Кардиограф имеет от одного до трех полностью дифференциальных входов и позволяет осуществлять съём кардиосигнала либо в трех ортогональных отведениях, либо в нескольких стандартных отведениях I, II, III, V.
Рассматривается простой самодельный электрокардиограф с функцией записи ЭКГ на SD-карту, пригодный для круглосуточного наблюдения, в том числе для Холтеровского мониторирования.
Содержание: Схемы, Прошивки, Программы, Обсуждение.
Кардиограф имеет от одного до трех полностью дифференциальных входов и позволяет осуществлять съём кардиосигнала либо в трех ортогональных отведениях, либо в нескольких стандартных отведениях I, II, III, V.
В реальном времени можно наблюдать кардиограмму на экране компьютера или смартфона/планшета, к которым кардиограф подключаются по usb или блютузу. Также кардиосигнал пишется на SD-карту для последующего углубленного анализа.
Имеется кнопка, которую можно нажать для привлечения внимания к определенным моментам времени на записи. Также прибор содержит датчик давления и акселерометр, которые позволяют контролировать физическую активность для упрощения интерпретации длительных записей. Имеется микросхема часов реального времени для точной привязки записей ко времени.
На кардиографе имеется светодиод для индикации выделенных R-зубцов на кардиосигнале, позволяющий оперативно контролировать правильность хода записи. Авторская программа для анализа ЭКГ позволяет визуализировать кардиограммы, а также автоматически выделять R-зубцы, считать и визуализировать частоту пульса и R-R интервалы для легкого поиска аритмий, экстрасистол и прочих безобразий. Имеется функция экспорта данных в стандартный формат EDF для использования профессиональных программ обработки кардиограмм.
Промышленную плату для кардиографа, трехканальные входные цепи и идеологию работы для версии 3.0 разработал Александр Кравец
Для обработки записей кардиограмм и управления с кардиографом создана специальная программа для компьютера. Для неё доступна онлайн-справка.
Для отображения кардиограмм на смартфоне или планшете с ОС "Андроид" создано специальное приложение. Оно работает со всеми аппаратными реализациями кардиографа. Достаточно подключить кардиограф (переходник usb-com) к usb host (otg) Вашего устройства. Также поддерживается подключение кардиграфа по блютуз через модули HC-05, HC-06 и другие, причем поддерживается несколько режимов выдачи данных на блютуз. Само приложение тут.
Технология WebUsb позволяет подключить кардиограф к компьютеру или планшету по usb и работать с кардиографом прямо из браузера без установки дополнительных программ.
В простейшем случае интерпретация записей не требует специальных знаний, вполне достаточно использовать один канал. Программа автоматически обрабатывает записи и находит R-зубцы на ЭКГ. Измеренные R-R интервалы позволяют контролировать зависимость пульса от физической нагрузки. А по аномальным скачкам времени между импульсами легко выявлять различные аритмии. После выявления аномалий в R-R интервалах можно уже более внимательно изучить кардиосигнал в районе аномалии. Например, на фоне обычных импульсов желудочковые экстрасистолы выглядят характерно и пугающе (хотя малое количество таких экстрасистол это норма).
Для более точной интерпретации кардиосигнала необходимо придерживаться той или иной схемы наложения электродов. Программа поддерживает экспорт записей в стандартный формат EDF для использования профессиональных программ обработки.
Проект эволюционировал и сейчас доступно несколько принципиальных схем аппаратной части кардиографа, показанные в таблице ниже.
| Варианты кардиографа | Схема и описание, прошивка | Примечания |
|---|---|---|
| Одноканальный кардиограф: частота дискретизации 976.5625 Гц, внутренний АЦП МК 10 бит, запись на SD карту, акселерометр MMA7455LT, измеритель температуры тела DS1621. | ||
| 1.0 (pic16f873a) | Опубликованы в журнале Радиохобби 2012, №4 и на сайте 'паяльник' | Простая и надежная схема. Низковато разрешение кардиосигнала по 'вертикали' (хотя для надежной фиксации R-зубцов его вполне хватает). Опционально имеется вход измерения частоты для подключения разных датчиков с преобразованием величина→частота, например, самодельного датчика эрекции. |
| 2.0 (pic16f873a) | Схема и описание ниже | Значительно улучшено качество записи кардиосигнала, причем без использования дорогих деталей: добавлен только дополнительный ОУ. И приняты меры по снижению помех от цифровой части схемы на аналоговую часть. |
| Одно- или двухканальный кардиограф: частота дискретизации 976.5625 Гц, внутренний АЦП МК 12 бит, запись на SD карту, акселерометр MMA7455LT, индикация выделения пульса светодиодом. | ||
| 2.1 (pic18f26k42) | Схема и описание ниже | Ещё улучшено качество кардиосигнала за счет использования более мощного МК с 12-битным АЦП и большего времени накопления сигнала. Реализовано выделение R-зубцов на микроконтроллере и индикация их светодиодом. Аналоговая часть идентична версии 2.0 |
| 2.1 duo (pic18f26k42) | Схема и описание ниже | То же, что и одноканальная версия 2.1, но одновременно оцифровывается 2 канала (требуются дополнительные усилители в аналоговой части). Частота дискретизации кардиосигнала не изменилась (976.5625 Гц), но поток информации увеличился вдвое |
| Трехканальный кардиограф для Холтеровского мониторирования: 1,2 или 3 канала, частота дискретизации 976.5625 Гц, внутренний АЦП МК 12 бит, запись на SD карту, акселерометр MPU-6050, барометр bmp280, часы реального времени DS3231, блютуз HC-05/HC-06 и usb otg. | ||
| 3.0 Холтер (pic18f26k42) | Схема и описание ниже | Новая аппаратная часть на один, два или 3 канала с улучшенной защитой от помех. Часы реального времени DS3231 - кардиограф в любой момент готов начать запись. Современный акселерометр MPU-6050 и барометр bmp280 для контроля двигательной активности. Встроенная схема зарядки аккумулятора. Промышленная плата. Подключение к телефону / компьютеру по usb или блютуз. Кнопка для подачи сигнала и светодиод для индикации качества записи. |
Необходимые прошивки для МК с исходниками см. ниже.
Схема и описание первого варианта самодельного кардиографа с функцией записи на SD карту опубликована в журнале Радиохобби 2012, №4 и на сайте "Паяльник" (сперва статья была отправлена в журнал "Радио", но они ответили, что "Статья о кардиографе не по профилю нашего журнала". А редактор "Радиохобби" забыл о статье и она больше года провалялась в редакции). Судя по полученным отзывам, в целом схема кардиографа оказалась удачной: повторение конструкции не вызывало сложностей, собранный кардиограф не требовал настройки и работал сразу после включения.
Тем не менее, и схема и программное обеспечение кардиографа могут быть усовершенствованы (см. версии 2.0, 2.1 и 3.0).
Во-первых, программу для анализа кардиограмм можно улучшать бесконечно в плане визуализации и анализа кардиосигнала, автоматического выявления сердечных импульсов (R-зубцов), поиска проблем с ритмом. Тут опубликованы обновления программы и некоторые примеры работы с программой по выявлению аномалий в функционировании сердца.
Во-вторых, аппаратная часть кардиографа улучшалась в нескольких направлениях:
Поскольку более мощные микроконтроллеры (а тем более высококачественные АЦП) стоят дороже и зачатую менее доступны, предлагается гибкое изменения аппаратной части. Простая доработка исходной схемы уже позволяет добиться максимального качества оцифровки кардиосигнала (без дополнительного АЦП), а это без сомнения самое главное. Независимо можно рассмотреть вариант установки более мощного микроконтроллера с 12-битным встроенным АЦП (версия 2.1). Более продвинутый вариант аппаратной части рассчитан на три входных канала и использует более новые датчики (версия 3.0). Самый "крутой" вариант кардиографа - многоканальный внешний специализированный АЦП + USB микроконтроллер пока в разработке (правда не понятно, нужен ли этот вариант: качества съёма ЭКГ уже достаточно, а на ещё большую миниатюризацию особо рассчитывать не приходится).
Принципиальная схема самодельного кардиографа с усовершенствованной аналоговой частью приведена на рисунке ниже, файлы с прошивками в таблице.
Комментарии пользователей к схеме находятся ниже
Главное улучшение схемы - перед подачей на АЦП МК кардиосигнал дополнительно усиливается ОУ DA3.1 в ~50раз, что соответственно уменьшает ошибки дискретизации. Перед усилением из сигнала фильтром ВЧ на C4,R10 исключается постоянная составляющая. В результате динамический диапазон АЦП полноценно используется для оцифровывания именно полезного кардиосигнала сигнала, а не смещений изолинии, возникающих из-за разбаланса электродов.
Также для уменьшения шумов применен ФНЧ на R12, C3, а кроме того усиление DA3.1 на высоких частотах ограничено C5 в цепи обратной связи.
По стандартам, во избежание искажения кардиосигнала, фильтр постоянной составляющей должен иметь постоянную времени τ не менее 5 сек. Благо, это легко обеспечить за счет высокого входного сопротивление ОУ DA3.1. Недостатком дополнительного усиления кардисигнала является том, что при резком изменении напряжения разбаланса электродов, например, в процессе установке электродов на тело, возникнет перегруза усилителя и кардиограф окажется "слеп" на время нескольких τ. Конечно, полезная информация при этом фактически не теряется, но эту особенность поведения стоит иметь в виду при интерпретации данных кардиографа.
Для дальнейшего увеличения качества кардиосигнала приняты меры по уменьшению помех, которые SD-карта и МК создают при своей работе. Для этого применен стабилизатор напряжения питания аналоговой части DA5. Соответственно, это стабильное напряжение подано на МК в качестве опорного для АЦП (VREF). Для питания цифровой части (МК, SD-карта, датчики) также применен отдельный стабилизатор DA6 на 3.3в, это позволяет SD-карте и акселерометру всегда работать при номинальных напряжениях.
По сравнению с первой версией кардиографа, на схеме отсутствует термодатчик на DS1621, так как польза от него сомнительная. Измерения температуры тела вообще задача сложная. Но при желании этот датчик можно поставить и включить опрос в прошивке. Акселерометр BK1 также не обязателен. Однако опыт показывает несомненную пользу от него при интерпретации длинных записей, так как при этом всегда возникают вопросы: изменения кардиограммы связаны с двигательной активностью или возникли сами по себе.
Также в первой версии кардиографа вывод МК RA3 (выв. 5) использовался как выход сигнала CS выборки SD карты.
Теперь RA3 необходим как вход опорного напряжения для АЦП МК. Поэтому сигнал CS для SD карты выдаётся с выв. МК RA5 (выв. 7).
Также сигнал с выхода доп. усилителя подается на второй вход АЦП AN1.
На первый вход AN0 по прежнему подаётся сигнал напрямую с выхода инструментального усилителя DA4.
Это позволяет программно переключаться между 'старым' и новым усиленным сигналами, чтобы наглядно убедиться
в пользе от дополнительного усилителя.
Все это потребовало соответствующих (минимальных) изменений прошивки.
Новая прошивка выдает CS для SD карты на RA5 (выв. 7), а также по умолчанию записывает усиленный сигнал со второго (AN1) входа АЦП.
Прошивка поддерживает переключение по команде с компьютера с AN1 на AN0, а также выбор различных опорных напряжений для АЦП.
Дополнительный ОУ DA3 - практически любой, ибо требования к шумовым характеристика для него ниже, чем для усилителей в предварительных каскадах. В качестве DA4, DA5 можно использовать любые аналоговые микросхемы - стабилизаторы питания на 3.3в и ток до 100мА с низким падением напряжения (LDO). Не стоит использовать стабилизаторы, рассчитанные на большой ток (амперы), так как падение напряжение на них и собственное энергопотребление значительны.
Для питания кардиографа наиболее целесообразно использовать литиевые аккумуляторы подходящей емкости и размеров, которые можно заряжать от usb через стандартные схемы зарядки. Можно разместить схему зарядки и переходник usb-com в корпусе кардиографа, чтобы получить прибор с интерфейсом usb. Впрочем, возможно для экономии размеров носимого прибора, переходник и схему зарядки целесообразно сделать внешними. Это также позволяет иметь два переходника: первый с гальванической развязкой на оптопарах для наблюдения за кардиосигналом в реальном времени и второй без развязки для зарядки и скачивания кардиограмм в компьютер.
После доработки аналоговой части логично обновить цифровую, использовав вместо морально устаревшего Pic16f873a более современный МК с 12-битным АЦП. Для владельцев уже собранного кардиографа лучше всего, если новый МК будет совместим с исходной схемой по выводам. К сожалению это ограничивает выбор МК (в частности исключает МК с usb). Впрочем и без usb новый МК позволит обеспечить лучшее качество кардиосигнала, а это главное. Кроме того, у com-порта есть свое преимущество: куда проще сделать оптоэлектронную гальваническую развязку (нужна буквально пара дешевых оптопар).
В настоящее время прошивка успешно портирована на pic18f26k42. Это один из самых новых 8-битных МК от микрочип. При том же кварце на 10МГц рабочая частота МК в 4 раза выше. За счет этого до 39062.5 Гц увеличена частота опроса АЦП, при этом одна выборка кардиосигнала формируется суммированием 40 выборок АЦП. Высокая частота опроса АЦП снижает требования к аналоговым фильтрам по входу АЦП и несколько повышает "битность", примерно на log2(400.5) ≈ 2.6 бита.
Размер буфера для кардиосигнала увеличен до 512 байт, это снижается требования к скоростным характеристикам SD-карты и позволяет потенциально повысить частоту опроса кардиосигнала (которая впрочем и так довольно высока, ~1кГц) и число записываемых каналов.
Вместо МК pic18f26k42 можно использовать pic18f27k42 или pic18f25k42.
Также в новую прошивку добавлена функция анализа кардиосигнала по распознаванию R-зубцов. Пока это распознавание используется только для индикации светодиодом VD1 качества кардиосигнала. Каждый R-зубец отмечается вспышкой светодиода длительность 10мс, если идет запись на SD-карту. Если же запись на SD-карту не выполняется, то это индицируется длительной вспышкой светодиода. Как показывает практика, индикация работоспособности кардиографа очень полезная функция.
Для повышения качества записей кардиограф следует собирать на двухсторонней плате с переходными отверстиями и обширными земляными полигонами.
Для прошивки нового МК разработаны вспомогательные программы
Использование мощного МК pic18f26k42 позволяет без проблем оцифровывать несколько каналов кардиограммы. Разработана версия прошивки, которая одновременно оцифровывает сигналы по входам AN0 и AN1 МК и соответствующая программа визуализации и обработки кардиограмм.
Двухканальную прошивку 2.1duo можно использовать с аппаратной частью одноканальной версии 2.1 кардиографа, при этом будет фиксироваться сигнал до и после дополнительного усиления (что может быть полезно для проверки работы усилителя, а также расширяет динамический диапазон кардиографа).
Также можно добавить в аппаратную часть второй канал: два новых электрода, входной ОУ, инструментальный усилитель и при необходимости дополнительный усилитель. Схемы виртуальной и активной земли дублировать не надо. Сформированные аналоговой частью сигналы двух каналов подаются на входы AN0 и AN1 МК. На схеме двухканального кардиографа ниже датчик ускорения не показан, его подключение к I2C-шине такое же, как в одноканальной версии.
При наложении электродов надо стремиться к тому, чтобы на вход AN0 МК подавался сигнал с наиболее высокими R-зубцами, поскольку именно этот канал используется для выделения R-зубцов при управлении светодиодом и при обработке на компьютере.
В прошивке есть возможность переключаться с пары входов AN0, AN1 на входы ANB0, ANB1, на которые подаётся сигнал без дополнительного усилителя. Это позволяет оценить работу дополнительного усилителя и при необходимости изменить его усиление под конкретные задачи.
Это наиболее новая и продвинутая схема. Используются более новые датчики: акселерометр MPU-6050, барометр bmp280, часы реального времени, модуль блютуз hc-06 (hc-05). Принципиальная схема новой аппаратной части самодельного кардиографа приведена на рисунке ниже, файлы с прошивками в таблице.
В схеме имеется три независимых полностью дифференциальных канала для записи кардиосигнала. Все входы выведены на один входной разъём, на котором их можно скоммутировать требуемым образом. Например, если требуется получить не три ортогональных, а классические отведения I, II, III, V, то для их формирования достаточно собрать только два дифференциальных входа, нужные отведения формируются программно как линейная комбинация исходных сигналов с требуемыми весами.
Входные цепи снабжены резисторами для защиты усилителей от статического электричества. Выход активной земли также имеет цепи защиты, хотя они не являются обязательными. При проблемах можно попробовать удалить или уменьшить резисторы по цепи.
В схеме применены более современный датчики физической активности: акселерометр MPU-6050 и датчик атмосферного давления bmp280, способный почувствовать подъём подопытного по лестнице даже на единицы метров.
Большое внимание уделено защите от помех: для питания цифровой и аналоговой частей используются различные стабилизаторы, опорное напряжение для АЦП МК берется с аналоговой части. Предусмотрены также многочисленные фильтры по питанию. Наконец, для полной защиты от помех Александр Кравец разработал двухстороннюю плату с обширными земляными полигонами для промышленного изготовления через сайт jlcpcb.com.
В схему добавлена кнопка, факт нажатия на которую фиксируется на записи вместе с длительностью нажатия. Это позволяет отметить на записи заслуживающие внимания ситуации для их последующего детального анализа.
Также в схему добавлен блютуз-модуль HC-06 (можно HC-05), который позволяет подключить к кардиграфу без использования проводов компьютер или смартфон. Обычно для экономии питание на блютуз-модуль не подаётся, для его включения и выключения необходимо удерживать кнопку в течение 5 секунд. Факт включения и состояние bluetooth модуля индицируется отдельным светодиодом.
Ради передачи трех каналов скорость com-порта пришлось увеличить до 115200 бод (в предыдущих версиях было 57600 бод). Поэтому необходимо использовать последнюю версию программы, а в настройках приложения для смартфона указывать скорость подключения.
В схеме имеется микросхема зарядки литиевого аккумулятора TP4056. Ток зарядки выставляется резистором по выводу 2, его необходимо задать таким, чтобы он не был чрезмерным для применяемого аккумулятора. Контроля разряда нет, поэтому необходимо применять аккумулятор с встроенным контролем чрезмерного переразряда.
В схеме имеется микросхема часов реального времени (RTC), которая запитана напрямую от аккумулятора, миную выключатель питания. Это позволяет всегда иметь привязку записи ко времени без дополнительных манипуляций с подключением устройства к компьютеру. Т.е. кардиограф в любой момент готов к работе (если аккумулятор заряжен и время RTC выставлено).
В качестве ОУ можно использовать AD8542 или аналог TP8542 или вообще любой rail-to-rail ОУ с питанием в 3.3в. ФНЧ после ad623 можно сделать на 10КОм и 0.047 мкФ вместо 4.7 КОм и 0.1 мкФ. ФВЧ перед дополнительным усилением можно сделать 1 мкФ и 5.1МОм вместо 4.7мкФ и 1МОм, такой вариант позволяет обойтись менее дефицитным конденсатором меньшей ёмкости, благо входное сопротивление ОУ очень высокое. При желании усиление AD623 можно уменьшить до 6, увеличив задающий усиление резистор до 20 КОм, тогда дальнейшее усиление необходимо увеличить, увеличив резистор в обратной связи ОУ с 240 КОм до 510КОм, а соответствующий конденсатор уменьшив с 1000пФ до 240 пФ.
При генерации средней точки резисторы на 150 КОм можно увеличить до 510 КОм с целью экономии. Не очень понятно, стоит ли ставить обозначенные на схеме многочисленные фильтрующие конденсаторы по линии UREF: с одной стороны они уменьшают помехи, с другой стороны - закороченный емкостями выход ОУ может привести к потере устойчивости.
Блютуз-модуль hc-06 можно заменить на hc-05, учитывая отличия в распиновке (такая замена даже рекомендуется). Можно использовать и другие блютуз-модули, но в этом случае их придётся отдельно сконфигурировать на скорость com-интерфейса в 115200 бод. Доступно несколько режимов выдачи данных на блютуз, которые отличаются требуемой пропускной способностью интерфейса. Для передачи полного потока информации требуется ~2.2 кбайта в секунду на один канал ЭКГ на скорости 115200 бод. Соответственно такая скорость должна быть обеспечена блютуз-модулем. При желании частоту дискретизации ЭКГ для блютуза можно урезать до 100Гц. А радикально сократить поток можно передавая, например, только R-R интервалы или частоту пульса (этакий режим спортивного пульсомера), благо прошивка уже реализует распознавание R-зубцов. Это позволяет использовать экономичные модули BLE, хотя и несколько обесценивает саму идею снятия кардиограммы.
Если позволяют габариты (или при макетировании) вместо микросхем зарядки TP4056 и датчиков bmp280, MPU-6050 и DS3231 можно применять соответствующие готовые модули с али-экспресс. При этом для датчиков достаточно линии SDA и SCL шины I2C МК подключить к одноименным выводам модулей датчиков и подать на модули питание. Другие выводы модулей (CSB и SDO для bmp280, AD0 для MPU-6050) должны быть подключены к земле или питанию согласно основной схеме).
Необходимо учитывать, что "ардуинные" модули с али обычно рассчитаны на подключение к питанию +5в, хотя сами микросхемы требуют питания +3.3в. Поэтому модули обычно содержат на себе микросхему-стабилизатор (LDO) на 3.3в, и зачастую имеют хитрую схему преобразования уровней SDA и SCL. Поэтому необходимо:
Вообще, каждый модуль с али может содержать свои подтягивающие резисторы на шине I2C (можно посмотреть их на плате или на схеме модуля). В результате общее сопротивление подтяжек на I2C при подключении нескольких модулей может оказаться весьма низким. На работоспособности это не скажется, но потребление тока и помехи повышаются при уменьшении сопротивления подтяжек. Поэтому в идеале хорошо бы было заменить или выкусить лишние резисторы, чтобы общее сопротивление подтяжек было порядка 10-20 КОм.
Также для экономии аккумулятора лучше удалить с модулей светодиоды, если они там есть.
| Версия прошивки | Прошивка (hex, исходники) | Примечания |
|---|---|---|
| 1.0 (pic16f873) | hex, src | Вход кардиосигнала - AN0. Дополнительно прошивка обеспечивает опрос термометра DS1621 и акселерометра MMA7455LT, а также измерение частоты сигнала на входе RC2 (CCP1) |
| 2.0 (pic16f873) | hex, src | Управление входом CS SD-карты перенесено на вывод RA5. Опрос термометра DS1621 отключен (легко включить в исходниках). Кардиосигнал оцифровывается по входу AN1, входы AN2,3 используются как опорные напряжения для АЦП МК. Поддерживаются команды с компа по переключения входа кардиосигнала (AN1 или AN0), выбору опорных напряжений АЦП (со входов AN2,3 или от питания МК), с накоплением сигнала или с прореживанием. Если вставлена SD-карта, то при возникновении ошибки записи на SD-карту устройство перезагружается: если уж запланированы измерения, то они должны вестись |
| 2.1 (pic18f26k42) | hex, src | Кардиосигнал занимает полные 16 бит (12 бит АЦП + накопление по 40 выборок). Опрос термометра и измерение частоты не поддерживаются. Добавлено управление светодиодом по RC1 (CCP2), который мигает в соответствии с выделенными R-зубцами (алгоритм выделения R-зубцов реализован в прошивке) |
| 2.1_duo (pic18f26k42) | hex, src | Оцифровывается одновременно сигнал по входам AN0 и AN1. Формат записи на SD-карту не изменился, AN0 пишется в четные выборки, AN1 в нечетные. Частота опроса кардиосигнала не изменилась (976.5625 Гц), в каждом канале выборка формируется накоплением 20 отсчётов АЦП. Поток записи на карту SD увеличился в 2 раза. |
| 3.0 (pic18f26k42) |
hex 1 канал, hex 2 канала, hex 3 канала, src |
Поддерживаются новые датчики: акселометр MPU-6050, барометр bmp280, часы реального времени ds3231, а также кнопка и блютуз-модуль c гибкой настройкой. Запись от 1 до 3 каналов ЭКГ (входы МК RA0, RA1, RB0). Число каналов определяется значение 'ChsN' при компиляции исходников, а программа для компа опознаёт число каналов автоматически. Формат записи на SD-карту немного изменился с сохранением совместимости. Частота работы com-порта увеличина до 115200 бод. Частота опроса кардиосигнала не изменилась (976.5625 Гц). |
Примечание: для компиляции исходников под МК pic18f26k42 на ассемблере MPASM необходима MPLAB IDE X версии от v5.10 до v5.35. Более старые версии не поддерживают этот микроконтроллер, а более новые не поддерживают компилятор MPASM (такое вот кидалово от микрочип).
| Программа | Exe и исходники | Примечания |
|---|---|---|
| NikyComProgPic18F26k42, программа для обновления прошивок pic18f26k42 через com-порт | exe, src | Для нового МК изменились максимальный размер прошивки и размер станицы flash-памяти МК, поэтому программа для обновления прошивок через com-порт не встроена в программу обработки кардиограмм, а реализована отдельно |
| NikyJMDProgPic26k42, программа для первичной (высоковольтной) прошивки pic18f26k42 через jdm-совместимый (подключается к com-порту) программатор | exe, src | Данный МК довольно новый, поэтому были сложности с прошивкой его через jdm-совместимый (который подключается к com-порту) программатор из-за отсутствия поддержки в софте (например, PicPgm). Фирма микрочип подразумевает, что надо купить новый программатор. Однако протокол высоковольтного программирования современных Pic МК настолько прост, что была разработана собственная программа для высоковольтного программирования через com-порт |
Можно подключить к кардиографу вместо электродов пояс от спортивного пульсомера. При этом два контакта пояса подключаются к входам E+ и E-. Поскольку заземляющий электрод у пояса отсутствует, необходимо установить 2 симметрирующих резистора от E+ и E- к виртуальной земле UREF. Сопротивления резисторов должны быть порядка 560КОм (подобраны экспериментально, хотя теоретически возможны и большие значений).
Поскольку активная земля (E0) в таком включении не используется, при подключении кардиографа к компьютеру без гальванической развязки визуализация кардиограммы становится невозможной из-за превалирующих наводок. Поэтому целесообразно вывести контакт виртуальной земли E0 наружу - при прикосновении к нему можно смотреть кардиограмму. Также можно сделать гальваническую развязку com-интерфейса на оптопарах или использовать блютуз. Впрочем, при штатной работе (батарейном питании и отсутствии подключения к компу) наводки эффективно подавляются без активной земли.
Также отсутствие заземляющего электрода пояс представляет угрозу для входных цепей кардиографа. В момент подключения к компьютеру единственный путь для статического заряда, накопленного на теле (иногда весьма значительного), лежит через входы ОУ DA1. Поэтому целесообразно поставить последовательно со входами E+, E- резисторы на 20-100 КОм, а также перед подключением кардиографа к компьютеру предварительно разряжать "статику" на корпус компа.
Пояс пульсомера хорош тем, что легко и быстро надевается, и в сочетании с кардиографом позволяет получать надежные измерения пульса: в отличии от (даже дорогих и навороченных) спортивных пульсомеров, сбойные участки кардиограммы (часто возникающие во время движения) можно достоверно обнаружить и отбраковать. Что вообще там показывают спортивные пульсомеры в момент интенсивных движений - вопрос дискуссионный. Однако не оптимальный выбор мест наложения электродов у пояса уменьшает амплитуду полезного кардиосигнала и снижает помехозащищенность от "подвижек" электродов. При этом конструкция пояса такова, что электроды пояса реагируют на большой спектр движений тела. Наконец, долго носить пояс трудно, особенно это видно в сравнении с электродами - даже из монет на пластыре, не говоря уж о специализированных электродах для холтеровского мониторирования, которые практически не ощущаются.
