Курсовая работа (т): Методи вимірювання частоти серцевих скорочень

Стабілізоване джерело живлення +40В, 1.2А

Вихідна напруга 40В, струм навантаження 1.2 А, коефіцієнт стабілізації>100

На рисунку 3.2 розглянуте трасування плати за допомогою програмного продукту DipTracePCBLayout.

Рисунок 3.2 - Трасування плати

Розводка плати була створена автотрасувальником в програмному середовищі DipTracePCBLayout.DipTrace - це могутня система проектування принципових схем та друкованих плат.DipTrace включає в себе чотири основні програми: Schematic- розробка принципових схем; PCBLayout - розводка плат, ручне та автоматичне трасування; ComEdit-редактор корпусів; SchemEdit-редактор компонентів.[14]

В DipTraceSchematic створюються принципові схеми. Компоненти знаходяться зліва в меню бібліотек компонентів. Там є як компоненти лише для схеми електричної принципової, але ми можемо від цієї схеми перейти до трасування та моделювання в PCBLayout. Якщо клацнути лівою кнопкою миші по бібліотеці вона розгорне нам певну кількість компонентів та якщо ми виберемо один з них то отримаємо деяку інформацію про них. Наприклад позначення компонента на схемі електричні принциповій та вигляд корпусу цього компонента. Щоб встановити компонент треба виділити його лівою кнопкою миші та клацнути по частині вікна, де ми хочемо, щоб цей елемент розташовувався. За допомогою DipTraceSchematic ми можемо скоротити час для створення схем, тому що ми можемо вибрати фільтр елементів та ввести ім`я елементу і програма нам видасть конкретний потрібний для нас елемент.[14]

Щоб з DipTraceSchematic, з нашою готовою схемою, перейти до трасування в PCBLayout, потрібно натиснути в меню «Файл» пункт «ConverttoPCD». Почне завантажуватись PCBLayout. Програма зробить автотрасування. Але ми можемо редагувати розміщення компонентів на платі до розводки плати. Натиснувши кнопку авто трасування ми отримаємо розводку плати. Потім можна буде перейти до 3D моделей.[14]може не тільки робити розводку плат та трасування, а й 3Dмоделі плати, але лише якщо попередньо буде встановлена бібліотека з 3D моделями.Панельбібліотекмістить тількибібліотекикорпусів, апанель компонентівне маєобласті попереднього, але кожен компонент, будучи виділеним, виявляється як би в індивідуальнійобласті попереднього.[14]

На рисунку 3.3 представлена 3Dмодель розводки плати.

Рисунок 3.3 - Розводка плати 3Dмодель

Загальний вигляд та 3D модель встановлених елементів показані на рисунках А.1 та А.2 в додатку А. Загальний вигляд та 3D моделі розроблені в програмному комплексі ТРиАНА.

Встановлені граничні умови для плати, а саме температура 18 оС. Дослідивши повністю теплові процеси стабілізатора напруги температури ЕРЕ можуть використовуватися при дослідженні показників надійності як окремих компонентів установки, що входять в прилад, так і всього приладу в цілому.

Результати визначення температури ЕРЕ друкованої плати приведені на рис. А.3.

Аналіз температури корпусів показує, що найбільшу температуру мають такі елементи, як: електролітичний конденсатор С3(200мкФ), що складає 18,24 оС, резистор R3 (10кОм), що складає 18,24 оС та транзистори VT1(П701А), VT2(КТ608)та VT3(КТ602), що складають також 18,24 оС. Якщо дивитись рисунок А.6, то можемо сказати, що перегрітих елементів немає. Всі вони відносяться до відносно холодних, температури яких особливо не відрізняються.

Активні зони

Результати визначення температури активних зон друкованої плати приведені на рисунку А.4. Зазначимо, що найбільша температура активних зон знаходиться на VT2 та VT3, що складає 18,74 оС.

Суміщені температури ЕРЕ

Суміщені температури ЕРЕ - температури елементів які змінюються в залежності від температури навколишнього середовища

Результати визначення суміщення температури ЕРЕ друкованої плати приведені на рисунку А.5.

Як ми можемо побачити з рисунку А.5, найбільш суміщена температура на VT2 та VT3.

Перегріті ЕРЕ

Результати визначення перегрітих компонентів друкованої плати приведені на рис. А.6.

З рисункуА.6 ми можемо побачити, що на платі немає перегрітих компонентів.

Потужності ЕРЕ

Результати визначення потужності ЕРЕ приведено на рисунку А.7.

Як бачимо найбільша потужність у конденсаторів С1, С2, С3, С4, С5; діодного моста D1; резисторів R3 таR6; та транзисторівVT1,VT2 та VT3 потужність яких складає 50 Вт.

Коефіцієнт теплового навантаження ЕРЕ

Коефіцієнт теплового навантаження ЕРЕ - показує які встановлені елементи є найбільш перегрітими, та для яких по можливості повинен бути встановлено радіатор, або пристрій для їх охолодження.

Результати визначення коефіцієнту теплового навантаження ЕРЕ приведено на рис. А.8.

Як бачимо найбільший коефіцієнт у конденсаторів С1, С2, С3, С4, С5, що складає 0,18.

Ізотерми

Ізотерми це - моделювання на геометричній моделі елементів установки з використанням кольорової палітри дає розробнику можливість отримати достатньо повну інформацію про теплові процеси, що протікають в встановлених елементах.

Результати визначення ізотермів приведено на рис А.9.

Видно що найбільше нагрівання плати (повітря на платі) знаходиться під діод ним мостом D1, що складає 18,04. Наймеше нагрівання плати знаходиться під резисторами R1 таR4, що складає 18,01.

Термограма

Термограма - показує температуру навколишнього середовища навколо встановлених елементів.

Результати визначення теплограми друкованої плати приведено на рис. А.10.

Видно, що найбільше виділення тепла відбувається на конденсаторі С1, діодному мосту D1, діоді D2 та транзисторах VT2 таVT3, що складає 18,24 оС.

ВИСНОВОК

В даній курсовій роботі були розглянуті методи вимірювання частоти серцевих скорочень, тобто вимірювання пульсу від найпростішої методики намацування пульсу у людини біля основи кистей рук до аналогових та цифрових методик. Розглянуті основні методики та прилади, що виконані за допомогою цих методик, а саме різні варіації пульсометрів (нагрудний ремінь, пульсометр-годинник, пальцевий фото плетизмограф, ЕКГ апарат).Цифрові методи вимірювання частоти є безпосередніми, тобто частота вимірюється як число імпульсів за фіксований проміжок часу.Велике значення для поліпшення характеристик медичних приладів має можливість їх дослідження шляхом комп'ютерного моделювання. Більшість сучасних пульсометрів мають функцію передачі даних від приладу до комп`ютера. Використовують дротову передачу чи бездротову.

В даний час дуже актуально мати при собі пульсометр особливо людям з хворобами серця, яким потрібен постійний контроль за частотою серцевих скорочень, щоб передбачити погіршення стану здоров`я. Пульсометри також необхідні для спортсменів, щоб покращити ефективність тренувань та щоб не перевантажувати свій організм. Чергувати навантаження та відпочинок, що дуже важливо для людського організму.

Також розроблені структурна та функціональна схеми приладу для визначення частоти серцевих скорочень та їх опис. Зазначили технічні характеристики приладу.

Зроблене трасування та розводка плати в програмному середовищі DipTrace. Здійснений розрахунок та моделювання теплового режиму пристрою за допомогою програмного комплексу ТРиАНА. Додані рисунки з зображенням теплового режиму для елементів РЕА плати пристрою.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Костенко В. Л. Моделирование измерительного канала компьютерного фотоплетизмографа / В. Л. Костенко, М. В. Ядрова, А. А. Николенко // Электротехнические и компьютерные системы. - 2011.- № 04 ( 80 ). - С. 205-208

Физиология человека / под ред. В.М. Покровского и Г.Ф. Коротько. - 2. - М. : Медицина, 2003. - 656 с.

Дикунов А. Строительство датчика пульса. Биологическая обратная связь. - М.: Медицинские приборы, 2002.

Богуш М.В. Гориш А.В. Исследование технических характеристик пьезоэлектрических датчиков методом конечных элементов. - Информационно-измерительная техника, экология и мониторинг: науч. тр.- Вып.6 - (2003). - М.: РКА, МГУЛ, 2003. - 242c.

Яценков В.С Микроконтроллеры MICROCHIP. Практическое руководство. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. - 296с.

Стаття «Пульсометр», Автори В. ЕФРЕМОВ, Ю. ШНАПЦЕВ. «Домашние технологии» Патлах В.В. 2007

Стаття «Фотоплетизмографія» #"880572.files/image083.gif">

Рисунок А.1 - Загальний вигляд встановлених елементів

Рисунок А.2 - 3Dмодель встановлених елементів

Рисунок А.3 - Температура корпусів ЕРЕ

Рисунок А.4 - Температура активних зон

Рисунок А.5 - Суміщені температури ЕРЕ

Рисунок А.6 - Перегріті компоненти плати

Рисунок А.7 - Потужності ЕРЕ

Рисунок А.8 - Коефіцієнт теплового навантаження

Рисунок А.9 - Ізотерми плати

Рисунок А.10 - Зображення термограми в простому та 3D вигляді