Отчет о прохождении производственной практики в рамках пилотного проекта унл пролаб cdio-фибс




Дата17.02.2017
Размер2.22 Mb.
Просмотров220
Скачиваний0
ТипОтчет

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Факультет: Информационно-измерительных и биотехнических систем

Отчет о прохождении
производственной практики
в рамках пилотного проекта
УНЛ ПРОЛАБ CDIO-ФИБС
Санкт-Петербург
2016 г.

Руководитель проекта: Анисимов Алексей, аспирант, инженер, ассистент кафедры Биотехнических систем

Команда проекта:
Скоробогатова Алѐна, группа 3503. Основная роль в проекте: разработка корпуса устройства, монтаж компонентов печатной платы.

Алексеенкова Екатерина, группа 3503. Основная роль в проекте: разработка печатной платы устройства.
Исаев Руслан, группа 3503. Основная роль в проекте: разработка программы для персонального компьютера.



Некрасов Иван, группа 3503.
Основная роль в проекте: разработка схемы устройства, отладка основных узлов.

Содержание

1. Цели и задачи производственной практики ......................................................................................... 3
1.1. Цели ........................................................................................................................................................ 3 1.2. Задачи ..................................................................................................................................................... 3
2. Производственная практика в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» ............................................................................ 4
2.1. Назначение устройства ......................................................................................................................... 4 2.2 Требования к разрабатываемому устройству ...................................................................................... 4 2.3 Разработка схемы устройства ............................................................................................................... 5 2.3.1 Структурная схема устройства ...................................................................................................... 5 2.3.2 Разработка принципиальной схемы устройства ........................................................................... 6
3. Изготовление печатной платы в программной среде CircuitMaker .............................................. 13
4. Разработка корпуса устройства ............................................................................................................. 17
5. Применение 3D-принтера Picaso Designer для печати корпуса устройства ................................. 20
6. Готовое устройство .................................................................................................................................. 24
6.1. Внешний вид готового устройства .................................................................................................... 24 6.1 Управление устройством ..................................................................................................................... 25
Заключение .................................................................................................................................................... 26

3
1. Цели и задачи производственной практики
1.1. Цели
Разработка и изготовление рабочего макета устройства для синхронной регистрации значимых физиологических показателей человека
(электрокардиограммы и сигнала пульсовой волны).
1.2. Задачи
Этап разработки:

структурной и принципиальной схем устройства;

разводка печатной платы;

моделирование корпуса устройства;

написание в программной среде Matlab программного модуля для отображения данных на мониторе ПК.
Этап изготовления:

печатная плата;

монтаж компонентов печатной платы;

корпус устройства (на 3D-принтере);

сборка готового макета устройства;

отладка программного модуля.

4
2. Производственная практика в СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2.1. Назначение устройства
Разрабатываемое устройство предназначено для синхронной регистрации физиологических сигналов, снимаемых с тела человека, а именно: сигнала электрокардиограммы (ЭКГ) с одного стандартного отведения, сигнала пульсовой волны (ПВ) с оптического датчика. Для снятия сигнала ЭКГ могут использоваться как многоразовые хлорсеребряные электроды, одеваемые на руки (2 или 3 штуки в зависимости от конфигурации), так и стандартные одноразовые хлорсеребряные электроды. При этом регистрация сигнала пульсовой волны ведется при помощи метода фотоплетизмографии, в качестве датчика может применяться стандартный фотоплетизмографический датчик, одеваемый на палец и работающий на проходящем свете (Nellcor DS-100A), также возможно использование одноразового датчика, который крепится на палец (датчик работает на проходящем свете) или сонную артерию (датчик работает на отраженном свете).
2.2 Требования к разрабатываемому устройству
Разрабатываемое устройство должно обеспечивать синхронную регистрацию сигналов с двух каналов (ЭКГ и пульсовая волна), их аналого- цифровое преобразование, промежуточное хранение и обработку данных в цифровом виде, последующую передачу данных на персональный компьютер
(ПК).
Управление передачей данных ведется с помощью внешней программы со стороны ПК, из внешних элементов управления на устройстве может присутствовать только кнопка включения/выключения. Также на устройстве
(по согласованию) может присутствовать индикация питания (зеленый светодиод).



5
2.3 Разработка схемы устройства
2.3.1 Структурная схема устройства
Требования, выдвигаемые к устройству, указаны в п. 2.3.2. Устройство должно состоять из следующих функциональных блоков:

Блок регистрации сигнала электрокардиограммы
(ЭКГ), содержащий 3 отведения (два сигнальных электрода и один – виртуальная земля). Данный функциональный блок необходим непосредственно для регистрации сигнала ЭКГ с тела человека.

Блок аналоговой фильтрации и аналого-цифрового преобразования
ЭКГ. Этот блок производит аналого-цифровое преобразование полученного с электродов сигнала, подавляет помехи, удаляет постоянную составляющую и сетевую помеху (50 Гц).

Блок регистрации пульсовой волны (ПВ) с пульсоксиметрического датчика. Этот блок предназначен для регистрации пульсовой волны с тела человека.

Блок фильтрации и аналого-цифрового преобразования сигнала ПВ.
Данный блок производит предварительную аналоговую обработку сигнала: удаление дрейфа постоянной составляющей и высокочастотных помех, преобразование аналогового сигнала с датчика в цифровой.

Микропроцессорный блок, который обеспечивает сбор данных с указанных выше блоков, а также управление работой всего устройства и связь с ПК.

Блок гальванической развязки. Так как разрабатываемое устройство получает питание от персонального компьютера (+ 5В по шине
USB) – данный вариант требует обеспечения гальванической развязки между ПК и пользователем (как по шине питания, так и по линиям передачи данных) для соответствия стандартам безопасности.

6
Структурная схема разрабатываемого устройства приведена на рис.1.
Рис.1. Структурная схема разрабатываемого устройства
2.3.2 Разработка принципиальной схемы устройства
В соответствии с указанными в п.2.3.1 структурными блоками устройства производится выбор принципиальной схемы всего устройства, далее приведено подробное описание принципиальной схемы каждого блока в отдельности.
1.

Блок регистрации, фильтрации и аналого-цифрового преобразования
сигнала ЭКГ должен удовлетворять следующим требованиям:

частотный диапазон: от 0,05 до 100 Гц;

разрядность АЦП (не менее): 10 бит;

максимальная разрядность АЦП: 22 бита;

частота оцифровки сигнала (не менее): 250 Гц;

максимальная частота оцифровки сигнала: 2кГц;

подавление синфазной помехи (не менее): 60 дБ;

диапазон измеряемых входных напряжений: 0,1 мВ - 10 мВ;

предварительная аналоговая фильтрация: дрейф постоянной составляющей, высокочастотные помехи, сетевая помеха (50 Гц).
Применение современной элементной базы позволяет во многом упростить схемотехнические решения для реализации канала регистрации
ЭКГ, удовлетворяющего означенным выше требованиям. При этом для обеспечения минимального энергопотребления и соблюдения необходимых
Блок регистрации
ЭКГ
Блок регистрации
ПВ
Блок фильтрации
ЭКГ
Блок фильтрации
ПВ
Блок гальвани ческой развязки
Микроп роцессо рный блок
ПК

7 метрологических характеристик нецелесообразно использовать при разработке каналов регистрации данных сборки на дискретных аналоговых компонентах (транзисторах, операционных усилителях, АЦП и т.д.). Для этих целей рекомендуется применять специализированные микросхемы аналоговых интерфейсов (Analog Front End) медицинского назначения. Они представляют собой высокоинтегрированные комбинированные аналого- цифровые схемы на одном кристалле, позволяющие проводить предварительную аналоговую обработку сигналов и их преобразование в цифровой код. Самым важным достоинством подобных интегрированных решений является возможность гибкой настройки режимов работы для обеспечения максимальной энергоэффективности: изменение частоты дискретизации по каждому из каналов регистрации, возможность отключения любого из каналов или всей микросхемы (переключение в спящий режим, при котором потребление снижается до минимума), снижение разрядности аналого-цифрового преобразования, возможность отключения блоков фильтрации.
Поэтому в данной разработке было принято решение реализовать канал регистрации сигнала электрокардиограммы на базе микросхемы
AD8232. В качестве входного каскада микросхемы AD8232 используется инструментальный усилитель на двух хорошо согласованных усилителях тока, управляемых напряжением (transconductance amplifier), в отличие от стандартных схем с применением операционных усилителей, что позволяет добиться значительного повышения коэффициента подавления синфазной помехи. Также входной каскад позволяет фильтровать частоты, близкие к постоянной составляющей сигнала, что позволяет обеспечить начальный коэффициент усиления в 40 дБ при дрейфе постоянной составляющей сигнала вплоть до 300 мВ. Для этого применяется дополнительный операционный усилитель (ИНТ), реализующий функцию интегратора (при подключении внешних пассивных компонентов к соответствующим

8 выводам), подающий выходной сигнал обратно на вход инструментального усилителя, подавляя тем самым постоянную составляющую входного сигнала. Интегратор выступает также в роли фильтра верхних частот первого порядка (с крутизной характеристики 20 дБ на декаду), позволяя избавиться от дрейфа постоянной составляющей при плохом контакте электродов. Поскольку для фильтрации постоянной составляющей обычно используются конденсаторы большой ѐмкости, что сказывается на увеличении установки выходного сигнала, предусмотрена системы быстрой установки выходного сигнала (за счет шунтирования резистора интегратора малым сопротивлением для ускоренной зарядки конденсатора). Это позволяет снизить энергопотребление системы при выводе микросхемы из спящего режима.
Операционный усилитель общего назначения (A1) позволяет добавить в общую схему фильтр нижних частот и увеличить коэффициент усиления до необходимого значения, за счет использования большего количества пассивных компонентов. Принципиальная схема блока регистрации ЭКГ приведена на рис.2. Для питания микросхемы AD8232 используется обладающий крайне низким шумом (9 мкВ) линейный стабилизатор
ADP150 с малым падением напряжения (low dropout), обеспечивающий выходное напряжение 3,3 В и выходной ток до 150 мА. Малопотребляющий
12-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) последовательного приближения AD7475 предназначен для оцифровки аналогового ЭКГ сигнала, поступающего с выхода микросхемы AD8232. Опорное напряжение АЦП (3,3В) задается с помощью прецизионного источника опорного напряжения (ИОН) AD1582 (начальная точность при 25°C:
0,08 %).

9
Рис.2. Принципиальная электрическая схема канала регистрации ЭКГ сигнала
2.

Блок регистрации, фильтрации и аналого-цифрового преобразования
сигнала пульсовой волны должен удовлетворять требованиям:

частотный диапазон: от 0 до 20 Гц;

разрядность АЦП (не менее): 10 бит;

максимальная разрядность АЦП: 16 бит;

частота оцифровки сигнала (не менее): 100 Гц;

максимальная частота оцифровки сигнала: 1кГц.
Для регистрации сигнала ПВ наиболее предпочтительным является оптический метод (фотоплетизмограмма – ФПГ), при этом в качестве датчика применяется измерительный модуль, состоящего из сдвоенного светодиода
(работающего в красном – 640 нм, и инфракрасном– 950 нм, диапазонах) и фотодиода с широким рабочим диапазоном (600 -1000 нм). Для управления оптическим датчиком и обработки сигнала с фотодиода в данной разработке была использована микросхема AFE4490, в состав которой входят следующие блоки: входной трансимпедансный усилительный каскад для преобразования входного тока фотодиода в напряжение (возможна регулировка коэффициента усиления и частоты среза низкочастотного фильтра), драйвер двухканального светодиода, полосовой перестраиваемый фильтр, 22-битный сигма-дельта АЦП

10 и диагностический модуль, позволяющий реализовывать дополнительные функции: определение обрыва или короткого замыкания в цепи светодиодов и фотоприемника. Интегрированный драйвер светодиодов с программируемым значением рабочего тока до 75 мА (в импульсном режиме) позволяет проводить гибкую настройку режимов работы светодиодов и частоты дискретизации сигнала ПВ для обеспечения наиболее эффективного энергопотребления
(отдельно программируется время работы каждого из светодиодов, время паузы между рабочими режимами, независимая регулировка тока красного и инфракрасного светодиодов). При этом собственное потребление микросхемы
(при работающем внутреннем генераторе) не превышает 100 мкА.
Принципиальная схема канала регистрации сигнала пульсовой волны приведена на рис.3. Для обеспечения дополнительной стабильности питания микросхемы AFE4490 (пиковое потребление излучающих светодиодов может достигать нескольких десятков мА) используются пассивные фильтры на LC – элементах.
Рис.3. Принципиальная электрическая схема канала регистрации пульсовой волны

11
3.

Микропроцессорный блок, осуществляющий управление каналами
регистрации биологических сигналов, их хранение и передачу на ПК.
Микропроцессорный блок был реализован на базе микроконтроллера
ATmega328. Данный микроконтроллер является основой распространенной аппаратно-программной платформы Arduino, что позволило применять для программирования микроконтроллера среду Arduino IDE и оригинальный бутлоадер для прошивки управляющей программы, что сильно упростило процесс отладки устройства. Принципиальная схема данного блока приведена на рис.4.
Рис.4. Принципиальная электрическая схема блока управления.
4. Блок гальванической развязки и интерфейс передачи данных.
Для гальванической развязки узлов радиоэлектронной аппаратуры ранее традиционно использовались трансформаторы и оптические изоляторы. С совершенствованием технологий появилась возможность упаковывать в обычные корпуса микросхем индуктивные элементы и передавать данные через магнитное поле внутри корпуса, что позволяет значительно упростить

12 разработку гальванической развязки и уменьшить количество используемых компонентов. В данной разработке используется микросхема ADUM6404
(рекомендуемая к применению в медицинской технике) с номинальным напряжением пробоя 5 кВ. Также данная микросхема содержит встроенный гальванически развязанный преобразователь напряжения (технология isoPower) с выходным током до 100 мА, что позволило отказаться от отдельного преобразователя по питанию. Для связи устройства с ПК применяется микросхема FT232, представляющая собой преобразователь UART-USB интерфейсов. При установке соответствующих драйверов на ПК данная микросхема позволяет установить виртуальный Com-Port, используемый в программном модуле MatLab для передачи данных.
Рис.5. Принципиальная электрическая схема блока гальванической развязки

13
3. Изготовление печатной платы в программной среде CircuitMaker
В программной среде CircuitMaker была разработана принципиальная схема устройства (отдельные блоки структурной схемы представлены ранее, полная схема на 4 страницах приведена в приложении 1), после чего была разведена соответствующая печатная плата. На печатной плате находятся следующие разъемы:

разъѐм для подключения кабеля пациента (регистрация ЭКГ);

разъѐм для подключения фотоплетизмографического датчика (стандарт
DB-9);

USB разъѐм для связи устройства с ПК.
На рисунках 6 – 8 изображена печатная плата, разработанная в программе
CircuitMaker, в различных видах (в 2D, 3D, с установленными компонентами).
Рис.6 Внешний вид печатной платы, разработанной в программе CircuitMaker

14
Рис.7. Верхний слой разработанной платы.
Рис.8. Трехмерны вид печатной платы.
Спроектированная печатная плата была подготовлена к производству
(собраны необходимые Gerber-файлы) на производственных мощностях фирмы
Резонит
(Москва).
Изготовление плат производилось по тарифу
«Суперэкспресс» со сроком изготовления 2 дня, по стандартному классу точности и параметрам производства: материал платы – стеклотекстолит FR4
Kingboard Laminates, Маска Fotochem FSR-8000-8G зеленого цвета,

15 шелкография позиционных обозначений на верхнем слое белого цвета, лужение контактных площадок оловянно-свинцовым припоем ПОС63 HAL. Вырез в плате (для обеспечения требований гальванической развязки) сделан методом фрезерования. На плате предусмотрены монтажные отверстия (5 штук) диаметром 3 мм для крепления платы к корпусу устройства. Фотографии изготовленной печатной платы представлены на рисунках 9 и 10.
Рис.9. Внешний вид изготовленной печатной платы.
Рис.10. Печатная плата с запаянными компонентами
Далее приведена спецификация всех компонентов, использованных при проектировании печатной платы.

16

Номинал
Позиционное обозначение Тип корпуса
Тип компонента
Кол- во, шт
Точки пайки
1 18 pF
C20
SMD0803
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
1 2
2 22 pF
C37, C38
SMD0804
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
2 4
3 3,3 nF
C13
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
1 2
4 0,01uF (10nF)
C17
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
1 2
5 0,1 uF (100 nF)
C1, C4, C6, C8, C9, C29, C32,
C33, C34, C41
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
10 20 6
0,022uF (22 nF)
C12, C18
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
2 4
7 0,22uF (220 nF)
C2, C3
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
2 4
8 1uF (1000 nF)
C7, C11, C14, C15,C16,
C27,C28, C30, C48, C49
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
10 20 9
2,2 Uf (2200nF)
C19
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
1 2
10 4,7 uF
C10
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
1 2
11 10 uF
C5, C21, C22, C23, C24, C25,
C26, C31, C35, C36, C39, C40,
C42, C43, C44, C45, C46, C47
SMD0805
Конденсатор SMD, 50V X7R 10%
18 36 12 270
R17
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
1 2
13 510
R18
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
1 2
14 1k
R15, R19, R21
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
3 6
15 10k
R1, R16, R20, R22
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
4 8
16 100k
R12, R13
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
2 4
17 180k
R5, R6
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
2 4
18 360k
R9
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
1 2
19 1M
R10, R11, R14
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
3 6
20 10M
R2, R3, R4, R7, R8
SMD0805
Резистор SMD, 150V, 1%, 2х1.25мм
5 10 21
BAV99
D1, D2, D3, D4
SOT23
Переключающие диоды, 100 В, 215 мА, 2x1.25mm
4 12 22 5988110107F
D5, D6
SMD0805
Светодиод красный, 2 x 1.25 x
0.7mm, 2.4 В, 20 мА
2 4
23
BSS138
Q1
SOT23
Маломощный N-канальный полевой транзистор
1 3
24
LQH32CN220K21L
L1, L2, L3, L4, L5
SMT
LQH32CN100K33L, 10 мкГн, 1210,
10%, Индуктивность SMD
5 10 25 22uH
L6
Индуктивность
1 2
26
AD7475ARZ
U1
SOIC
несимметричный однополярный
АЦП, 12 бит, 2.7 В-5.25 В
1 8
27
AD8232
U2
QFN
Монитор сердечного ритма, 2В-
3.5В, 2.5x2.5мм
1 20 28
AD1582
U3
SOT23
Последовательный - фиксированный источник опорного напряжения, 2.9x1.3мм
1 3
29
ADP150AUJZ-3.3-R7
U4, U10
SOT23
Фиксированный стабилизатор с малым падением напряжения,
2.2В до 5.5В, 105мВ, 3.3В, 150мА,
2.9x1.6мм
2 10 30
AFE4490RHAT
U5
VQFN
микросхема, монитор пульсовой волны, 3В, 5.25В, 6x6мм
1 40 31
NL17SZ125DTT1G
U6
SOT23
Неинвертирующая интегральная схема, 1.65В-5.5В, 2.9x1.6мм
1 5
32
ATmega328-AU
U7
QFP
Микроконтроллер 8 бит, 20 МГц,
32Кб, 7x7мм
1 32 33
FTDI FT232RL-REEL
U8
SSOP-28
USB контроллер 5,25 V;10.2х5.3мм
1 28 34
ADUM5402ARWZ
U9
SOIC
Четырехканальный изолятор с интегральным DC/DC преобразователем, 10.3x7.5мм
1 16 35 16 MHz (HC-49SM)
X1
SMD
Кварцевый резонатор, 11.7x5мм
1 2
36 8 MHz (HC49S) CRYSTAL
Y1
SMD
Кварцевый резонатор, 20пФ, 11.7x5мм 1 2
37
RESET
S1
SWT-34, Тактовый переключатель
SMD h=7мм (SDTM-630-N) (TS-06M-
CSM)
1 4
38
WF-3 (DS1070-3 M)
J1, LA
Вилка на плату 2.54мм открытая
2 3
39
BH-06 (IDC-06MS)
J2
Вилка прямая
1 6
40
USBB-1J (DS1099-B)
J3
Розетка на плату, тип B (черная) угловая
1 6
41
DRB- 9FA (DS1037-9F)
CN1
Розетка 9 pin на плату 7.2мм
1 11

17
4. Разработка корпуса устройства
В программе SolidWorks был спроектирован корпус устройства. В разработанном корпусе имеются отверстия для всех разъемов для: кабеля пациента (для регистрации ЭКГ), пульсовой волны (DB-9) и связи с ПК (USB разъем), также на корпусе устройства предусмотрено отверстие для кнопки включения/выключения устройства и для светодиода, который используется для индикации работы устройства. В корпусе предусмотрены крепления для платы и для соединения между собой верхней и нижних частей корпуса.
На рис.11 приведена модель корпуса, выполненная в программе
SolidWorks.
Рис. 11. Модель корпуса устройства.
Сборочный чертеж корпуса представлен на рис.12, чертежи верхней и нижней крышек – в приложении 2.

18
Рис.7

19
Корпус, соответствующий разработанной модели, был напечатан на 3D принтере Picaso Designer. На рисунках 13, 14, 15 представлены в различных видах верхняя, нижняя части и собранный корпус, соответственно.
Рис. 13. Нижняя часть корпуса
Рис. 14. Верхняя часть корпуса

20
5. Применение 3D-принтера Picaso Designer для печати корпуса устройства
Для печати корпуса устройства был использован 3D принтер Picaso
Designer (см. рис.15) российского производства.
Рис.15. Внешний вид 3D-принтера Picaso Designer
3D принтер Picasso позволяет печатать трехмерные модели, сохраненные в формате STL, заранее приготовленные в любой из программ для 3D- моделирования (в нашем случае для этого использовалась программа Solid
Works). Данный принтер обладает рядом преимуществ перед другими 3D принтерами:

Большая область печати (максимальная площадь рабочего пространства
200х200х210 мм);

Высокое качество (возможен выбор толщины печатного слоя, минимальная толщина печатного слоя — 0.05 мм);

21

Закрытая камера и подогреваемая платформа (это позволяет достигнуть лучших результатов печати).
PICASO 3D Designer создает твердые трехмерные объекты из расплавленной нити пластика. Расплавленная пластиковая нить через печатающую головку подается на платформу, где послойным наплавлением создается тело модели. Такая технология носит название «метод послойного наплавления» (Fused deposition modeling FDM). Основной принцип технологии
FDM печати показана на рис.16.
Рис.16. Принцип работы 3D-принтера
Для печати на принтере Picasso 3D был использован биоразлагаемый PLA пластик желтого цвета. PLA-пластик (полилактид) является биоразлагаемым, биосовместимым, термопластичным алифатическим полиэфиром, структурная единица которого - молочная кислота. PLA-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника, сырьем для его получения служат также картофельный и кукурузный крахмал, соевый белок, крупа из клубней маниока, целлюлоза. На сегодняшний день полилактид активно используется в качестве расходного материала для печати на 3D-принтерах. Технические характеристики PLA- пластика представлены в таблице 1.
Управление печатью осуществляется с помощью программы Polygon.
Polygon –это программное обеспечение, которое подготавливает цифровые 3D модели для печати на 3D принтере и управляет устройством. Интерфейс

22 программы Polygon с настройками, которые применялись при печати корпуса устройства (толщина нити 0, 25 мм, заполнение детали 40 %, скорость печати
60 мм/с) представлен на рисунке 17. Исходным файлом для печати является файл в формате STL, заранее подготовленный в программе Solid Works.
Таблица 1. Основные характеристики PLA пластика.
Температура плавления
173-178°C
Температура размягчения
50°C
Твердость (по Роквеллу)
R70-R90
Относительное удлинение при разрыве
3,8%
Прочность на изгиб
55,3 МПа
Прочность на разрыв
57,8 МПа
Модуль упругости при растяжении
3,3 ГПа
Модуль упругости при изгибе
2,3 ГПа
Температура стеклования
60-65°C
Плотность
1,23-1,25 г/см³
Минимальная толщина стенок
1 мм
Точность печати
± 0,1%
Размер мельчайших деталей
0,3 мм
Усадка при изготовлении изделий нет
Влагопоглощение
0,5-50%

23
Рис. 17. Интерфейс программы Polygon

24
6. Готовое устройство
6.1. Внешний вид готового устройства
После разработки и изготовления отдельных составляющих прибора
(печатной платы и корпуса), все эти элементы были собраны в готовое устройство, которое показано на рис. 18 (нижняя часть корпуса с закрепленной на нем печатной платой в различных видах) и готовый макет (рис.19).
Рис. 18 Внешний вид корпуса с платой.
Рис. 19 Внешний вид собранного корпуса

25
6.1 Управление устройством
Управление устройством осуществляется при помощи программы, написанной в среде MatLab (код программы приведен в приложении 3). Данная программа позволяет начать запись физиологических сигналов (ЭКГ и ПВ), сохранить полученные данные (дискретные значения сигнала (частота дискретизации задается в программе) в виде таблицы в формате *.xls с указанием фамилии, имени и отчества пациента, а также с указанием времени проведения записи сигналов. Время записи сигнала 60 секунд. ЭКГ и сигнал
ПВ в режиме реального времени выводятся на экран ПК. Интерфейс программы показан на рис. 20.
Рис. 20. Интерфейс программного модуля для визуализации и записи сигналов


26
Заключение
В ходе прохождения производственной практики в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» на кафедре Биотехнических систем был изготовлен прибор синхронной записи физиологических сигналов (ЭКГ и ПВ). Данный прибор соответствует техническому заданию и обеспечивает синхронную передачу полученных сигналов на ПК, их промежуточное хранение, начальную обработку и аналого- цифровое преобразование. Разработанное устройство имеет небольшие габариты, изготовлено из разлагаемых материалов и имеет простое управления.
В ходе работ были выполнены все поставленные задачи и реализованы все практические этапы: от разработки основной концепции до изготовления работоспособного макета устройства.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал