambil perbedaan tegangan dari dua elektroda. Untuk menentukan nilai resistor yang diperlukan, kami memutuskan bahwa kami ingin amplifier menghasilkan penguatan 1000.

Bagaimana itu dibangun?

Untuk mencapai hal ini, persamaan gain untuk penguat diferensial digunakan, matematika dapat ditemukan pada gambar terlampir. Saat menghitung, ditemukan bahwa nilai resistor harus 100Ω dan 50kΩ. Namun, karena kami tidak memiliki resistor 50 kΩ, kami menggunakan 47 kΩ. Pengaturan penguat diferensial untuk LTSpice dan papan tempat memotong roti dapat dilihat pada foto terlampir. Penguat diferensial memerlukan papan tempat memotong roti untuk menghubungkannya, resistor 1 x 100Ω, resistor 6 x 47kΩ, 3 penguat operasional LM741, dan banyak kabel jumper.

Bagaimana cara mengujinya?

Saat menguji di LTSpice dan di perangkat fisik, Anda ingin memastikan bahwa itu menghasilkan penguatan 1000. Hal ini dilakukan dengan menggunakan persamaan penguatan gain = Vout/ Vin. Vout adalah output puncak ke puncak dan Vin adalah input puncak ke puncak. Misalnya, untuk menguji pada generator fungsi, saya akan memasukkan 10 mV puncak-ke-puncak ke dalam rangkaian, jadi saya harus mendapatkan output 10V.

Langkah 2: Filter Takik

Mengapa perlu?

Filter takik dibuat untuk menghilangkan kebisingan. Karena sebagian besar bangunan memiliki arus AC 60 Hz yang akan menimbulkan kebisingan di sirkuit, kami memutuskan untuk membuat filter takik yang akan melemahkan sinyal pada 60 Hz.

Bagaimana cara membangunnya?

Desain filter takik didasarkan pada gambar di atas. Persamaan untuk menghitung nilai resistor dan kapasitor juga tercantum di atas. Kami memutuskan untuk menggunakan kapasitor frekuensi 60 Hz dan 0,1 uF karena itu adalah nilai kapasitor yang kami miliki. Saat menghitung persamaan, kami menemukan R1 & R2 sama dengan 37,549 kΩ dan nilai untuk R3 adalah 9021,19. Agar dapat membuat nilai-nilai ini di papan sirkuit kami, kami menggunakan 39 kΩ untuk R1 dan R2 dan 9,1 kΩ untuk R3. Secara keseluruhan, filter takik membutuhkan resistor 1 x 9,1kΩ, resistor 2 x 39kΩ, kapasitor 3 x 0,1 uF, 1 penguat operasional LM741, dan banyak kabel jumper. Skema untuk pemasangan filter takik untuk LTSpice dan papan tempat memotong roti adalah dalam gambar di atas.

Bagaimana cara mengujinya?

Fungsi filter takik dapat diuji dengan melakukan sapuan AC. Semua frekuensi harus melewati filter kecuali 60 Hz. Ini dapat diuji pada LTSpice dan sirkuit fisik

Langkah 3: Filter Low-Pass

Mengapa perlu?

Filter low-pass diperlukan untuk mengurangi kebisingan dari tubuh Anda dan ruangan di sekitar kita. Saat memutuskan frekuensi cutoff untuk filter low-pass, penting untuk mempertimbangkan bahwa detak jantung terjadi dari 1 Hz-3Hz dan bentuk gelombang yang membentuk EKG mendekati 1- 50 Hz.

Bagaimana cara membangunnya?

Kami memutuskan untuk membuat frekuensi cutoff 60 Hz sehingga kami masih bisa mendapatkan semua sinyal yang berguna tetapi juga memotong sinyal yang tidak perlu. Saat menentukan frekuensi cutoff adalah 70 Hz, kami memutuskan untuk memilih nilai kapasitor 0,15uF karena ini adalah salah satu yang kami miliki di kit kami. Perhitungan nilai kapasitor dapat dilihat pada gambar. Hasil perhitungan adalah nilai resistor sebesar 17,638 kΩ. Kami memilih untuk menggunakan resistor 18 kΩ. Filter lolos rendah membutuhkan resistor 2 x 18kΩ, kapasitor 2x0,15 uF, 1 penguat operasional LM741, dan banyak kabel jumper. Skema filter lolos rendah untuk LTSpice dan sirkuit fisik dapat ditemukan pada gambar.

Bagaimana cara mengujinya?

Filter low-pass dapat diuji menggunakan sapuan AC pada LTSpice dan sirkuit fisik. Saat menjalankan sapuan AC, Anda akan melihat frekuensi di bawah cutoff tidak berubah, tetapi frekuensi di atas cutoff mulai disaring.

Langkah 4: Selesaikan Proyek

Ketika rangkaian selesai, seharusnya terlihat seperti gambar di atas! Anda sekarang siap untuk memasang elektroda ke tubuh Anda dan melihat EKG Anda! Seiring dengan osiloskop, EKG juga dapat ditampilkan di Arduino.