如何制作心電圖機

DIY心電圖示意圖

人的心臟就像人體內其他大多數肌肉一樣。在接收到電脈沖后，一旦電信號被移除，它將緊張然后放松。然而，與人體中依賴大腦神經作為控制信號的大多數肌肉不同，心臟包含其自身的用于控制泵送動作的電氣系統(tǒng)。當心臟跳動時，它產生的電位差大到足以被電子設備檢測到，這就是我們的電路檢測到的。

各種心跳階段。

簡單地將一對電極連接到胸部并測量差異并不是測量這種電位差的理想方法。雖然可以檢測到信號，但由于電網分布 ，它通常疊加在 《60》 60Hz的噪聲上，因此需要盡可能地減少這種噪聲。這樣做的一種方法是使用三個電極而不是兩個電極，其中第三電極連接到左腿，然后連接到我們電路上的接地平面。然后將第二電極CHEST1連接到胸部的右側，并將最后一個電極CHEST2連接到胸部的左側。通過這樣做，我們將大部分身體接地并使60Hz信號在任何地方都是通用的。

因此，在消除了大量噪聲的情況下，是時候檢測我們的心跳了！我們電路的第一階段是串聯電阻和兩個反向偏置二極管。這些部件是安全的，電阻器用作限流器，而二極管在高壓尖峰期間導通并減輕對用戶的電擊。 下一階段是儀表放大器（U1），它采用這兩個微小的電壓并放大它們 。放大量取決于RV3的值，但建議RV3配置為在引腳1和8之間提供2.2KΩ的電阻。然后將放大的信號加到100mV的偏移電壓（由R1形成的分壓器）和R5），提供小的DC偏移，改善LM358信號檢測。然后通過U2A放大該信號，U2A是可調增益放大器 ，其增益由RV1控制。

此信號仍然會包含一些60Hz的噪聲，R3和C1會進一步消除這種噪聲，形成一個低通濾波器。此濾波器將 非常好地傳遞心跳信號，但不會傳遞來自電源的嗡嗡聲，因此此濾波器會產生非常干凈的信號 。然后將該心跳信號傳遞到比較器（U4A）和緩沖器（U4B）。比較器設置為在心跳時觸發(fā)，閃爍LED，而U4B用于在計算機或其他電路（如示波器）上查看信號。

構造

可以使用大多數（如果不是全部）構建此電路 建筑技術，如PCBs ，條形板，矩陣板，甚至無焊面包板。這個項目安裝在一個帶有一些連接器的木質底座上，以展示最終的電路板。但是，如果要定期使用，那么這個電路可以更好地安裝在帶有外部連接器的適當外殼中。生成此項目所需的所有文件都包含在項目zip中，并包含CNC G-Code和自動調平。

PCB的輝煌！

電極

心電圖包裝

使用心電圖

首先，最重要的是， POWER THIS CIRCUIT WITH A BATTERY 。這有兩個原因，一個是安全，另一個是噪音。電池（如9V）不太可能造成傷害，因為產生的電壓很小，如果放在胸前，就不會引起問題（但請不要試試）。第二個原因是為了防止主電源進入電路的噪聲。在這個電路中，我們試圖消除盡可能多的噪聲，所以我們要做的最后一件事就是注入比現有更多的噪聲！

如前所述，您將需要取三個電極并將一個放在左腿（如果可能的話，大腿），胸部左側，胸部右側與心臟水平。左胸部電極連接到CHEST2，右側電極連接到CHEST1。使用示波器，您應該探測儀表放大器的輸出，以確認小心跳信號，該信號應該介于10mV和5V之間（是的，根據RV3的值，輸出確實可以很大）。調整RV3直到您得到明顯的信號，并確保不要使下一個放大器（U2A）飽和。此時，調整U2A，使C1（低通濾波器）上出現干凈的信號。最后，你可以調整RV2直到你看到你的心臟閃爍，如果你很幸運，它會在兩個節(jié)拍上發(fā)出脈沖（記住，你的心臟每次跳動兩次）。如果您在獲取信號時遇到問題，可能需要更換胸部電極，因為可能會產生負電壓而不是正電壓。