رسم شماتیک مدار سیگنال ECG
هدف از انجام این پروژه موارد زیر می باشد:
- طراحی شماتیک مدار
- گزارش کامل طراحی
- فایل pcb مدار
- 1. هدف پروژه
هدف این پروژه رسم شماتیک مدار مولد سیگنال ECG در نرم افزار Proteus میباشد به گونهای که بتوان با استفاده از آن طراحی مدار چاپی مربوطه را انجام داد.
- 2. مقدمه
در این پروژه برای طراحی مدار ECG از نرم افزار Proteus نسخه 7.9 SP1 استفاده شده است. این نرم افزار دارای دو بخش ISIS و ARES است که جهت طراحی شماتیک از بخش ISISبا نام کامل ISIS 7 Professional استفاده میشود. نمای کلی نرم افزار در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1. نمای کلی نرم افزار Proteus
مراحل طراحی شماتیک یک مدار در نرم افزار Proteus شامل تهیه یا ایجاد مدل شماتیک قطعات مورد استفاده، جانمایی قطعات بر روی صفحه، رسم اتصالات و تخصیص مقادیر صحیح قطعات میباشد. در ادامه هر یک از مراحل با تصاویر مربوطه شرح داده خواهد شد. طرح مدار ECG در شکل 2 نمایش داده شده است.
شکل 2. طرح مدار ECG
- 3. طراحی شماتیک مدار ECG
- تهیه مدل شماتیک قطعات مدار
در نرم افزار ISIS ابتدا از منوی File با استفاده از گزینه New Design… یک صفحه جدید ایجاد کرده و از همان منو با گزینه Save Design فایل طراحی را در مسیر دلخواه ذخیره میکنیم. از این طریق فایل طراحی با پسوند .DSN ایجاد خواهد شد.
برای طراحی مدار، در گام اول باید مدل شماتیک قطعات مورد نیاز را در کتابخانههای نرم افزار پیدا نموده و وارد بخش انتخاب قطعات نرم افزار کنیم. برای دسترسی به لیست قطعات موجود در کتابخانهها دو راه وجود دارد. روش اول انتخاب گزینه Pick Device/Symbol از منوی Library مطابق شکل 3 است.
روش دوم انتخاب Component Mode از نوار ابزار سمت چپ تصویر و سپس کلیک بر روی Pick from Libraries میباشد. محل قرارگیری این ابزار در نرم افزار در شکلهای 4 و 5 نشان داده شده است.
پس از انجام هر یک از این روشها پنجرهای مشابه شکل 6 باز میشود. در این پنجره در صورتی که نام دقیق قطعه مورد نظر را بدانیم، از طریق ورودی Keywords میتوان به آن قطعه دسترسی پیدا کرد. در غیر این صورت با جستجو در بخشهای Category و Sub-category با انتخاب نوع المان مورد نظر و مدل آن به قطعه مورد نظر دست یافت. البته در این حالت نیز میتوان از بخش Keywords جهت محدود کردن انتخابها استفاده نمود.
شکل 3. روش اول دسترسی به شماتیک قطعات
شکل 4. روش دوم دسترسی به شماتیک قطعات– محل قرار گیری ابزار Component Mode
شکل 5. روش دوم دسترسی به شماتیک قطعات – محل قرار گیری کلیدPick from Libraries
شکل 6. پنجره انتخاب قطعات
با وارد کردن نام قطعات و انتخاب هر یک از آنها با کلیک دوبل بر روی نام قطعه میتوان آن را به لیست قطعات در صفحه کاربری منتقل کرد. نمونهی این فرایند در شکل 7 نشان داده شده است. این کار را انتخاب تمامی قطعات مورد نیاز برای مدار ECG ادامه میدهیم و در پایان با کلیک بر روی دکمه OK یا Cancel این پنجره را میبندیم. نام قطعات مورد استفاده در مدار ECG جهت فراخوانی از کتابخانههای نرم افزار Proteus در جدول 1 ارائه شده است.
شکل 7. انتخاب و انتقال قطعه از کتابخانه به صفحه کاربری
شاید این مطالب نیز برای شما جذاب باشد، پیشنهاد میکنیم به این صفحات نیز سر بزنید:
- انجام پروژه متلب
- انجام پروژه HFSS
- انجام پروژه Hspice
- انجام پروژه هومر
- انجام پروژه Maxwell
جدول 1. نام معادل قطعات مدار ECG در کتابخانهی نرم افزار Proteus
ردیف |
نام قطعه مدار |
نام معادل در Proteus |
1 |
اپامپ AD620 |
AD620 |
2 |
اپامپ 741 |
UA741 |
3 |
مقاومت |
RES |
4 |
خازن |
CAP |
5 |
باتری |
BATTERY |
6 |
پتانسیومتر تریمر 10 کیلواهم |
3009P-1-104LF |
7 |
ترمینال 4 پین |
TBLOCK-I4 |
8 |
ترمینال 3 پین |
TBLOCK-I3 |
- جانمایی قطعات بر روی صفحه
پس از اینکه تمام قطعات در صفحه کاربری وارد شدند، باید به طور مناسب بر روی صفحه جاگذاری شوند. برای این منظور همانند شکل 8 بر روی قطعه مورد نظر را از قسمت DEVICES در قسمت چپ صفحه انتخاب کرده و با کلیک بر روی مکان دلخواه از صفحه جاگذاری میکنیم. این عمل را تا زمانی که تمام قطعات مدار در صفحه قرار گیرند ادامه میدهیم.
شکل 8. جانمایی قطعات بر روی صفحه کاربری
برای مشخص کردن نقاط اتصال زمین و اتصالات خارجی مدار باید مطابق شکل 9 از نوار ابزار سمت چپ صفحه گزینهی Terminals Mode انتخاب شود. در این صورت به جای قطعات لیست ترمینالهای قابل استفاده در کنار نوار ابزار نمایش داده خواهد شد. از این لیست برای رسم اتصالات زمین از گزینه GROUND و برای رسم اتصالات خارج شونده از مدار گزینه DEFAULT را انتخاب مینماییم. سپس اتصالات را با کلیک بر روی صفحه در محل صحیح قرار میدهیم. در صورت جانمایی اشتباه هر قطعه، با کلیک و انتخاب مجدد آن میتوان قطعه را جابجا نمود.برای تکمیل این مرحله نباید فراموش کرد که اتصالات خارجی مدار باید نامگذاری شوند. برای این منظور بر روی هر اتصال کلیک دوبل کرده و در پنجره باز شده مانند شکل 10 نام مناسب را تخصیص میدهیم. نمای تکمیل شده از جانمایی قطعات در صفحه کاربری در شکل 11 نشان داده شده است.
شکل 9. نحوه انتخاب و جاگذاری ترمینالهای زمین و خارج شونده از مدار
شکل 10. نحوه نامگذاری اتصالات خارج شونده از مدار
شکل 11. نمای تکمیل شده از جانمایی قطعات در صفحه کاربری
- رسم اتصالات مدار ECG
رسم اتصالات مدار بسیار ساده میباشد. برای این منظور کافیست مکاننما از حالت انتخاب خارج شده باشد. در اینصورت مکاننما به شکل یک مداد در خواهد آمد.
جهت اتصال دو پایه متناظر از مدار، در حالی که مکاننما به شکل مداد دیده میشود، ابتدا بر روی یکی از پایهها کلیک نموده و سپس با کلیک بر روی پایه دوم، دو قسمت از مدار به طور اتوماتیک به هم وصل خواهند شد.
برای تغییر نحوه اتصالات میتوان با کلیک راست بر روی خط رسم شده و انتخاب گزینه Delete Wire، مسیر مورد نظر را پاک نموده و مجددا مرحله قبل را تکرار نمود. با هدایت مکاننما از مسیر دلخواه میتوان مسیر اتصال پایههای قطعات مدار را به صورت دلخواه رسم نمود. شکل 12 نمای مدار در نرم افزار Proteus را پس از تکمیل اتصالات مدار ECG نشان میدهد.
شکل 12. نمای تکمیل شده از جانمایی قطعات در صفحه کاربری
- تخصیص مقادیر صحیح قطعات
در مرحله آخر باید اندازه صحیح مشخصات قطعات مدار را وارد نمود. البته این کار را میتوان بلافاصله پس از جاگذاری قطعات در صفحه کاربری نیز انجام داد. برای این منظور، بر روی هر یک از مقاومتها و خازنهای قرار داده شده در مدار کلیک دوبل کرده و در پنجره باز شده مطابق شکل 13 مقادیر صحیح پارامترها را وارد میکنیم. با تخصیص مقادیر صحیح تمامی پارامترها فرایند رسم شماتیک مدار ECG به پایان میرسد.
قابل ذکر است که در طراحی این مدار از دو ترمینال 3 و 4 پین استفاده شده است. ترمینال 4 پین برای انتقال سیگنالها استفاده شده است که از پین 1 تا 4 به ترتیب برای اتصال سیگنالهای ورودی از بازوی چپ، بازوی راست، پای راست و سیگنال خروجی ECG تعریف شدهاند. ترمینال 3 پین نیز برای اتصال باتری از خارج مدار و به ترتیب از پین 1 با ولتاژ مثبت 9 ولت، صفر و منفی 9 ولت تعریف شده است.
شکل 13. نحوه تغییر مقادیر مشخصه قطعات
چند سوال در مورد پروژه
این پروژه با استفاده از پروتئوس ورژن 7.9 انجام شده است.