Это устройство ЭКГ может быть легко построено менее чем за 1 час. При сборке требуются только самые базовые навыки работы с электроникой. Простая конструкция схемы, удачная компоновка, низкая стоимость и неплохая производительности устройства обусловлены наличием нескольких плат:
- Модуль ЭКГ AD8232
- Плата Arduino Nano
- Модуль Bluetooth HC-05 или HC-06
-Провода
-Паяльник
-Смартфон на платформе Android
При сборке данного устройства знания в области программирования не требуются, поскольку все, что нужно, - это установить приложение, открыв apk-файл со смартфона, и загрузить предоставленный эскиз Arduino на плату Arduino.
Этот проект не является медицинским устройством и не предназначен для использования в качестве медицинского устройства для диагностики или лечения каких-либо состояний.
Устройство ЭКГ подключается к человеку, и в целях безопасности и во избежание повреждения устройства следует использовать только батареи низкого напряжения.
Запрещается использовать источники питания переменного тока, трансформаторы или другие источники напряжения, чтобы избежать серьезных травм и поражения электрическим током себя или окружающих.
Запрещается подключать какие-либо приборы или устройства с питанием от сети переменного тока к предлагаемому здесь устройству ЭКГ.
Для питания используйте только аккумулятор (максимальное напряжение: 9 В).
AD8232 использует драйвер (RLD) для уменьшения синфазных помех. Как указано в техническом описании компонентов AD8232: «Обратите внимание, что при использовании этого усилителя для управления электродом, должен быть резистор, подключенный последовательно с выходом, чтобы ограничить ток, который всегда будет меньше 10 мкА даже в условиях неисправности».
В стандартных модулях AD8232 обычно используется резистор на 360 кОм. Он установлен последовательно с выходом RLD, поскольку его питание составляет 3,3В. Для питания платы Arduino Nano требуется как минимум батарея на 6 В (7 В - это значение, рекомендованное Arduino), поэтому для поддержания ограничения тока RLD ниже 10 мкА требуется более высокий резистор.
Как уже говорилось, аппаратная часть простая и состоит из трех модулей.
Подключения можно выполнить, припаяв провода непосредственно к платам или используя соединительные кабели с гнездовыми разъемами. Батарея питает плату Arduino. Модуль HC-06 (или HC-05) питается от выхода напряжения Arduino 5 В, а модуль AD8232 питается от выхода напряжения Arduino 3,3 В.
В целях безопасности выход RLD подключен к электроду через резистор. В стандартных модулях AD8232 обычно используется резистор на 360 кОм, включенный последовательно с выходом RLD, поскольку его питание составляет 3,3 В. Даже если модуль AD8232 питается от Arduino при напряжении 3,3 В следует учитывать значение напряжения батареи. Так, например, если используется батарея 9 В, чтобы поддерживать ограничение тока RLD ниже 10 мкА, требуется резистор выше 900 кОм (ток = напряжение / сопротивление). Итак, резистор на 360 кОм нужно заменить на 1МОм. Эта операция - единственная, требующая определенных навыков пайки, поскольку такие резисторы (SMD) очень малы.
Альтернативой замене резистора RLD на плате AD8232 может быть последовательное добавление общего резистора (например, 680 кОм в случае батареи 9 В) к резистору SMD 360 кОм на плате AD8232 (сумма составит 690 кОм для АКБ 6В или 1040кОм для АКБ 9В). Такой резистор нужно установить между выводом RL платы AD8232 и электродом RL. Правда в этом случае использовать штекерный разъем AD8232 невозможно, а необходимо использовать контакты электродов.
Готовые модули AD8232 обычно включают в себя электродный кабель, который может быть подключен к платам непосредственно через специальный разъем. Однако можно изготовить индивидуальный кабель электродов и подключить его к специальным контактам AD8332. Кабель может быть изготовлен с использованием коаксиального кабеля (лучше экранированного, чтобы уменьшить внешний шум), зажима типа «крокодил», термоусадочной трубки и разъемов.
В качестве корпуса мастер использует пластиковую коробку.
Выключатель должен быть установлен в разрыв положительного провода. Вместо использования дополнительного светодиода для проверки включения устройства можно использовать светодиод модуля HC-06 (или других плат), который горит при включении платы. В коробке необходимо сделать несколько отверстий: одно для выключателя, одно для электродного кабеля и одно для светодиода.
Устройство должно питаться только от батарей, а значение напряжения должно быть от 6 до 9 В. Минимальное напряжение питания, рекомендуемое для Arduino nano, составляет 7 В. Однако, если батареи полностью заряжены, устройство может нормально работать и при 6 В (например, 4 х 1,5 В АА батареи полностью заряжены или 5 х 1,2 В АА аккумуляторы полностью заряжены). При работе от 6 В полученный сигнал ЭКГ может стать довольно шумным, когда батареи разряжаются. Использование значения напряжения выше 6 В (например, батарея 9 В) поможет избежать этой проблемы.
Устройство ЭКГ может работать также с различными платами Arduino. Были протестированы Arduino Nano и Arduino UNO. Другие платы могут быть использованы (например, Arduino Micro, Arduino Mega и т. д.) однако предоставленный файл эскиза Arduino нуждается в модификациях в соответствии с функциями платы.
Прибор ЭКГ может работать также с модулем HC-05 вместо HC-06.
Файлы эскизов Arduino можно легко загрузить на плату Arduino, установив программное обеспечение Arduino IDE (бесплатно загружаемую с официального веб-сайта Arduino) и следуя руководству, доступному на официальном веб-сайте. Мастер предоставил один файл эскиза («ECG_SmartApp_skecht_arduino.ino») как для Arduino Nano, так и для Arduino UNO (эскиз был протестирован с обеими платами). Этот же скетч должен работать и с Arduino Micro. Для другой платы Arduino файл эскиза может потребовать изменений.
ECG_SmartApp_skecht_arduino.ino
Для работы устройства требуется установить на смартфон приложение EcgSmartApp. EcgSmartApp доступен только для Android (как минимум Android 6 или выше).
Чтобы установить приложение, нужно скопировать предоставленный ниже apk-файл «ECG_SmartApp.apk» в память смартфона, открыть его и следовать инструкциям по установке. Перед установкой может потребоваться изменить настройки смартфона, разрешив установку приложения из неизвестных источников (установите флажок «Неизвестные источники» в меню «Безопасность»).
Чтобы подключить устройство ЭКГ к модулю Bluetooth HC-06 (или HC-05), при первом соединении Bluetooth с модулем может быть запрошен код сопряжения или пароль: введите «1234».
Если приложение не находит модуль Bluetooth:
- попробуйте закрыть приложение, включите соединение Bluetooth вручную на своем устройстве и снова откройте приложение.
- проверьте, не разряжена ли батарея
- попробуйте выполнить сопряжение смартфона с модулем Bluetooth HC-06 (или HC-05) с помощью настройки Bluetooth смартфона (код сопряжения «1234»); эта операция нужна только один раз (первое подключение)
Может возникнуть проблема с подключением Bluetooth для некоторых устройств Android One и в редких случаях также для Android 10. Попробуйте другое устройство Android 10 или используйте устройство с версией Android ниже Android 10.
Файл установки:
EcgSmartApp_ver4_2.apk
Прикрепленные ниже файлы pdf включают:
- полное и подробное руководство по использованию и сборке устройства
- спецификацию оборудования
- особенности программного обеспечения
- поиск проблем
- дополнительную информацию
ECG SmartApp User Manual Ver3.pdf
ECG SmartApp Assembly Manual Ver3.pdf]
