সহজ ইসিজি এবং হার্ট রেট ডিটেক্টর: ১০ টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

বিজ্ঞপ্তি: এটি একটি চিকিৎসা যন্ত্র নয়। এটি কেবলমাত্র সিমুলেটেড সিগন্যাল ব্যবহার করে শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে। যদি সত্যিকারের ইসিজি পরিমাপের জন্য এই সার্কিটটি ব্যবহার করেন, দয়া করে সার্কিট এবং সার্কিট-টু-ইন্সট্রুমেন্ট সংযোগগুলি সঠিক বিচ্ছিন্নতা কৌশলগুলি ব্যবহার করছে তা নিশ্চিত করুন।

আজ, আমরা মৌলিক ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাফি (ইসিজি) সার্কিট ডিজাইনের মধ্য দিয়ে হেঁটে যাব এবং আপনার হৃদয়ের বৈদ্যুতিক সংকেতকে প্রশস্ত এবং ফিল্টার করার জন্য একটি সার্কিট তৈরি করব। তারপর, আমরা labVIEW সফটওয়্যার ব্যবহার করে হৃদস্পন্দন পরিমাপ করতে পারি। পুরো প্রক্রিয়া চলাকালীন, আমি সার্কিট ডিজাইনের উপাদান এবং সেগুলি কেন ঘটেছিল, সেইসাথে সামান্য জীববিজ্ঞানের পটভূমিতে বিস্তারিত নির্দেশনা দেব। শিরোনাম চিত্রটি আমার হৃদয়ের বৈদ্যুতিক সংকেত। এই নির্দেশের শেষে, আপনি আপনারও পরিমাপ করতে সক্ষম হবেন। চল শুরু করি!

ইসিজি চিকিৎসা পেশাজীবীদের জন্য একটি উপকারী ডায়াগনস্টিক টুল। এটি মৌলিক হার্ট অ্যাটাক (মায়োকার্ডিয়াল ইনফার্কশন) থেকে শুরু করে অ্যাট্রিয়েল ফাইব্রিলেশনের মতো আরও উন্নত কার্ডিয়াক রোগের সমস্ত পথ নির্ণয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যা মানুষ লক্ষ্য না করেই তাদের জীবনের বেশিরভাগ অংশ যেতে পারে। প্রতিটি হার্টবিট, আপনার স্বায়ত্তশাসিত স্নায়ুতন্ত্র আপনার হার্ট বিট করতে কঠোর পরিশ্রম করছে। এটি হার্টে বৈদ্যুতিক সংকেত প্রেরণ করে, যা SA নোড থেকে AV নোড পর্যন্ত, এবং তারপর বাম এবং ডান ভেন্ট্রিকেল সমান্তরালভাবে ভ্রমণ করে, এবং অবশেষে এন্ডোকার্ডিয়াম থেকে এপিকার্ডিয়াম এবং পুরকিনজে ফাইবার, হৃদয় প্রতিরক্ষার শেষ লাইন। এই জটিল জৈবিক সার্কিটের পথের কোথাও সমস্যা হতে পারে, এবং ইসিজি এই সমস্যাগুলি নির্ণয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। আমি সারাদিন জীববিজ্ঞান নিয়ে কথা বলতে পারতাম, কিন্তু এই বিষয়ে ইতিমধ্যে একটি বই আছে, তাই নিকোলাস পিটার্স, মাইকেল গ্যাটজোলিস এবং রোমিও ভেচটের "ইসিজি ডায়াগনোসিস ইন ক্লিনিকাল প্র্যাকটিস" দেখুন। এই বইটি পড়া খুবই সহজ এবং একটি ইসিজির আশ্চর্যজনক উপযোগিতা প্রদর্শন করে।

ইসিজি তৈরি করতে, আপনাকে নিম্নলিখিত উপাদান বা গ্রহণযোগ্য প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হবে।

• সার্কিট ডিজাইনের জন্য:

  • ব্রেডবোর্ড
  • OP Amps x 5
  • প্রতিরোধক
  • ক্যাপাসিটার
  • তারের
  • অ্যালিগেটর ক্লিপ, বা উদ্দীপক এবং পরিমাপের অন্যান্য পদ্ধতি
  • বিএনসি ক্যাবল
  • ফাংশন জেনারেটর
  • অসিলোস্কোপ
  • ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই, বা ব্যাটারি যদি আপনার হাতে থাকে

• হার্ট রেট নির্ণয়ের জন্য:

  • ল্যাবভিউ
  • DAQ বোর্ড

• জৈবিক সংকেত পরিমাপের জন্য*

  • ইলেক্ট্রোড
  • অ্যালিগেটর ক্লিপস, বা ইলেক্ট্রোড লিড

*আমি উপরে একটি সতর্কতা নোট রেখেছি, এবং আমি মানবদেহে বৈদ্যুতিক উপাদানগুলির বিপদ সম্পর্কে একটু বেশি আলোচনা করব। এই ইসিজি নিজের সাথে সংযুক্ত করবেন না যদি না আপনি নিশ্চিত না হন যে আপনি সঠিক বিচ্ছিন্নতা কৌশল ব্যবহার করছেন। বিদ্যুৎ-প্রধান চালিত ডিভাইস যেমন বিদ্যুৎ সরবরাহ, অসিলোস্কোপ এবং কম্পিউটারে সরাসরি সার্কিটের সাথে সংযোগ স্থাপন করলে বিদ্যুতের geেউয়ের ক্ষেত্রে সার্কিটের মধ্য দিয়ে বড় স্রোত প্রবাহিত হতে পারে। ব্যাটারি পাওয়ার এবং অন্যান্য আইসোলেশন কৌশল ব্যবহার করে পাওয়ার মেইন থেকে সার্কিটটি আলাদা করুন।

পরবর্তী 'আমি মজার অংশ নিয়ে আলোচনা করব; সার্কিট ডিজাইনের উপাদান!

ধাপ 1: সার্কিট ডিজাইন স্পেসিফিকেশন

এখন আমি সার্কিট ডিজাইনের কথা বলব। আমি সার্কিট স্কিম্যাটিক্স নিয়ে আলোচনা করবো না, কারণ সেগুলি এই বিভাগের পরে দেওয়া হবে। এই বিভাগটি তাদের জন্য যারা বুঝতে চান যে আমরা কেন আমরা যে উপাদানগুলো বেছে নিয়েছি।

উপরের ছবিটি, পারডিউ ইউনিভার্সিটির আমার ল্যাব ম্যানুয়াল থেকে নেওয়া, আমাদের একটি মৌলিক ইসিজি সার্কিট ডিজাইন করার জন্য আমাদের যা কিছু জানা দরকার তা দেয়। এটি একটি ফিল্টার না করা ইসিজি সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি কম্পোজিশন, যার সাথে একটি জেনেরিক "প্রশস্ততা" (y অক্ষ) তুলনামূলক উদ্দেশ্যে একটি মাত্রাহীন সংখ্যা উল্লেখ করে। এখন নকশার কথা বলি!

উ: যন্ত্র পরিবর্ধক

ইন্সট্রুমেন্টেশন পরিবর্ধক সার্কিটের প্রথম পর্যায় হবে। এই বহুমুখী টুল বাফার সিগন্যাল, সাধারণ মোড নয়েজ কমায় এবং সিগন্যাল বাড়ায়।

আমরা মানবদেহ থেকে একটি সংকেত নিচ্ছি। কিছু সার্কিট আপনাকে বিদ্যুৎ সরবরাহ হিসাবে আপনার পরিমাপ উৎস ব্যবহার করার অনুমতি দেয়, কারণ ক্ষতির ঝুঁকি ছাড়াই পর্যাপ্ত চার্জ পাওয়া যায়। যাইহোক, আমরা আমাদের মানব প্রজাদের আঘাত করতে চাই না, তাই আমাদের পরিমাপে আগ্রহী সংকেত বাফার করতে হবে। একটি ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার আপনাকে জৈবিক সংকেত বাফার করতে দেয়, যেহেতু Op Amp-Inputs এর তাত্ত্বিকভাবে অসীম প্রতিবন্ধকতা রয়েছে (এটি বাস্তবে নয়, কিন্তু প্রতিবন্ধকতা সাধারণত যথেষ্ট উচ্চ) যার অর্থ কোন বর্তমান (তাত্ত্বিকভাবে) ইনপুটটিতে প্রবাহিত হতে পারে না টার্মিনাল

মানুষের শরীরে শব্দ আছে। পেশী থেকে সংকেত ইসিজি সংকেতগুলিতে এই শব্দটি প্রকাশ করতে পারে। এই গোলমাল কমাতে, আমরা সাধারণ মোডের শব্দ কমাতে একটি পার্থক্য পরিবর্ধক ব্যবহার করতে পারি। মূলত, আমরা দুটি ইলেকট্রোড প্লেসমেন্টে আপনার হাতের পেশিতে যে গোলমাল আছে তা বাদ দিতে চাই। একটি যন্ত্র পরিবর্ধক একটি পার্থক্য পরিবর্ধক অন্তর্ভুক্ত।

মানুষের শরীরে সংকেত ছোট। আমাদের এই সংকেতগুলিকে বাড়িয়ে তুলতে হবে যাতে বৈদ্যুতিক পরিমাপ যন্ত্র ব্যবহার করে উপযুক্ত রেজুলেশনে এগুলি পরিমাপ করা যায়। একটি উপকরণ পরিবর্ধক এটি করার জন্য প্রয়োজনীয় লাভ প্রদান করে। উপকরণ পরিবর্ধক সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য সংযুক্ত লিঙ্কটি দেখুন।

www.electronics-tutorial.net/amplifier/instrumentation-amplifier/index.html

B. খাঁজ ফিল্টার

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে পাওয়ার লাইন ঠিক 60 Hz এ একটি "মেইন হুম" বা "পাওয়ার লাইন নয়েজ" তৈরি করে। অন্যান্য দেশে এটি 50 Hz এ ঘটে। উপরের ছবিটি দেখে আমরা এই গোলমাল দেখতে পারি। যেহেতু আমাদের ইসিজি সিগন্যাল এখনও কিছুটা আগ্রহের ব্যান্ডের মধ্যে রয়েছে, তাই আমরা এই গোলমাল দূর করতে চাই। এই গোলমাল দূর করতে, একটি খাঁজ ফিল্টার ব্যবহার করা যেতে পারে, যা খাঁজের মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে লাভ হ্রাস করে। কিছু লোক ইসিজি বর্ণালীতে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে আগ্রহী নাও হতে পারে এবং 60 হার্জের নীচে একটি কাটঅফ সহ একটি নিম্ন পাস ফিল্টার তৈরি করতে বেছে নিতে পারে। যাইহোক, আমরা নিরাপদ দিকে ভুল করতে চেয়েছিলাম এবং যতটা সম্ভব সংকেত গ্রহণ করতে চেয়েছিলাম, তাই এর পরিবর্তে একটি উচ্চতর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি খাঁজ ফিল্টার এবং নিম্ন পাস ফিল্টার বেছে নেওয়া হয়েছিল।

খাঁজ ফিল্টার সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য সংযুক্ত লিঙ্কটি দেখুন।

www.electronics-tutorials.ws/filter/band-st…

C. সেকেন্ড-অর্ডার বাটারওয়ার্থ VCVS লো-পাস ফিল্টার

ইসিজি সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি কম্পোজিশন কেবল এতদূর প্রসারিত। আমরা উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে সংকেতগুলি দূর করতে চাই, যেহেতু আমাদের উদ্দেশ্যে, তারা কেবল শব্দ। আপনার সেল ফোন, নীল দাঁত ডিভাইস, বা ল্যাপটপ থেকে সিগন্যাল সর্বত্র রয়েছে, এবং এই সংকেতগুলি ইসিজি সিগন্যালে অগ্রহণযোগ্য শব্দ সৃষ্টি করবে। বাটারওয়ার্থ লো-পাস ফিল্টার দিয়ে এগুলো দূর করা যায়। আমাদের নির্বাচিত cutoff ফ্রিকোয়েন্সি 220 Hz ছিল, যা অন্তর্দৃষ্টিতে, একটু বেশি ছিল। যদি আমি আবার এই সার্কিটটি তৈরি করতাম, আমি তার চেয়ে অনেক কম একটি কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি বেছে নেব, এবং এমনকি 60 Hz এর নীচে একটি কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি নিয়েও পরীক্ষা করতে পারব এবং এর পরিবর্তে একটি উচ্চতর অর্ডার ফিল্টার ব্যবহার করব!

এই ফিল্টারটি দ্বিতীয় অর্ডার। এর মানে হল যে প্রথম অর্ডার ফিল্টারের মতো 20 ডিবি/দশকের পরিবর্তে 40 ডিবি/দশকের হারে "রোলস অফ" লাভ। এই steeper রোল অফ উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত বৃহত্তর প্রশমন প্রদান করে।

একটি বাটারওয়ার্থ ফিল্টার বেছে নেওয়া হয়েছিল কারণ এটি পাস ব্যান্ডে "সর্বাধিক সমতল", যার অর্থ পাস ব্যান্ডের মধ্যে কোন বিকৃতি নেই। আপনি যদি আগ্রহী হন, এই লিঙ্কটিতে মৌলিক দ্বিতীয়-অর্ডার ফিল্টার ডিজাইনের জন্য দুর্দান্ত তথ্য রয়েছে:

www.electronics-tutorials.ws/filter/second-…

এখন যেহেতু আমরা সার্কিট ডিজাইনের কথা বলেছি, আমরা নির্মাণ শুরু করতে পারি।

ধাপ 2: যন্ত্র পরিবর্ধক তৈরি করুন

এই সার্কিট ইনপুট বাফার করবে, সাধারণ মোড নয়েজ বিয়োগ করবে, এবং 100 এর লাভে সিগন্যাল বাড়াবে। এটি OrCAD Pspice ডিজাইনার ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে এবং Pspice ব্যবহার করে নকল করা হয়েছে। OrCAD থেকে অনুলিপি করার সময় পরিকল্পিতটি একটু অস্পষ্ট হয়ে আসে, তাই আমি এর জন্য দু apologখিত। আমি ইমেজটি সম্পাদনা করেছি আশা করি কিছু প্রতিরোধক মান কিছুটা পরিষ্কার করতে।

মনে রাখবেন যে সার্কিট তৈরি করার সময়, যুক্তিসঙ্গত প্রতিরোধ এবং ক্যাপাসিট্যান্স মানগুলি নির্বাচন করা উচিত যাতে ভোল্টেজ উৎসের ব্যবহারিক প্রতিবন্ধকতা, ভোল্টেজ পরিমাপ যন্ত্রের ব্যবহারিক প্রতিবন্ধকতা এবং প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের শারীরিক আকার বিবেচনায় নেওয়া হয়।

নকশা সমীকরণ উপরে তালিকাভুক্ত করা হয়। প্রাথমিকভাবে, আমরা ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের লাভ x1000 হতে চেয়েছিলাম, এবং আমরা এই সার্কিটটি তৈরি করেছি যাতে আমরা সিমুলেটেড সিগন্যালগুলি বাড়িয়ে তুলতে পারি। যাইহোক, যখন এটি আমাদের শরীরের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন আমরা নিরাপত্তার কারণে 100 টি লাভ হ্রাস করতে চেয়েছিলাম, যেহেতু ব্রেডবোর্ডগুলি সবচেয়ে স্থিতিশীল সার্কিট্রি ইন্টারফেস নয়। এটি হট-অদলবদল প্রতিরোধক 4 দ্বারা করা হয়েছিল যাতে দশটির গুণক দ্বারা হ্রাস করা যায়। আদর্শভাবে, উপকরণ পরিবর্ধক প্রতিটি পর্যায়ে আপনার লাভ একই হবে, কিন্তু পরিবর্তে আমাদের লাভ স্টেজ 1 এর জন্য 31.6 এবং স্টেজ 2 এর জন্য 3.16 হয়ে গেল, 100 এর লাভ দিয়ে। 100 এর লাভের জন্য আমি সার্কিট পরিকল্পিত সংযুক্ত করেছি 1000 এর পরিবর্তে। আপনি এখনও এই স্তরের লাভের সাথে সিমুলেটেড এবং জৈবিক সংকেতগুলি পুরোপুরি দেখতে পাবেন, কিন্তু এটি কম রেজোলিউশনের ডিজিটাল উপাদানগুলির জন্য আদর্শ নাও হতে পারে।

লক্ষ্য করুন, সার্কিট পরিকল্পিতভাবে, আমার কাছে কমলা টেক্সটে "গ্রাউন্ড ইনপুট" এবং "পজিটিভ ইনপুট" শব্দ আছে। আমি ঘটনাক্রমে ফাংশন ইনপুট স্থাপন করেছি যেখানে স্থল হওয়ার কথা। অনুগ্রহ করে গ্রাউন্ড রাখুন যেখানে "গ্রাউন্ড ইনপুট" উল্লেখ করা হয়েছে, এবং ফাংশন যেখানে "পজিটিভ ইনপুট" উল্লেখ করা হয়েছে।

• সারসংক্ষেপ

  • পর্যায় 1 লাভ - 31.6
  • পর্যায় 2 লাভ - 3.16 নিরাপত্তার কারণে

ধাপ 3: নচ ফিল্টার তৈরি করুন

এই খাঁজ ফিল্টার মার্কিন পাওয়ারলাইন থেকে 60 Hz শব্দ নির্মূল করে। যেহেতু আমরা এই ফিল্টারটি ঠিক 60 Hz এ খাঁজ করতে চাই, তাই সঠিক প্রতিরোধের মান ব্যবহার করা গুরুত্বপূর্ণ।

নকশা সমীকরণ উপরে তালিকাভুক্ত করা হয়। 8 এর একটি গুণগত ফ্যাক্টর ব্যবহার করা হয়েছিল, যার ফলে ক্ষয়ক্ষতির ফ্রিকোয়েন্সি একটি খাড়া শিখরে পৌঁছেছে। কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে সামান্য বিচ্যুত ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ক্ষয়ক্ষতি প্রদানের জন্য 2 রেড/সেকেন্ডের ব্যান্ডউইথ (বিটা) সহ 60 হার্জের একটি কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সি (f0) ব্যবহার করা হয়েছিল। মনে রাখবেন যে গ্রিক অক্ষর ওমেগা (w) rad/s এর একক। Hz থেকে rad/s তে রূপান্তর করার জন্য, আমাদের কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সি, 60 Hz কে 2*pi দ্বারা গুণ করতে হবে। বিটা রেড/সেকেন্ডেও পরিমাপ করা হয়।

• নকশা সমীকরণের মান

  • w0 = 376.99 rad/s
  • বিটা (B) = 2 rad/s
  • প্রশ্ন = 8
• এখান থেকে, সার্কিট নির্মাণের জন্য প্রতিরোধের এবং ক্যাপাসিট্যান্সের যুক্তিসঙ্গত মানগুলি বেছে নেওয়া হয়েছিল।

ধাপ 4: লো-পাস ফিল্টার তৈরি করুন

লো-পাস ফিল্টার উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি দূর করতে ব্যবহৃত হয় যা আমরা পরিমাপ করতে আগ্রহী নই, যেমন সেল ফোন সিগন্যাল, ব্লুটুথ যোগাযোগ এবং ওয়াইফাই শব্দ। একটি সক্রিয় সেকেন্ড -অর্ডার VCVS বাটারওয়ার্থ ফিল্টার ব্যান্ড পাস অঞ্চলে সর্বাধিক সমতল (পরিষ্কার) সংকেত প্রদান করে যা ক্ষয়ক্ষতির অঞ্চলে -40 db/দশকের একটি রোল অফ সহ।

নকশা সমীকরণ উপরে তালিকাভুক্ত করা হয়। এই সমীকরণগুলি কিছুটা দীর্ঘ, তাই আপনার গণিত পরীক্ষা করতে ভুলবেন না! মনে রাখবেন যে b এবং একটি মান সাবধানে বাস অঞ্চলে সমতল সংকেত প্রদান এবং রোল অফ অঞ্চলে অভিন্ন ক্ষয়ক্ষতি প্রদান করার জন্য নির্বাচিত হয়। এই মানগুলি কীভাবে আসে সে সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, ধাপ 2, বিভাগ সি, "নিম্ন পাস ফিল্টার" এর লিঙ্কটি দেখুন।

C1 এর জন্য স্পেসিফিকেশন বেশ অস্পষ্ট, কারণ এটি C2 ভিত্তিক মানের চেয়ে কম। আমি এটি 22 nF এর চেয়ে কম বা সমান বলে গণনা করেছি, তাই আমি 10 nF বেছে নিয়েছি। সার্কিট জরিমানা কাজ করে, এবং -3 ডিবি পয়েন্ট 220 Hz এর খুব কাছাকাছি ছিল, তাই আমি এটি সম্পর্কে খুব বেশি চিন্তা করব না। আবার স্মরণ করুন rad/s এ কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি (wc) Hz (fc) * 2pi এর cutoff ফ্রিকোয়েন্সি সমান।

• নকশা সীমাবদ্ধতা

  • কে (লাভ) = 1
  • b = 1
  • a = 1.4142
  • ফ্রিকোয়েন্সি কাটা - 220 Hz

220 Hz এর cutoff ফ্রিকোয়েন্সি একটু বেশি মনে হয়েছে। যদি আমি এটি আবার করতে চাই, আমি সম্ভবত এটি 100 Hz এর কাছাকাছি করতে চাই, অথবা 50 Hz এর একটি কাটঅফ সহ উচ্চতর অর্ডার কম পাসের সাথেও গোলমাল করতে পারি। আমি আপনাকে বিভিন্ন মান এবং Schematics চেষ্টা করার জন্য উত্সাহিত!

ধাপ 5: ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার, নচ ফিল্টার এবং লো পাস ফিল্টার সংযুক্ত করুন

এখন, কেবল যন্ত্রের পরিবর্ধকের আউটপুটটিকে খাঁজ ফিল্টারের ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করুন। তারপর নচ ফিল্টারের আউটপুট লো পাস ফিল্টারের ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করুন।

আমি কিছু শব্দ দূর করার জন্য ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই থেকে মাটিতে বাইপাস ক্যাপাসিটার যুক্ত করেছি। এই ক্যাপাসিটারগুলি প্রতিটি Op-Amp এবং কমপক্ষে 0.1 uF- এর জন্য একই মান হওয়া উচিত, কিন্তু এটি ছাড়া অন্য কোন যুক্তিসঙ্গত মান ব্যবহার করতে দ্বিধা বোধ করবেন না।

আমি গোলমাল সংকেতকে "মসৃণ" করার জন্য একটু খামের সার্কিট ব্যবহার করার চেষ্টা করেছি, কিন্তু এটি উদ্দেশ্য অনুযায়ী কাজ করছিল না, এবং আমি সময় কম ছিলাম, তাই আমি এই ধারণাটি বাতিল করেছিলাম এবং পরিবর্তে ডিজিটাল প্রসেসিং ব্যবহার করেছি। যদি আপনি কৌতূহলী হন তবে এটি একটি দুর্দান্ত অতিরিক্ত পদক্ষেপ হবে!

ধাপ 6: সার্কিটকে শক্তি দিন, একটি ওয়েভফর্ম ইনপুট করুন এবং পরিমাপ করুন

সার্কিট পাওয়ার এবং পরিমাপ গ্রহণের জন্য নির্দেশাবলী। যেহেতু প্রত্যেকের যন্ত্রপাতি আলাদা, সেখানে কোন সহজ উপায় নেই আমি আপনাকে কিভাবে ইনপুট এবং পরিমাপ করতে পারি তা বলতে পারি। আমি এখানে মৌলিক নির্দেশনা দিয়েছি। একটি উদাহরণ সেটআপের জন্য পূর্ববর্তী চিত্র দেখুন।

1. ফাংশন জেনারেটরকে ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ারের সাথে সংযুক্ত করুন।

   • ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার ডায়াগ্রামে নিচের অপ-অ্যাম্পে ইতিবাচক ক্লিপ
   • মাটিতে নেতিবাচক ক্লিপ।
   • মাটিতে উপকরণ পরিবর্ধক ডায়াগ্রামে উপরের Op-Amp এর ইনপুট সংক্ষিপ্ত করুন। এটি ইনকামিং সিগন্যালের রেফারেন্স প্রদান করবে। (জৈবিক সংকেতগুলিতে, এই ইনপুটটি সাধারণ-মোড শব্দ হ্রাস করার উদ্দেশ্যে একটি ইলেক্ট্রোড হবে।)

2. অসিলোস্কোপের ইতিবাচক ক্লিপটি চূড়ান্ত পর্যায়ে আউটপুটের সাথে সংযুক্ত করুন (লো পাস ফিল্টারের আউটপুট)।

   • চূড়ান্ত পর্যায়ে আউটপুট করার জন্য ইতিবাচক ক্লিপ
   • মাটিতে নেতিবাচক ক্লিপ
3. আপনার ডিসি পাওয়ার সাপ্লাইকে রেলগুলির সাথে সংযুক্ত করুন, নিশ্চিত করুন যে প্রতিটি Op-Amp পাওয়ার ইনপুট রেলের সাথে সংক্ষিপ্ত হয় যা এটির সাথে সম্পর্কিত।

4. আপনার ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই এর আর্থ গ্রাউন্ডকে অবশিষ্ট নিচের রেলের সাথে সংযুক্ত করুন, আপনার সিগন্যালের রেফারেন্স প্রদান করে।

   নীচের রেল গ্রাউন্ডটি উপরের রেল গ্রাউন্ডে ছোট করুন, যা আপনাকে সার্কিটটি পরিষ্কার করার অনুমতি দেবে

একটি তরঙ্গ ইনপুট করা শুরু করুন এবং পরিমাপ করতে অসিলোস্কোপ ব্যবহার করুন! যদি আপনার সার্কিট ইচ্ছেমতো কাজ করে, তাহলে আপনার 100 এর লাভ দেখা উচিত। এর অর্থ হল 20 এমভি সিগন্যালের জন্য পিক টু পিক ভোল্টেজ 2V হওয়া উচিত। আপনি যদি ফ্যানসি কার্ডিয়াক ওয়েভফর্ম হিসেবে জেনারেটর ফাংশন করেন, তাহলে ইনপুট করার চেষ্টা করুন।

আপনার ফিল্টার সঠিকভাবে কাজ করছে তা নিশ্চিত করার জন্য ফ্রিকোয়েন্সি এবং ইনপুট দিয়ে গোলমাল করুন। প্রতিটি পর্যায়কে পৃথকভাবে পরীক্ষা করার চেষ্টা করুন এবং তারপরে সার্কিটটি সম্পূর্ণভাবে পরীক্ষা করুন। আমি একটি নমুনা পরীক্ষা সংযুক্ত করেছি যেখানে আমি খাঁজ ফিল্টারের কাজ বিশ্লেষণ করেছি। আমি 59.5 Hz থেকে 60.5 Hz পর্যন্ত পর্যাপ্ত ক্ষয়ক্ষতি লক্ষ্য করেছি, কিন্তু আমি 59.5 এবং 60.5 Hz পয়েন্টে একটু বেশি ক্ষয়ক্ষতি করতে পছন্দ করতাম। তবুও, সময়টি ছিল মূল, তাই আমি এগিয়ে গেলাম এবং ভেবেছিলাম আমি পরে ডিজিটালভাবে শব্দটি সরাতে পারি। আপনার সার্কিটের জন্য আপনি কিছু প্রশ্ন বিবেচনা করতে চান তা এখানে:

• লাভ কি 100?
• 220 Hz এ লাভ চেক করুন। এটি কি -3 ডিবি বা এর কাছাকাছি?
• 60 Hz এ ক্ষয়ক্ষতি পরীক্ষা করুন। এটা কি যথেষ্ট উচ্চ? এটি কি এখনও 60.5 এবং 59.5 Hz এ কিছু ক্ষয় প্রদান করে?
• আপনার ফিল্টার 220 Hz থেকে কত দ্রুত রোল অফ হয়? এটা কি -40 ডিবি/দশক?
• ইনপুটগুলির মধ্যে কোন বর্তমান আছে? যদি তাই হয়, এই সার্কিট মানুষের পরিমাপের জন্য উপযুক্ত নয়, এবং সম্ভবত আপনার নকশা বা উপাদানগুলির সাথে কিছু ভুল আছে।

আপনি যদি সার্কিটটি উদ্দেশ্য অনুযায়ী কাজ করছেন, তাহলে আপনি এগিয়ে যাওয়ার জন্য প্রস্তুত! যদি না হয়, আপনার কিছু সমস্যা সমাধান করতে হবে। প্রতিটি পর্যায়ের আউটপুট পৃথকভাবে পরীক্ষা করুন। আপনার Op-Amps চালিত এবং কার্যকরী নিশ্চিত করুন। সার্কিটের সমস্যা না পাওয়া পর্যন্ত প্রতিটি নোডে ভোল্টেজ পরীক্ষা করুন।

ধাপ 7: ল্যাবভিউ হার্ট রেট পরিমাপ

ল্যাবভিউ আমাদের লজিক-ব্লক ডায়াগ্রাম ব্যবহার করে হৃদস্পন্দন পরিমাপ করতে দেবে। আরো সময় দিলে, আমি নিজে থেকে ডেটা ডিজিটাইজ করতে পছন্দ করতাম এবং হার্ট-রেট নির্ধারণ করে এমন কোড তৈরি করতাম, কারণ এটিতে ল্যাবভিউ ইনস্টল করা কম্পিউটারের প্রয়োজন হবে না এবং একটি বড় ডিএকিউ বোর্ড লাগবে। উপরন্তু, ল্যাবভিউ -তে সংখ্যাসূচক মান স্বজ্ঞাতভাবে আসেনি। তবুও, labVIEW শেখা ছিল একটি মূল্যবান অভিজ্ঞতা, কারণ ব্লক ডায়াগ্রাম লজিক ব্যবহার করা আপনার নিজের যুক্তিকে হার্ড-কোড করার চেয়ে অনেক সহজ।

এই বিভাগের জন্য অনেক কিছু বলার নেই। আপনার সার্কিটের আউটপুটকে DAQ বোর্ডের সাথে সংযুক্ত করুন এবং DAQ বোর্ডটিকে কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত করুন। নিচের ছবিতে প্রদর্শিত সার্কিট তৈরি করুন, "রান" চাপুন এবং ডেটা সংগ্রহ শুরু করুন! আপনার সার্কিট একটি তরঙ্গাকৃতি গ্রহণ করছে তা নিশ্চিত করুন।

এর মধ্যে কিছু গুরুত্বপূর্ণ সেটিংস হল:

• 500 Hz এর নমুনার হার এবং 2500 ইউনিটের একটি উইন্ডো সাইজের মানে হল যে আমরা উইন্ডোর ভিতরে 5 সেকেন্ডের ডেটা ক্যাপচার করছি। এটি বিশ্রামে 4-5 হৃদস্পন্দন এবং ব্যায়ামের সময় আরও বেশি হওয়া উচিত।
• হার্ট রেট শনাক্ত করার জন্য 0.9 ধরা একটি চূড়া যথেষ্ট ছিল। যদিও এটি দেখে মনে হচ্ছে এটি গ্রাফিক্যালি চেক আউট করে, আসলে এই মানটিতে পৌঁছাতে বেশ কিছুটা সময় লেগেছে। যতক্ষণ না আপনি হৃদস্পন্দন সঠিকভাবে গণনা করছেন ততক্ষণ আপনার এটি নিয়ে গোলমাল করা উচিত।
• "5" প্রস্থ যথেষ্ট বলে মনে হয়েছে। আবার, এই মানটি টিঙ্কার করা হয়েছিল এবং এটি স্বজ্ঞাত বোধ করে বলে মনে হয় না।
• হার্ট রেট গণনার জন্য সংখ্যাসূচক ইনপুট 60 এর মান ব্যবহার করে। হার্টবিট যখনই নির্দেশিত হয়, এটি নিম্ন স্তরের সার্কিটের মধ্য দিয়ে যায় এবং হার্ট বিট করার সময় প্রতিবার 1 ফেরত দেয়। যদি আমরা এই সংখ্যাটি 60 দ্বারা ভাগ করি, আমরা মূলত বলছি "উইন্ডোতে গণনা করা বিটের সংখ্যা দ্বারা 60 ভাগ করুন"। এটি আপনার হৃদস্পন্দন বিট/মিনিটে ফিরিয়ে দেবে।

সংযুক্ত ছবিটি ল্যাবভিউতে আমার নিজের হৃদস্পন্দনের। এটি নির্ধারণ করে যে আমার হৃদয় 82 বিপিএম এ স্পন্দিত হচ্ছে। অবশেষে এই সার্কিটটি কাজ করার জন্য আমি বেশ উত্তেজিত ছিলাম!

ধাপ 8: মানুষের পরিমাপ

আপনি যদি নিজেকে প্রমাণ করেন যে আপনার সার্কিট নিরাপদ এবং কার্যকরী, তাহলে আপনি আপনার নিজের হৃদস্পন্দন পরিমাপ করতে পারেন। 3M পরিমাপের ইলেকট্রোড ব্যবহার করে, নিম্নলিখিত স্থানে রাখুন এবং সার্কিটের সাথে সংযুক্ত করুন। কব্জি আপনার কব্জির ভিতরে চলে যায়, বিশেষত যেখানে চুল নেই। গ্রাউন্ড ইলেক্ট্রোড আপনার গোড়ালির হাড়ের অংশে যায়। অ্যালিগেটর ক্লিপ ব্যবহার করে, পজিটিভ লিডকে পজেটিভ ইনপুট, নেগেটিভ লিডকে নেগেটিভ ইনপুট, এবং গ্রাউন্ড ইলেক্ট্রোডকে গ্রাউন্ড রেলের সাথে সংযুক্ত করুন (খেয়াল করুন যে এটি নেগেটিভ পাওয়ার রেল নয়)।

একটি শেষ পুনরাবৃত্তি নোট: "এটি একটি মেডিকেল ডিভাইস নয়। এটি শুধুমাত্র শিক্ষিত উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয় সিমুলেটেড সিগন্যাল ব্যবহার করে। যদি এই সার্কিটটি বাস্তব ইসিজি পরিমাপের জন্য ব্যবহার করা হয়, দয়া করে সার্কিট এবং সার্কিট-টু-ইন্সট্রুমেন্ট সংযোগগুলি সঠিক বিচ্ছিন্নতা কৌশল ব্যবহার করছে কিনা তা নিশ্চিত করুন। আপনি যে কোনও ক্ষতি হওয়ার ঝুঁকি অনুমান করেন।"

আপনার অসিলোস্কোপ সঠিকভাবে সংযুক্ত আছে তা নিশ্চিত করুন। নিশ্চিত করুন যে কোন স্রোত অপ amp এ প্রবাহিত হয় না, এবং স্থল ইলেক্ট্রোড মাটির সাথে সংযুক্ত থাকে। আপনার অসিলোস্কোপ জানালার মাপ সঠিক কিনা তা নিশ্চিত করুন। আমি প্রায় 60 এমভি একটি QRS কমপ্লেক্স পর্যবেক্ষণ করেছি এবং একটি 5s উইন্ডো ব্যবহার করেছি। অ্যালিগেটর ক্লিপগুলি তাদের নিজ নিজ ইতিবাচক, নেতিবাচক এবং স্থল ইলেক্ট্রোডে সংযুক্ত করুন। আপনি কয়েক সেকেন্ড পরে একটি ইসিজি তরঙ্গাকৃতি দেখতে শুরু করা উচিত। আরাম; কোন নড়াচড়া করবেন না কারণ ফিল্টার এখনও পেশী সংকেত নিতে পারে।

সঠিক সার্কিট সেটআপের সাথে, আপনার আগের ধাপে সেই আউটপুটটির মতো কিছু দেখা উচিত! এটি আপনার নিজস্ব ইসিজি সংকেত। পরবর্তী আমি প্রক্রিয়াকরণ স্পর্শ করব।

দ্রষ্টব্য: আপনি অনলাইনে বিভিন্ন 3-ইলেক্ট্রোড ইসিজি সেটআপ দেখতে পাবেন। এগুলিও কাজ করবে, তবে তারা উল্টানো তরঙ্গ রূপ দিতে পারে।এই সার্কিটে ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার যেভাবে সেটআপ করা হয়েছে, এই ইলেক্ট্রোড কনফিগারেশনটি একটি traditionalতিহ্যগত ধনাত্মক-কিউআরএস জটিল তরঙ্গরূপ প্রদান করে।

ধাপ 9: সিগন্যাল প্রসেসিং

সুতরাং আপনি নিজেকে অসিলোস্কোপে আবদ্ধ করেছেন, এবং আপনি কিউআরএস কমপ্লেক্স দেখতে পাচ্ছেন, তবে সংকেতটি এখনও গোলমাল দেখায়। সম্ভবত এই বিভাগে প্রথম চিত্রের মতো কিছু। এই স্বাভাবিক. আমরা একটি খোলা রুটিবোর্ডে একটি সার্কিট ব্যবহার করছি, যেখানে একগুচ্ছ বৈদ্যুতিক উপাদান রয়েছে যা মূলত ছোট অ্যান্টেনা হিসাবে কাজ করে। ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই কুখ্যাতভাবে শোরগোল, এবং কোন আরএফ শিল্ডিং উপস্থিত নেই। অবশ্যই সিগন্যাল হবে গোলমাল। আমি একটি খাম ট্রেসিং সার্কিট ব্যবহার করার একটি সংক্ষিপ্ত প্রচেষ্টা করেছি, কিন্তু সময় শেষ হয়ে গেছে। ডিজিটালভাবে এটি করা সহজ, যদিও! কেবল একটি চলমান গড় নিন। ধূসর/নীল গ্রাফ এবং কালো/সবুজ গ্রাফের মধ্যে একমাত্র পার্থক্য হল যে কালো/সবুজ গ্রাফ 3 ms উইন্ডোতে চলমান গড় ভোল্টেজ ব্যবহার করে। এটি বিটগুলির মধ্যে সময়ের তুলনায় এত ছোট উইন্ডো, তবে এটি সংকেতটিকে এত মসৃণ দেখায়।

ধাপ 10: পরবর্তী পদক্ষেপ?

এই প্রকল্পটি দুর্দান্ত ছিল, তবে কিছু সবসময় আরও ভাল করা যেতে পারে। এখানে আমার চিন্তার কিছু হয়। নীচে আপনার ছেড়ে যেতে নির্দ্বিধায়!

• একটি কম cutoff ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করুন। এটি সার্কিটে উপস্থিত কিছু গোলমাল দূর করতে হবে। এমনকি একটি খাড়া রোল বন্ধ সঙ্গে একটি কম পাস ফিল্টার ব্যবহার করে এমনকি প্রায় খেলা।
• উপাদানগুলি বিক্রি করুন এবং স্থায়ী কিছু তৈরি করুন। এটি গোলমাল, তার শীতল, এবং এটি নিরাপদ হওয়া উচিত।
• সংকেত ডিজিটাইজ করুন এবং এটি আপনার নিজের আউটপুট করুন, একটি DAQ বোর্ডের প্রয়োজনীয়তা দূর করে এবং আপনাকে এমন কোড লিখতে দেয় যা LabVIEW ব্যবহার করার পরিবর্তে আপনার জন্য হৃদস্পন্দন নির্ধারণ করবে। এটি দৈনন্দিন ব্যবহারকারীকে একটি শক্তিশালী প্রোগ্রামের প্রয়োজন ছাড়াই হৃদস্পন্দন সনাক্ত করতে দেবে।

ভবিষ্যতের প্রকল্প?

• এমন একটি ডিভাইস তৈরি করুন যা সরাসরি স্ক্রিনে ইনপুট প্রদর্শন করবে (হুমম রাস্পবেরি পাই এবং স্ক্রিন প্রকল্প?)
• এমন উপাদান ব্যবহার করুন যা সার্কিটকে ছোট করে তুলবে।
• ডিসপ্লে এবং হার্ট রেট ডিটেকশন সহ অল-ইন-ওয়ান পোর্টেবল ইসিজি তৈরি করুন।

এটি নির্দেশযোগ্য উপসংহার! পড়ার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ. দয়া করে নীচে কোন চিন্তা বা পরামর্শ দিন।