Hoy se va a mostrar la segunda parte del proyecto que gráfica las señales ECG en la computadora, la parte que se muestra es la del desarrollo del hardware.
Desarrollo del hardware
La figura siguiente muestra el diagrama esquemático del sistema desarrollado:
En la figura se notan claramente las tres grandes partes del sistema, el acondicionamiento de señal, el filtro pasa-bajas y la computadora. Enseguida se muestran más detalles técnicos del hardware.
Acondicionamiento de la señal
La adquisición y acondicionamiento de la señal fue realizada por dos circuitos principales:
• Amplificador AD620A
• Amplificador OP97
Enseguida se detallan cada uno de ellos.
Amplificador AD620
El amplificador de instrumentación AD620, es el encargado de la adquisición y amplificación de las señales del corazón, el circuito junto con las resistencias asociadas a él son recomendadas por el fabricante en su hoja de datos, por lo que no se requirió calculo alguno para obtener los valores, pues ¿por qué habríamos de inventar de nuevo la rueda?
El AD620 dispone de 8 terminales y viene en empaquetado tipo DIP, las características generales de este circuito se muestran enseguida:
• La ganancia de voltaje es de 1 a 10,000.
• La ganancia se coloca utilizando una sola resistencia.
• Opera con voltajes BIPOLARES de +- 2.3 a +- 18 volts.
• Opera con voltajes BIPOLARES de +- 2.3 a +- 18 volts.
• Disponible en empaquetado de 8 pines.
• Consumo de 1.3 mA.
• Consumo de 1.3 mA.
• El desempeño en DC es excelente ya que solo tiene un máximo de 50 uV de offset.
• Desvío máximo de 0.6 uV/°C
En la figura siguiente muestra las terminales que tiene el amplificador
La descripción de cada terminal es mostrada en la siguiente tabla
# de pin Nombre Descripción
1 RG Conexión de la resistencia de ganancia
2 In(-) Etrada inversora
3 In(+) Etrada no inversora
4 Vss Amentación negativa
5 Ref Referencia
6 Out Salida
7 Vcc Aimentación positiva
8 RG Cnexión de resistencia de ganancia
Amplificador de Precisión OP97Este circuito es el complemento del AD620, el circuito se coloca de forma invertida como se observa en el diagrama esquemático, con el objetivo de cancelar la interferencia que se esté generando por los electrodos, la figura 3.6 muestra el diagrama de terminales de este chip.
# de pin Nombre Descripción
1 NULL
2 In(-) Entrada inversora
3 In(+) Entrada no inversora
4 Vss Alimentación negativa
5 OVER COMP Referencia
6 Out Salida
7 Vcc Alimentación positiva
8 NULL
Filtro pasa-bajasEl filtro pasa-bajas fue realizado con un amplificador de propósito general el LM741
Amplificador LM741.
La serie LM741 son de uso general amplificadores operacionales está dirigido a una amplia gama de aplicaciones analógicas. La figura siguiente muestra el diagrama de conexión para el encapsulado típico de un amplificador operacional.
La descripción de cada terminal es mostrada en la siguiente tabla:
# de pin Nombre Descripción
1 OFFSET Anulamiento sobrecompensación
2 In(-) Entrada inversora
3 In(+) Entrada no inversora
4 Vss Alimentación negativa
5 OFFSET Anulamiento sobrecompensación
2 In(-) Entrada inversora
3 In(+) Entrada no inversora
4 Vss Alimentación negativa
5 OFFSET Anulamiento sobrecompensación
6 Out Salida 7 Vcc Alimentación positiva 8 NC No conectar En este proyecto el LM741 se configura como filtro activo pasa bajas, el filtro se hace con el circuito RC y el operacional se utiliza como amplificador de ganancia unitaria como se observo en el diagrama esquemático del sistema, en este caso los valores de las resistencias, si fueron calculadas para una frecuencia de corte de aproximadamente 60 Hz.
Tarjeta de sonido de la computadora
La señal que se genera en la salida del filtro pasa bajas se inyecta a la tarjeta de sonido de la PC, usando la entrada del micrófono, a continuación se muestran las características generales de una tarjeta de sonido de una PC, la figura siguiente muestra el diagrama bloques de la tarjeta de sonido.
Como se puede observar la tarjeta de sonido tiene incluido un convertidor analógico digital (ADC) entre muchos otros componentes que no se describirán aquí.
El ADC es el encargado de recibir la señal ECG por medio de la entrada del micrófono, la adquisición de esta señal, por medio de la tarjeta, es realizada por el software que se desarrollo, en otras palabras aquí es donde entra el software creado, esto con la finalidad de manipular la tarjeta de sonido, el software se describe después, en la próxima entrada.
Hola, que tal.
ResponderEliminarCuando ya implementan el dispositivo, solo usan las baterias?, no utilizan los convertidores para los voltajes negativos de -12???
Gracias y buen proyecto.
Hola si, solo se usan las baterias, son dos de 12 volts, una para el +12 y otra para el -12, por que el AD620 solo funciona con voltajes negativos.
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