usb ekg projesİeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive... · 2012. 6. 30. · iii...
TRANSCRIPT
T.C.
KARADENİZTEKNİKÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
USB EKG PROJESİ
SERHAT TOSUN
196077
ÖMER YAZICI
238316
Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM
Mayıs 2012
TRABZON
T.C.
KARADENİZTEKNİKÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
USB EKG PROJESİ
SERHAT TOSUN
196077
ÖMER YAZICI
238316
Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM
Mayıs 2012
TRABZON
ii
iii
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU
Ömer YAZICI ve Serhat TOSUN tarafından Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM yönetiminde
hazırlanan “USB EKG PROJESİ” başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş,
kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir.
Danışman : Unvanı Adı ve SOYADI ………………………………
Jüri Üyesi 1 : Unvanı Adı ve SOYADI ………………………………
Jüri Üyesi 2 : Unvanı Adı ve SOYADI ………………………………
Bölüm Başkanı : Unvanı Adı ve SOYADI ………………………………
iv
v
ÖNSÖZ
İnsanın en önemli organlarından biri olan kalp, geçmişten günümüze büyük bir araştırma
konusu olmuştur. Kalbin ritmini ve kalp rahatsızlıklarını belirlemek ve sinirsel iletim
sistemini incelemek için geliştirilen elektrokardiyografi ile kalpte meydana gelen
elektriksel faaliyetlerin belirli teknikler kullanarak kaydedilmesi yıllar boyunca amaç
edinilmiştir. Biz de bu amaçla yola çıkarak EKG sinyalini bilgisayarda görüntülemeyi
sağlayan USB bağlantılı bir EKG cihazı gerçekleştirdik ve grafik kullanıcı ara yüzünü
yazdık.
Çalışmalarımız boyunca bize destek veren KTÜ Elektrik Elektronik Mühendisliği
hocalarından Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM’e ve Arş. Gör. Oğuzhan ÇAKIR’a
teşekkür ederiz.
Serhat Tosun
Ömer Yazıcı
TRABZON, 2012
vi
vii
İÇİNDEKİLER
Lisans Bitirme Projesi Onay Formu …………... iii
Önsöz …………... v
İçindekiler …………... vii
Özet …………... ix
Semboller Ve Kısaltmalar …………... xi
1. Giriş …………... 1
1.1. Kalbin Elektriksel İletim Sistemi …………... 1
1.2. EKG Sinyali ve Oluşumu …………... 2
1.3. EKG Tarihi ve Gelişimi …………... 4
1.4. Üç Elektrotlu EKG …………... 6
1.5. Elektrot Elektriksel Devre Modeli …………... 7
1.6. Elektrotlar …………... 8
1.6.1. Metal Plaka Elektrotlar …………... 8
1.6.2. Emici Düzenli Elektrotlar …………... 9
1.6.3. Gezici Tip Elektrotlar …………... 9
1.6.4. Tek Kullanımlık Elektrotlar …………... 9
1.6.5. Kuru Elektrotlar …………... 10
2. Teorik Altyapı …………... 11
2.1. AD624 Enstrümantasyon Yükselteci …………... 11
2.2. Mikro Denetleyicinin Tanıtımı Ve Bilgiler …………... 13
3. Tasarım …………... 14
4. Deneysel Çalışmalar …………... 15
4.1. Alçak Geçiren Süzgeç …………... 17
4.2. Katlı Yükselteç Bölümü …………... 17
4.3. Veri İşleme Bölümü …………... 18
4.4. USB Haberleşmesi …………... 19
4.5. USB Veri Düzeni …………... 19
4.5.1. USB Paket Alanları …………... 20
4.5.1.1. SYNC Alanı …………... 20
4.5.1.2. Paket Tanımlayıcı Alanı …………... 20
4.5.1.3. Adres Alanı …………... 20
4.5.1.4. Uç Nokta Alanı …………... 20
4.5.1.5. CRC Alanı …………... 21
4.5.1.6. EOP Alanı …………... 21
4.5.1.7. Veri Alanı …………... 21
4.6. USB Sürücüsü …………... 21
4.7. USB_konfigurasyon.h Dosyası …………... 22
4.8. Bilgisayara Veri Aktarımı …………... 24
4.9. MATLAB’da Verilerin Gösterilmesi …………... 25
4.10. MATLAB Filtreleri …………... 26
4.11. Projenin Bitmiş Hali …………... 26
5. Sonuçlar …………... 29
6. Kaynaklar …………... 30
7. Ekler …………... 31
viii
Ek-1 …………... 31
Ek-2 …………... 33
Özgeçmişler …………... 36
Standartlar ve Kısıtlar Formu …………... 37
Bitirme Projesi Öğrenci Takip Formu …………... 38
ix
ÖZET
Kalp hastalıklarının teşhisinde EKG sinyalinin ölçümü hayati değer taşımaktadır. EKG
sinyali kalbin elektriksel faaliyeti sonucu oluşan ve deriden elektrotla ölçülebilen
biyopotansiyel sinyallerdir. Sinyallerin genlikleri, süreleri ve tekrarlama sıklıkları kalbin
fizyolojik durumu hakkında bilgi verir. Bu sinyaller enstrümantasyon yükselteçleri ile
güçlendirilerek işlenebilir sinyallere dönüştürülür. EKG cihazı kalp kasıldığı zaman deri
yüzeyinde veya vücut içerisinde oluşan küçük genlikli elektriksel sinyali algılayıp bunu
grafiğe dönüştürebilen bir aygıttır.
Yaptığımız çalışmada EKG sinyallerini vücuttan elektrotlar ile alarak özel yükselteçler ile
kuvvetlendirip filtreden geçirdik. Daha sonra bu analog sinyali dijitale çevirip USB
bağlantı noktası üzerinden bilgisayarda yazdığımız grafik kullanıcı ara yüzüne gönderdik
ve orada hem grafiğin görüntülenmesini sağladık hem de sinyal işleme uygulamaları
yaptık.
x
xi
SEMBOLLER VE KISALTMALAR
EKG :Elektrokardiyograf
USB :Universal Serial Bus
PIC :Programmable Interface Controller
AHA :American Heart Association
IEC :International Electrotechnical Commission
Hz :Hertz
KHz :Kilohertz
MHz :Megahertz
CPU :Central Processing Unit
PLL :Phase-Locked Loop
nF :Nanofarad
uF :Mikrofarad
R :Direnç
C :Kondansatör
EEPROM :Electronically Erasable Programmable Read Only Memory
A/D :Analog Dijital
GND :Groun
DC :Direct Current
AC :Alternative Current
KΩ :Kilo Ohm
Ω :Ohm
V :Volt
A :Akım
CRC :Cyclic Redundancy Check
PID :Proportional-Integral-Derivative
SYNC :Synchronization
EOP :End of Packet
SE0 :Single Ended Zero
2CO :Karbondioksit
xii
2O :Oksijen
SA :Sinotrial Node
AV :Antrioventricular Node
CNS :Cental Noise System
ASD :Atrial Septal Defect
CMRR :Common Mode Rejection Ratio
PSP :Parallel Slave Port
RAM :Random Access Memory
SRAM :Static Random Access Memery
cm :Santimetre
RISC :Reduced Istruction Set Computer
K :Katyon
A :Anyon
ADC :Analog Digital Converter
BPM :Bit Per Minute
VID :Vendor-Integral-Derivative
API :Application Programming Interface
GUI :Graphical User Interface
1. GİRİŞ
Hastaya bazı ölçümler sonunda tanının konulup, onun ameliyatından iyileşip sağlıklı bir
hayata devam etmesine kadar her an yanında olan tıbbi cihazlar insan hayatında önemli bir
yere sahiptir. Bu cihazların kan basıncı, akış hızı, debisi ve daha birçok fizyolojik olay
mühendislik teknikleri sayesinde ölçülüp gerekli hesaplamalar yapılmaktadır. Günümüzde
meydana gelen ani ölümlerin büyük bir kısmı kalp rahatsızlıklarından dolayıdır. Bu
ölümleri en aza indirmek için mühendislik teknikleri ve tıbbi cihazlar her geçen gün
geliştirilmeye devam etmektedir.
Kalp, anatomik ve fizyolojik yapısı gereği insan vücuduna temiz kan pompalamaktadır.
Bu işlem sırasında gevşeme ve kasılma işlemleri gerçekleşir. Kalbin kasılıp gevşemesi
sırasında küçük genlikli sinyaller oluşur. Elektrokardiyografi (EKG) kalpteki bu elektriksel
aktivitenin izlenmesine yardımcı olan bir yöntemdir. Kalp her attığında EKG küçük
elektrik sinyalleri üretir. Kalbin yaydığı sinyallerinin incelenmesi ve takibi, dolaşım
sisteminde meydana gelebilecek herhangi bir düzensizliğin teşhis edilip gerekli tedavinin
yapılmasına bir olanak sağlamaktadır. Bu nedenle kalp sinyallerini izlemek üzere
elektrokardiyografi cihazları geliştirilmiştir. Bu cihazlar çeşitli yöntemlerle cilt yüzeyine
veya vücudun içerisine yerleştirilir. Elektrot ismi verilen sensörler aracılığıyla kalp
tarafından üretilen biyopotansiyel sinyaller alınıp kullanılarak kalbin fizyolojik durumunu
saptanır. Bu işlemi yapan cihaza ise elektrokardiyograf denilir.
1.1. Kalbin Elektriksel İletim Sistemi
Sinüs düğümü (SA), atrioventriküler düğüm(AV), his demeti kolları ve purkinje
fiberleri kalbin elektriksel sistemini oluştururlar.
SA düğümünde sodyum ve potasyum iyonlarının hücre içine ve dışına hareketleri
sonucunda oluşan potansiyel değişiklikler sonucu oluşan aksiyon potansiyeli,
depolarizasyon dalgası halinde tüm kalbe yayılır. Kalp hücreleri arasındaki geçiş ise
hücreler arası alçak direnç bölgelerini oluşturan geçit bölgeleri üzerinden olur. SA düğümü
aksiyon potansiyeli sayesinde elektrik sinyali üretmiş olur. Kalbin bu şekilde çalışma
işlemi merkezi sinir sisteminin (CNS) kontrolündedir. Böylece kalp ritmi değişik koşullara
göre ayarlanabilir. SA düğümü elektrik ürettiği anda akım atria’lara ulaşır ve onların
2
kasılmasını sağlar. Atriaların içindeki kan ventriküllere doğru pompalanır. Elektrik
akımının yayılma hızı atrialar dokusunda 30 cm/s’dir. SA düğümü ile AV düğümü
arasında özel bir doku vardır ve bu dokudaki yayılım hızı atriadakinden daha fazladır (45
cm/s). Bu dâhili iletim yolu sinyali ventriküllere taşır. Atrialar boşalmadan ventriküllerin
kasılması istenmez. Böyle bir olay meydana gelmemesi için bir gecikme gereklidir. Bu da
AV düğümünün görevidir. 45 cm/s ile sinyal AV düğümüne SA düğümünden çıktıktan
sonra 30-50 ms içerisinde ulaşır. Sinyal AV düğümüne ulaştığı zaman 110 ms geciktirilir.
Bu demektir ki AV düğümü, elektrik iletim sistemi içerisinde sinyal geciktirme işlemi
yapar [2].
Ventriküllerin kas hücreleri purkinje fiberlerinden oluşur ve aksiyon potansiyeli bu
dokuda çok hızlı (2-4 m/s) yol alır. Fiberler iki düğüm halinde düzenlenmiştir. Birisi solda,
diğeri ise sağdadır. Purkinje fiberlerindeki iletim çok hızlıdır. SA-AV düğümü arası 40 ms
sürer. AV düğümü tarafından 110ms geciktirilir ve bu sayede alt odacıkların kasılması üst
odaların boşalması ile eşzamanlı hale getirilir [2].
Elektrik sinyali kas fiberlerini miyokardiyum kas fiberlerini uyarır. Kaslar kasılmış
halde iken ventrikül odacığının hacmi azalır ve içerideki kan dışarıya pompalanır. Tek bir
seferde birçok kas hücresinin uyarımı büyük bir elektriksel işaret yaratır ve bu işaret göğse
yerleştirilen elektrotlar ile algılanabilir [2].
1.2. EKG Sinyali ve Oluşumu
Purkinje fiberleri uyarıldıktan sonra miyokardiyum kasılma hareketi yapar. Bu sayede
kan arterlere pompalanır. Kalpte bulunan bu kasların eşzamanlı olarak kasılması
neticesinde genliği büyük, Elektrokardiyogram (EKG) olarak adlandırılan elektriksel işaret
oluşur. Bu işaret, vücut yüzeyinden veya vücut içine yerleştirilen elektrotlarla ölçülebilir.
Elektrokardiyografi kalpteki elektriksel süreçlerin kayıt edilmesidir. Bu kayıta EKG denir.
Kayıt yapan cihaza da elektrokardiyograf denir.
Kalp kasıldığı zaman ürettiği biyopotansiyel işaretler vücuda eşzamanlı yayılır. Bu
biyopotansiyel işaretler vücuda yerleştirilen elektrotlarla ölçülür. EKG kalp sorunlarının
erken teşhisinde de kullanılmaktadır. Örneğin, hızlı kalp atışı (taşikardi), yavaş kalp atışı
ve bunun gibi birçok kalp problemlerinin teşhisinde EKG cihazları son derece önem
taşımaktadır. Bu cihazlar çoğunlukla, acil servis, kardiyoloji servisi, dâhiliye servisi, yoğun
bakım, ameliyathane gibi yerlerde başta olmak üzere birçok yerde kullanılmaktadır [1].
3
Elektrokardiyograf olarak da bilinen bu projede vücut yüzeyine yerleştirilen elektrotlar
yardımıyla kalbin üretmiş olduğu elektriksel sinyaller algılanır ve PIC mikro denetleyicisi
ile MATLAB ara yüzünde, USB iletimiyle sürekli olarak gösterilmesi amaçlanmaktadır.
EKG işaretinin bir örneği Şekil 1.1’de gösterilmiştir.
Şekil 1.1 EKG işareti
EKG işareti Willem Einthoven tarafından 1895’te bazı harflerle karakterize etmiş ve o
günden günümüze kadar bu işaretin her farklı kısmı bu harflerle ifade edilmiştir. P dalgası
olarak adlandırılan bölüm, atriumların kasılması sonucu oluşur. Bu dalganın genliği,
atrium kaslarının fonksiyonel aktivitesini belirtir. PQ aralığı, his demeti iletim zamanına
karşılık gelmektedir. QRST dalgası, ventriküler kompleks olarak isimlendirilir ve ventrikül
kaslarının depolarize aktivitesini gösterir. EKG sinyalinin QRS dalgasını, his demeti ve
kollarındaki iletim bozuklukları yüksek ölçüde etkiler. R dalgasının yukarı çıkışı ile
Ventriküllerin kasılması aynı anda olur. ST aralığında, ventrikül kas hücreleri yavaş, T
sürecinde ise hızlı repolarize olur. Dakikada ki kalp atım hızı 75 olan sağlıklı bir insanda P,
PR ve QRS süreleri sırasıyla 0.1, 0.13 ve 0.08 ms kadardır. Bu değerler Tablo 1.1’de
gösterilmiştir [1].
4
Tablo 1.1 EKG süreleri [1].
Dalga Aralığı Zaman (sn)
PR Aralığı 0.16-0.20 saniye
QT Aralığı 0.32-0.39 saniye
PR Bölümü 0.09-0.11 saniye
ST Bölümü 0.08-0.09 saniye
QRS Süresi 0.06-0.09 saniye
Yapacağımız devrede çeşitli EKG derivasyonlarını ve çeşitli ölçüm tiplerinden herhangi
birini kullanabilirdik. Bu tamamen isteğe bağlıdır ve biz bu projede hala popüler olan ve
klasik EKG derivasyonunu görüntülemek için 3 prob EKG ölçümü yaptık. Günümüzde
kullanılan EKG ölçüm yöntemleri 3 probdan başlayıp 5 ve 12 problu EKG’ye kadar
gitmektedir.
Kullandığımız elektrotların takıldığı konumları değiştirerek değişik derivasyonlar elde
edebiliriz. Pozitif ve negatif elektrotları kullanarak elde edeceğimiz derivasyonlar bipolar
(standart) derivasyonlar adını alacaktır. Tek bir pozitif elektrot kullanırsak ölçüm için, bu
derivasyona da unipolar adını alır.
1.3. EKG Tarihi ve Gelişimi
Rene Decartes’ın, 1662’de insan hareketlerini lifler, kanallar ve hayvan ruhlarının
karmaşık mekanik etkileşimleri şeklinde tanımlamış ve hayvan ruhlarının kas hacmini
arttırdığını (kasılan kasın şişmesi) öne sürmesiyle başlamıştır [3].
1729’da İngiliz bilim adamı Stephen Gray, statik elektrik yükünü pirinç kablo
kullanarak 150 metreden daha uzağa iletebilmiştir. Bu olay her ne kadar EKG ile birinci
derecen alakalı olmasa da kalpten sinyalin alınıp işlenebilmesi için o sinyalin belli bir yol
alması gerekmektedir. Bu yüzden sinyal iletimi de EKG gelişimi için önemlidir [3].
İlk elektrokardiyografi cihazı ise 1895’te Hollandalı fizyolojist Willem Einthoven,
gelişmiş bir elektrometre kullanarak gerçekleştirmiştir. Geliştirilen bu ilk cihaz 270 kg
ağırlığındaydı. Einthoven bu cihaz ile “P, Q, R, S, T” olarak adlandırdığı beş eğri
seçmiştir. Bu harflerin seçilmesin nedeni, matematikte alfabenin ikinci yarısından itibaren
5
harf kullanma alışkanlığından gelmektedir. Einthoven’ın “tel galvanometre” adını verdiği
makinede iki ayrı kutup parçası olan güçlü bir elektromıknatıs vardı. Bu iki kutup parçası
arasında sabitlenmiş, ayarlanabilir mekanik gerilimli, gümüş kaplı bir kuartz tel
bulunmaktaydı. Kutup parçalarının ortasında, telin pozisyonunu görmek için gözetleme
delikleri bulunmaktaydı. Yansıtan ve büyüten mercekler ile yapılan yansıtma sistemiyle,
tel üzerinden geçebilecek 11
10
A akım, ekran üzerinde telin gölgesini 1 mm hareket
ettirmekteydi ve makinenin yapısındaki güçlü elektromıknatıslar için su soğutmasına
ihtiyaç vardı. Kullanılması için beş kişi gerekiyordu. Einthoven, elde ettiği
elektrokardiyogramları telefon kabloları kullanarak hastaneden 1,5 km uzaklıktaki
laboratuarına gönderdi. 1912’de I, II ve III standart bağlantılarından oluşan, daha sonra
“Einthoven Üçgeni” diye adlandırılacak olan bir eşkenar üçgen tanımladı. Aynı sene
Hoffman, insandaki ventriküler fibrilasyonun, yani ventrikül kasının düzensiz depolarize
olması sonucu koordine kasılamama halinin, ilk EKG kaydını yayınladı [3].
Bizim yapmakta olduğumuz EKG cihazının bileşenleri; EKG sinyallerini algılamak için
kullanılan elektrotlar, bu elektrotlar ile alınan sinyallerin yükseltilmesi için bir yükselteç
katı, yükselteç çıkışındaki sinyal içinden gürültüsüz, temiz bir EKG sinyallerinin geçişine
olanak tanıyacak filtreleme katı ve bu sinyalleri işleyip görüntüleyecek olan veri işleme ve
görüntüleme katlarıdır.
EKG sinyali birkaç mili volt kadar küçük olup genel olarak bu sinyaller elektriksel
gürültü ile karışıktır. Bu kadar küçük bir sinyali gürültüden ayırmak ve yaklaşık birkaç bin
defa yükseltmek gerekmektedir. Bu yüzden elektrotlar tarafından algılanan analog kalp
sinyali veri algılama bölümüne verilir. Bu bölümde sinyal süzgeç kullanılarak gürültüden
ayrılır ve birkaç bin defa yükseltilir. Daha sonra sinyal veri işleme bölümüne verilir ve
burada analogdan sayısala çevrilir.
Derleyici olarak PIC C Compiler CCS PCWHD 4.093 kullandık. Kodları MPLAB
ortamında da yazıp derleyebiliriz ancak biz direkt CCS Compiler içerisinde yazıp
derlemeyi seçtik. MATLAB’a yazılacak kodlarda Microchip tarafından kullanıcılara
uygulama geliştirmeleri için verilmiş hazır mpusbapi.h kütüphanesini kullanacağız.
MATLAB’ın içerisinde bunun içindeki fonksiyonları çağırarak iletişim kuracağız. En son
ise elektrotlarla gelen sinyal USB kablosu ile bilgisayara aktarıp MATLAB’da sürekli
olarak EKG sinyalinin görüntülenmesi sağlanmıştır.
6
1.4. Üç Elektrotlu EKG
Üç prob EKG uzun yıllardır kullanılmaktadır. Günümüzde 5 prob EKG bir norm olarak
alınsa da, 3 prob EKG hala hastanelerin acil bölümlerinde, uzaktan izleme
uygulamalarında ve medikal protokoller süresince hala kullanılmaktadır. Üçlü EKG
probları bir üçgen oluşturacak şekilde hastanın üstündeki problara takılır ve bu üçgene
önceki bölümlerde anlatıldığı gibi Einthoven Üçgeni (Şekil 1.2) adı verilmektedir.
Bipolar derivasyonda, Lead I’de pozitif elektrot sol kolda, negatif elektrot sağ kolda,
Lead II’de pozitif elektrot sol bacakta, negatif elektrot sağ kolda, Lead III’de ise pozitif
elektrot sol bacakta, negatif elektrot sol kolda yer alır. Bu üç vektör değeri “I-II+III=0”
eşitliği şeklindedir.
Einthoven Üçgeni’nde görüldüğü gibi Lead I °0 , Lead II
°60 , Lead III °120
değerlerindedir. Kalbin oluşturduğu elektriksel dipolün negatif yükten pozitif yüke doğru
hareket eden vektöre ise cardiac vektör denir. Bu vektör ise °30 dir.
Genelde kollar haricindeki elektrot referans nokta oluşturmak için sol bacağa
takılmayıp göğsün alt bölümlerine yerleştirilir. III numaralı proba paralel çizilen ok bir
vektörü gösterir. Eğer elektriksel depolarizasyon bu vektöre paralel ve aynı yönde hareket
ederse, dalga formu yukarıya doğru ve en maksimum genlikte olur.
Şekil 1.2 Einthoven Üçgeni
7
Şekil 1.2’de gösterilen elektrotların renkleri genellikle sarı, kırmızı ve yeşildir. Sarı sol
kola, kırmızı sağ kola, yeşil ise sol bacağa takılır. Bu renkler dünya standardı değildir.
Bu yüzden benimsenmiş iki ayrı standart vardır ve bunlar Tablo 1.2’deki gibi
gösterilmiştir. Bu standartların birincisi American Heart Association (AHA) ve ikincisi ise
The International Electrotechnical Commission (IEC)’dır [4]. Biz bu projede EKG probu
olarak Drager’in 3’lü EKG probunu kullanacağız bu yüzden IEC’nin belirttiği ve
Avrupa’da kullanılan EKG standardını temel alacağız.
Tablo 1.2 EKG elektrotlarının renk standardı [4].
AHA Kuzey Amerika Konum
IEC Avrupa
Gösterim Prob Rengi Prob Rengi Gösterim
RA Beyaz Sağ Kol Kırmızı R
LA Siyah Sol Kol Sarı L
RL Yeşil Sağ Bacak Siyah N
LL Kırmızı Sol Bacak Yeşil F
V1-6 Kahverengi Göğüs Beyaz C1-6
1.5. Elektrot Elektriksel Devre Modeli
EKG elektrotunun elektriksel eşdeğer modeli Şekil 1.3’de gösterildiği gibidir. Bu
benzetmede, Cd elektrot ile elektrolit arasındaki yük birikimine neden olduğu kapasiteyi,
Rd ise bu kapasite etkisinin kaçak direncidir. Devredeki batarya, elektrotun yarı hücre
potansiyeline karşılık gelen doğru akım gerilim kaynağıdır. R1 direnci elektrolitin
direncini göstermektedir. Ag-AgCl tip elektrotlardan bahsediyorsak Cd kapasitesi oldukça
küçük alınması gerekir.
8
Şekil 1.3 EKG elektrotu elektriksel devre modeli.
1.6. Elektrotlar
Biyopotansiyel işaretlerin algılanabilmesi maksadıyla deriye veya vücudun içine
yerleştirilen sensörlere ve ayrıca tedavi amacı ile vücuda elektriksel enerji transfer etmeyi
elverişli kılan elemanlara elektrot adı verilir.
Elektrotların kullanımında bazı etkenlere dikkat edilmesi gerekmektedir. Elektriksel
iletkenlik, fizyolojik zehirlilik ve mekanik dayanıklılık bunların başında gelen önemli
faktörlerdir. Tıbbi elektronikte en çok kullanılan elektrot metalleri; platin, altın, gümüş,
paslanmaz çelik, tungsten, tantal ve alüminyumdur. Platinin pahalı olmasına karşın, yüksek
iletkenliği, aşınmaya ve deformasyona dayanıklılığı nedenleriyle en uygun metaldir. EKG
elektrotları genellikle Ag/AgCl elektrotlar şeklinde imal edilir. Ag/AgCl’ün tercih
nedenleri başında insan vücuduna zararlı etkilerinin bulunmaması, kararlı davranması,
ölçüm sonuçlarının güvenilir olması gibi etkenler vardır [5].
1.6.1. Metal Plaka Elektrotlar
Çok sık kullanılan bir elektrot türü olup çoğunlukla EMG, EEG ve EKG işaretlerinin
görüntülenmesinde kullanılır. Deri ile temas eden metalik bir yüzey metal plaka düz veya
uygulanacak yüzeyin şeklini alacak şekilde bir silindir yüzey parçası biçimindedir.
Yüzeyleri büyük olduğundan empedansları küçüktür (2-10 KΩ). Ni-Ag alaşımından
oluşur.
Cd
100nF
R1
500Ω
Rd
10kΩ
Ve
0.2 V
Elektrot yarım
hücre potansiyeli
Jel direnci
Çift tabaka empedans
9
1.6.2. Emici Düzenli Elektrotlar
Herhangi bir şekilde yapışkan veya bağlama bandı gerektirmeksizin bir ucu vücut ile
bağlantıyı sağlarken diğer ucunda ise vakum pompası vardır. Hacimleri biraz büyüktür,
buna karşın empedansları da büyüktür (Şekil 1.4).
Şekil 1.4 Emici düzenli elektrot
1.6.3. Gezici Tip Elektrotlar
Elektrot şapka muhafazanın içindedir. Şapkanın içinde jel vardır ve şapka hareket etse
bile metal elektroda göre hareket etmeyeceğinden dolayı aralarındaki yük dağılımı
bozulmaz ve daha kararlı işaretler elde edilir.
1.6.4. Tek Kullanımlık Elektrotlar
EKG sinyallerinin alınmasında genellikle bu elektrotlar kullanılır ve daha sonra atılırlar.
Yüzeyinde bulunan jel ile deri yüzeyine yapıştırılarak kullanılır. Şekil 1.5’de bu tip bir
elektrot gösterilmektedir.
10
Şekil 1.5 Tek kullanımlık elektrotun ön yüzü ve arka yüzü
1.6.5. Kuru Elektrotlar
Jel ya da tutucu madde gerektirmeksizin deri üzerine direkt olarak uygulanabilen bu
elektrotların arasında kapasitif bir kuplaj oluşur. Üst deri iyice temizlenmeden deri
yüzeyine uygulandığında temas yüzeyindeki direnç büyük olur.
Bizim projede kullanacağımız elektrot tipi tek kullanımlık ve kelepçeli kuru
elektrotlardır. Çünkü bu tür elektrotlar, hem sağlıklı hem jele gereksin duyulmadan ölçüm
yapılabilen türdendir. Kuru elektrotların deri ile temas eden yüzeyleri altın kaplama
sinyalin alınması daha iyi olacaktır. Ancak kelepçe tarzı kuru elektrotların yapısı gereği
kollara ve bacaklara sabitlenerek sinyal alımı amaçlanmaktadır. Göğüsten ölçüm almak
istediğimizde ise tek kullanımlık yapışkan elektrotlar ile sinyal alınmaktadır.
2. TEORİK ALTYAPI
Projemizin yapımı için gerekli olan teorik altyapımız aşağıdaki aşamalarda
anlatılacaktır.
2.1. AD624 Enstrümantasyon Yükselteci
İnsandan alınan EKG sinyali genellikle birkaç mV genlikli olup bu sinyal analog
haldedir. Bu sinyalin PIC tarafından işlenebilmesi için genliğinin defalarca yükseltilmesi
gerekmektedir. Bu yükseltme işlemi basit yükselteçler tarafından karşılanamamaktadır. Bu
yüzden çeşitli kademelerde olup kolayca ayarlanabilen gerilim kazançları sayesinde mili
voltlar seviyesindeki bu değer bizim devremizde yaklaşık 1 V’a kadar yükseltilmektedir.
Analog Devices Şirketi tarafından üretilen AD624, enstrümantasyon bir yükselteçtir. Bu
yükselteç düşük seviyeli transdüserler için tasarlanmış, yüksek hassasiyet ve düşük gürültü
özelliklerine sahip bir tümleşik devredir. Şekil 2.1’de içyapısı gösterilmektedir. 1, 100,
200, 500 veya 1000 kazanç sağlaması için dışarıdan herhangi bir elemana gerek duymaz,
uç bağlantıları ile bu kazançlar sağlanabilir. Biz yükselteci, kazancı 1000 olarak ayarlayıp
kullanacağız. Daha sonra LM747 ile 1-5 volt arasındaki değerlere yükselterek ve DC
kaydırma yaparak sinyalin 1-5 volt arasında bulunmasını sağlayacağız. Ek olarak, 250 ve
333 gibi kazançlar, harici bağlantılar ile %100 bir doğruluk ile kazanç programlanabilir.
Gürültü değeri 0.1 Hz ile 10 Hz arasında 2uV değerindedir. Bant genişliği 25 MHz’dir [6].
Şekil 2.1 AD624’ün içyapısı [6].
12
AD624’ün içyapısında görüleceği gibi bir fark yükselteci ve bu fark yükseltecinin
çıkışında ise bir ortak yükselteç devresi görülmektedir. Enstrümantasyon yükseltici her iki
uçta da ortak olan sinyalleri (elektriksel gürültü gibi) yükseltmemekte fakat her iki uçta
bulunan diferansiyel gerilimi yükseltmektedir. Giriş gürültüsü 1 KHz’de 4 nV/ Hz ’den
daha azdır.
AD624’ün en büyük özelliklerinden birisi ortak modu bastırma oranı (CMRR-common
mode rejection ratio) diye bilinen ortak sinyalleri itme özellikleridir. Vücuttan gelen EKG
sinyali ile entegrenin toprağı aynı yerde topraklanmıştır.
CMRR=Acm
Ad (2.1)
Eşitlik 2.1’de Ad fark kazancı, Acm ise ortak mod kazancıdır. CMRR yüksek oldukça
yükseltecin performansı da o kadar artmaktadır. Teoride ideal yükselteçlerde CMRR oranı
sonsuz alınmaktadır. AD624 için CMRR=130 dB olarak verilmiştir. Biz fark kazancını
1000 olarak seçmiştik bu durumda, ortak mod kazancı çok düşük bir değer alır.
Enstrümantasyon yükseltici her iki uca da ortak olan sinyalleri yükseltmemekte, tam
tersi bu sinyalleri 1010 oranında azaltmaktadır. Böylece elektriksel gürültü sinyali
yükselteç tarafından yükseltilmemiş olur.
8 bitlik kullandığımız ADC'nin hassasiyeti 5/256 volt = 19.53125 mu’dur. Örnekleme
frekansı ise 2280 Hz dir. Bu da EKG sinyali için yeterli seviyededir. Şekil 2.2’de
entegrenin bacak bağlantıları gözükmektedir.
Şekil 2.2 AD624 bacak bağlantıları [6].
13
2.2. Mikro Denetleyicinin Tanıtımı ve Bilgiler
Microchip firmasının ürettiği PIC; Periheral Interface Controller (çevresel ünite
denetleme arabirimi), giriş-çıkış işlemlerini çok hızlı gerçekleştirebilecek şekilde
tasarlanmış bir mikro denetleyicidir. Bizim bu projede kullandığımız PIC18F2550 tümleşik
devresi firmanın ürettiği diğer mikro denetleyicilerle özellikleri bakımından benzerlik
gösterse de bazı yönleri farklıdır. Şekil 2.3’de bacak bağlantıları gösterilmektedir.
PIC18F2550’nin işlemcisi yüksek performanslı RISC işlemcidir. Kaynak kodları PIC16
ve PIC17 komut takımıyla uyumludur. 32 kilobayt yazılıp okunabilen bellek, 256 bayt
EEPROM bellek ve 2048 bayt SRAM bellek bulunmaktadır. 40 MHz’e kadar harici saat
kaynağında çalışabilir ve 25 mA’e kadar çıkış akımı sağlayabilir. İki adet 16-bit
time/counter (TMR1, TMR3), 3 adet harici interrupt pini, 16 bitlik adres yolu ve 8 bitlik
veri yoluna sahiptir. PIC mikro denetleyicisinin en önemli özelliği uyku modudur. Bu mod
sayesinde işlem yapılmadığı zaman PIC uyku moduna geçer ve çok düşük miktarda akım
çeker. Kullanıcılar interrupt yaparak ile PIC’i uyku modundan çıkarabilir. PIC kodları ve
çalışma algoritması Ek-1’de verilmiştir.
Şekil 2.3 PIC18F2550 bacak bağlantıları [7].
3. TASARIM
İnsan vücudundan EKG sinyalini alınıp örneklendikten sonra USB aracılığıyla
bilgisayar ekranında görüntüleyene kadar bazı evrelerden geçirilmesi gerekmektedir. Bu
evreler Şekil 3.1’de gösterilmiştir. Kalbin yaydığı küçük çaplı biyopotansiyelleri
elektrotlar vasıtasıyla alarak enstrümantasyon yükselteçleri ile güçlendirildikten sonra
işlenebilir sinyallere dönüştürülecek. Daha sonrasında da sinyaller PIC mikro denetleyici
sayesinde USB aracılığıyla MATLAB programının grafik kullanıcı ara yüzünde (GUI)
gösterini gerçekleştirilecektir.
Şekil 3.1 Yapım aşamaları
PIC18F2550
EKG
ÖNYÜKSELTEÇ
EKG SİNYALİ
KULLANICI
MATLAB
ARAYÜZÜ(GUI)
USB İLETİŞİMİ
4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Vücuttan alınan sinyalin işlenip bilgisayar tarafından kullanıcıya aktarılması işlemi
tasarlanan bir devre tarafından yapılmaktadır. Bu devreye elektrotlar ile alınan sinyal
aktarılıp, devre üzerine monte edilen enstrümantasyon yükselteç ile güçlendirildikten sonra
işlenebilir sinyallere dönüştürüldü. Daha sonrasında ise sinyaller PIC mikro denetleyici
sayesinde USB aracılığıyla MATLAB programının grafik kullanıcı ara yüzünde (GUI)
gösterini gerçekleştirdik. Bu devre tasarımını önce breadboard üzerinde denedik ancak
topraklama iyi olmadığı ve parazit karıştığı için EKG sinyalini istediğimiz şekilde
göremedik. Proteus’un alt programı olan ISIS’ta devre tasarımını
gerçekleştirdik (Şekil 4.1). Daha sonra yine Proteus’un alt programı olan ARES programı
ile baskı devre tasarımını gerçekleştirdik.
Şekil 4.1 Devre Şeması
Çizdiğiz ARES (Şekil 4.2) baskı devresini pnp kağıdına çıktı aldık. Daha sonra
11x14.5 cm olarak ön yüzü metal, arka yüzü plastik plaketin üzerine ütüleme pnp
kağıdının boyasını plakete kopyaladık (Şekil 4.3). Ardından metal plaketimizi
IN+1
IN-2
RG23
IPNULL14
IPNULL25
REF6
VS-
7
VS+
8
RG116
OPNULL214
OPNULL115
G=10013
G=20012
G=50011
SENSE10
OUTPUT9
AD624
R2
56k
R1
56k
R11
15kRA0/AN0
2
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA3/AN3/VREF+5
RA4/T0CKI/C1OUT/RCV6
RA5/AN4/SS/LVDIN/C2OUT7
RA6/OSC2/CLKO10
OSC1/CLKI9
RB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDA21
RB1/AN10/INT1/SCK/SCL22
RB2/AN8/INT2/VMO23
RB3/AN9/CCP2/VPO24
RB4/AN11/KBI0/CSSPP25
RB5/KBI1/PGM26
RB6/KBI2/PGC27
RB7/KBI3/PGD28
RC0/T1OSO/T1CKI11
RC1/T1OSI/CCP2/UOE12
RC2/CCP113
VUSB14
RC4/D-/VM15
RC5/D+/VP16
RC6/TX/CK17
RC7/RX/DT/SDO18
RE3/MCLR/VPP1
R7
180k
R10
180k
R8
180k
R9
180k
-9V
+9
V
2
1
13
4
12
3
14
747:A
UA747C
6
7
94
10
5 8
747:B
UA747C
C11100n
C9
100n
C10
100n
VCC
D+
D-
GND
JUSB
AU-Y1005-R
RV2
10K
R3
10k
R4
10k
RV3100K
3
2
6
74 1 5
741
UA741
C2100n
C5100n
Sağ Kol
Sol Kol
Sol Bacak
R5
56k
16
peridrol ve tuz ruhu karışımına atarak boyalı olan yolları ve toprak hattını metal halde
kalıp, diğer yerlerdeki metalin erimesini sağladık.
Şekil 4.2 Devrenin Ares ortamında tasarlanmış hali
Daha sonra elemanların takılacak yerlerini matkap ile delip elemanları yerleştirerek
metal plakete lehimledik. Devreyi şebekeye bağlamadan iki tane 9V pil ile besledik. Bu
sayede şebeke gürültüsünün devreye olabildiğince az karışmasını sağladık. Ayrıca devreye
Şekil 4.2’de görüldüğü gibi toprak çevrimi yaptık. Bu sayede dış kaynaklardan gelen
girişimi azaltmayı başardık.
Şekil 4.1.’deki bu devre dört ana bölmeden oluşmaktadır. Devrenin girişi olan
enstrümantasyon yükselteç (AD624), onun arkasında gelen çift katla AGS daha sonra
ardarda gelen üç tane UA747C yükselteç ve en son kısım ise PIC18F2550
mikrodenetleyicisinden oluşmaktadır.
Devrenin girişinde bulunan R1 direncini sol koldan gelen elektroda, R2 direncini sağ
koldan gelen elektroda, vücüttan gelen 3. elektrot ise toprağa gitmektedir. Daha sonra
gelen enstrümantasyon yükselteç (AD624) ile parazitli gelen küçük genlikli sinyaller
entegrenin kazanç ayarı sayesinde 3-11-13 ve 12-16 pinlerini kendi aralarında kısa devre
17
yaparak 1000 değerine ayarlayıp yükseltttik. AD624’ün 8. pini +9V, 7. pini ise -9V’luk
besleme ile çalışmaktadır.
Şekil 4.3 Ares çiziminin metal plakete basılan devre şeması
4.1. Alçak Geçiren Süzgeç
Alçak geçiren süzgeçler ise devreye şehir şebekesinden veya dışarıdan girebilecek
parazitlerin önlenmesi amaçlanmaktadır. Girişten süzgecin kesim frekansını geçen bir
frekans geldiğinde birinci süzgeç kazancı 3dB düşürken, ikinci süzgeç ise tekrar 3dB daha
düşürüyor ve toplamda kazançta 6 dB’lik bir zayıflama söz konusu oluyor. Ancak
süzgeçlerin girişinde 50 Hz’i geçen bir frekans değerine ölçümlerimiz sırasında
rastlamadık.
4.2. Katlı Yükselteç Bölümü
EKG sinyali negatif ve pozitif genliklere sahiptir. AD624 çıkışından 1V’a yükseltilmiş
olan sinyal PIC mikrodenetleyicisinin ADC’si için yeterli değildir. Bu yüzden işaretin
genliğinin 0-5 arasında yükseltilmesi gerekmektedir. Şekil 4.4’te devreinin bir parçası
olarak verilmiş olan yükselteçlerden ilk UA747C’nin ‘+’ kısım EKG işareti verilirke, ‘–‘
ucu ise potansiyometre yardımıyla sinyal seviyesi yukarıya doğru çıkarılması
18
amaçlanmaktadır. İkinci yükselteç ise işaretin genliğini 0-5V arasında yükseltmeyi
sağlamaktadır. Üçüncü yükselteç ise izolasyon için tampon görevi görmektedir.
Şekil 4.4 UA747C çok katlı yükselteç devresi
4.3. Veri İşleme Bölümü
Bu kısımda gelen analog sinyalin, bilgisayarın anlayabilmesi için sayısal hale
çevrilmesi, USB konfigürasyonu kodları bulunmaktadır. Bu işlemler için Microchip
firmasının PIC18F2550 modelini kullandık. Mikrodenetleyicimiz 20 MHz’lik kristal ile
çalışmaktadır. PIC mikrodenetleyicisinin özellikleri, bacak bağlantı yapısı ve gerekli
kodları dokuzuncu bölümde ayrıntılı olarak anlatılacaktır. Bu devrenin çıkışında ise
bilgisayar ile iletişimi sağlayacak olan erkek USB kısmı bulunmaktadır. Bu kısım PIC’in
15. ve 16. bacaklarına Şekil 4.5’teki gibi bağlanmıştır.
R11
15k
R7
180k
R10
180k
R8
180k
R9
180k
-9V
+9
V
2
1
13
4
12
3
14
747:A
UA747C
6
7
94
10
5 8
747:B
UA747C
RV2
10K
RV3100K
3
2
6
74 1 5
741
UA741
PIC Girişi
AGS Çkışı
19
Şekil 4.5 Veri işleme bölümü
4.4. USB Haberleşmesi
Günümüzde elektronik ürünlerin iletişimi ve veri aktarımı sırasında sık karşımıza USB
(Universal Serial Bus) karşılığı olarak Evrensel Seri Yolu bağlantısı çıkmaktadır. Piyasada
üç türde USB bulunmaktadır. USB 1.0 olarak bilinen ilk USB çeşidi 12 Mbit/saniye’lik bir
hızla veri aktarımı yapmaktadır. USB 2.0 protokolü çok uzun yıllar boyunca kullanılmıştır
ve hala çoğu elektronik alette bu USB çeşidi kullanılmaktadır. Bu USB’nin veri aktarım
hızı 480 Mbit/saniye’dir. Günümüzde ise USB 3.0 sürümü yavaş yavaş piyasaya
girmektedir. Bu son sürümün veri aktarım hızı ise, 4800 Mbit/saniye’dir.
Çalışma aralığı 4.4 ile 5.25 Volt arasında olup 100 mA'lik bir akım gereksinimi
duymaktadır. Tabi ki bu değerler kullanılan elektronik ürünün yapısına göre değişebilir
USB’lerde kullanılan kablolarının iç direnci ve boyutları çok önemlidir. Uzun ve iç direnci
yüksek kablolar veri kayıplarına ve iletişimde kopukluklara yol açabilir.
4.5. USB Veri Düzeni
USB veri paketlerinin ilk En az Anlamlı Bit (LSB) gönderilir. Token, Veri, Handshake
ve Frame Başlangıç olmak üzere dört ana USB paket tipi vardır. Her paket farklı alan
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA3/AN3/VREF+5
RA4/T0CKI/C1OUT/RCV6
RA5/AN4/SS/LVDIN/C2OUT7
RA6/OSC2/CLKO10
OSC1/CLKI9
RB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDA21
RB1/AN10/INT1/SCK/SCL22
RB2/AN8/INT2/VMO23
RB3/AN9/CCP2/VPO24
RB4/AN11/KBI0/CSSPP25
RB5/KBI1/PGM26
RB6/KBI2/PGC27
RB7/KBI3/PGD28
RC0/T1OSO/T1CKI11
RC1/T1OSI/CCP2/UOE12
RC2/CCP113
VUSB14
RC4/D-/VM15
RC5/D+/VP16
RC6/TX/CK17
RC7/RX/DT/SDO18
RE3/MCLR/VPP1
C11100n
C9
100n
C10
100n
VCC
D+
D-
GND
JUSB
AU-Y1005-R
Yükselteç GirişiADC GİRİŞi
20
türlerinden inşa edilmiştir. Bunlar SYNC, Paket Tanımlayıcı Alanı(PID), Adres Alanı, Uç
Nokta (Endpoint), CRC, EOP ve Veri adlı paketlerdir. Bunlar daha sonra birleştirilip USB
hattına gönderilirler. Bu alanlar USB paketinin temel yapı taşlarıdır.
4.5.1. USB Paket Alanları
4.5.1.1. SYNC Alanı
Her paket bir SYNC alanı ile başlar. Bu temel de alıcı ve vericiyi senkronize etmek için
kullanılır.
4.5.1.2. Paket Tanımlayıcı Alanı
SYNC alınan paket, Paket Tanımlayıcı Alanına gelir. Bu alan dört tanımlayıcı bitten ve
sonra bu bitlerin birer tamamlayıcıları olan diğer dört bitten meydana gelir.
4.5.1.3. Adres Alanı
Bu alan 7 bit uzunluğundadır. Bir fonksiyonu adreslemek için uç nokta ile birlikte
kullanılırlar. Adres 0 özel bir durumdur ve yeniden başlamasından sonra ve açılıştan sonra
ulaşım için ayrılmıştır. Bu paket tipi Şekil 4.6’da gösterilmiştir.
ADDR0 ADDR1 ADDR2 ADDR3 ADDR4 ADDR5 ADDR6
Şekil 4.6 Adres alanının 7 bit uzunluğunda olan paketi
4.5.1.4. Uç Nokta Alanı
Uç nokta alanı 4 bit uzunluğundadır (Şekil 4.7). Uç noktalar genellikle giren ve çıkan
veriyi ayırmak için kullanılırlar. Uç nokta-0 kontrol uç noktası olarak tanımlanan özel bir
uç noktadır ve her cihazda bu vardır.
21
EP0 EP1 EP2 EP3
Şekil 4.7 Uç nokta alanının 4 bit uzunluğundaki paketi
4.5.1.5. CRC Alanı
CRC alanı hata tespiti için kullanılır. Verilerimizin doğru olup olmadığının tespitinde
kullanılır. Veri transferi esnasında hata kontrolünde kullanılır. İki adet CRC alanı vardır.
Bunlardan bir tanesi 5 bit uzunluğunda diğer ise 16 bit uzunluğundadır.
4.5.1.6. EOP Alanı
Her paket bir EOP ile sonlandırılır. Bu tek sonlu sıfırdan (SE0) oluşur.
4.5.1.7. Veri Alanı
Veri alanının belirli bir uzunluğu yoktur. 0 ile 8192 bit uzunluğunda olabilir. Bu projede
biz bilgisayara, her seferinde 64 byte veri gönderiyoruz.
Bu paketlerin birleşimi ile toplu halde gönderilecek olan aşağıdaki USB paketi
oluşturulur (Tablo 4.1).
Tablo 4.1. Toplu halde gönderilen USB paketi
ALAN SYNC PID VERİ CRC16 EOP
#BIT 8/32 8 0-8192 16 3
4.6. USB Sürücüsü
USB sürücünün kur bilgileri projemiz için kullanılacak USB sürücüsünün içeriğidir.
Cihaz takıldıktan sonra aygıt yöneticisine girip cihazımıza Mchpusb.inf adlı dosya notepad
ile açılır. Bu dosyanın içeriği Ek-2 verilmiştir. Bu kur bilgileri Microchip firması
22
tarafından uygulama geliştirme için kullanıcılarına USB haberleşmesi için sunduğu
kodlardır. Bu kodları kendi projemiz için bazı değişiklikler yaparak düzenledik.
Class=K.T.Ü. USB UYGULAMALARI
Bu değişiklik aygıt yöneticisine girdiğimiz zaman ana listede çıkan dizinin adıdır.
Bunun altında KTU USB EKG projemiz çıkacaktır. Bu aşağıda tanımlanacaktır.
USB aygıtı geliştirilirken, bilgisayar programı MATLAB’da ve PIC’in içine yazılan
VID ve PID numaraları eşleşmelidir. VID ve PID numaralını kendi seçimimize göre
değiştirdik. Kullanacağımız PID ve VID numaralını PIC programını yazarken
USB_konfigurasyon.h dosyası içerisine yazdık.
[DeviceList]
%DESCRIPTION%=DriverInstall, USB\VID_04D8&PID_000C,
Aşağıdaki alanları değiştirerek kendi uygulamamıza göre uyarladık.
[Strings]
DEVICEMANAGERCATEGORY="K.T.Ü. USB UYGULAMALARI"
MFGFILENAME="mchpusb"
MFGNAME="Ömer YAZICI & Serhat TOSUN"
INSTDISK="---"
DESCRIPTION="K.T.Ü. USB EKG CİHAZI”
4.7. USB_konfigurasyon.h Dosyası
Bu dosyayı PIC programını yazarken CCS derleyicisin içinde ana programla beraber
derliyoruz. Bu başlık dosyasında aygıtımızı kişiselleştirmek için gerekli ayarları yapıyoruz
ve USB aygıtının kendini bilgisayara tanıtmasını sağlıyoruz. Bu bilgiler cihaz bilgisayar
takıldığı anda çekilen ilk bilgilerdir. Bilgisayar bu dosya içerisindeki bilgilere bakarak
cihazın tipini, yaptığı işi ve nasıl haberleşme kurduğu hakkında bilgiler edinir. Daha sonra
buradaki bilgiler ve USB sürücüsündeki bilgilerle beraber aygıt yöneticisinden
görülebilirler. Burada cihazımızın VID ve PID değerlerini belirtiyoruz. USB sürücüsü
içersindeki [DeviceList] bölümünde bizim belirttiğimiz VID ve PID numaraları
bulunmalıdır. Aksi takdirde o USB sürücüsü bizim cihazımızla eşleşmeyecektir ve
problem olacaktır. Aşağıda USB_konfigurasyon.h dosyası ve detayları.bulunmaktadır. Bu
23
kodlar ana program kodlarıyla beraber derlenen kodlardır. Bu kodlar Ek-2’de
açıklamalarıyla birlikte verilmiştir. Aşağıda bu proje için önemli olan satırlar belirtilmiştir.
char const USB_CONFIG_DESC[] =
//endpoint descriptor
0x02, //desteklenen transfer tipi (0 kontrol, 1 iso, 2 bulk, 3 interrupt) biz
burada 2 olanı yani BULK tipi transferi kullanıyoruz.
//device descriptor
char const USB_DEVICE_DESC[] =
0xD8,0x04, //vendor id (Microchip ürünleri 0x04D8 VID numarasına sahiptir.
0x0C,0x00, //product id (Ürün Kimliği Entegreden entegreye göre değişebilir.)
Bilgisayara takılan her cihazın VID ve PID numaraları özel olmalıdır. Aynı VID ve PID
numaraları olan 2 cihaz birbirine karışır. PIC18F2550 entegremiz için 0x000C PID ürün
kimliğini tercih ettik. USB sürücüsü dosyasının içerisinde devicelist başlığı altında bu VID
ve PID numaraları olmalı ki cihazımız tanınsın.
char const USB_STRING_DESC[]=
USB_DESC_STRING_TYPE, //Burada aygıtı projemize göre kişiselleştiriyoruz.
'K',0,
'T',0,
'U',0,
30,
USB_DESC_STRING_TYPE,
'K',0,
'.',0,
'T',0,
'.',0,
'Ü',0,
'.',0,
' ',0,
'U',0,
'S',0,
'B',0,
' ',0,
'E',0,
'K',0,
'G',0,
' ',;
Yukarıda en sonda yazılan “KTU” ve “KTU USB EKG” dizisi cihaz bir bilgisayara ilk
takıldığı zaman çıkan dizilerdir ve sağ alt köşede yeni donanım bulundu yazısı ile belirir ve
24
bilgisayar daha sonra bu cihaz için sürücü aramaya başlar. Bu diziler bir nevi cihazın
kendini bilgisayara tanıtması gibidir. Daha sonraki takılmalarda eğer USB sürücü
yüklenmişse cihaz aygıt yöneticisinde bu isimlerle belirir. Daha detaylı bilgiler için USB.h
dosyası da incelenmelidir.
4.8. Bilgisayara Veri Aktarımı
Bilgisayar tarafında usb haberleşmesi yapmak için Microchip firması tarafından
yazılmış olan mpusbapi.h başlık dosyası yazılacak API’nin yada GUI’nin olduğu klasöre
kopyalanmalıdır. Bu dosya C++ derleyicileri tarafından derlenir ve ilgili entegre ile
haberleşme yapmak için yazılmış kodları çalıştırır. Buradaki kodları uygun şekilde
çağırarak entegreden veri alabiliriz ve ona veri gönderebiliriz ve bu kütüphane dosyasını
alıp C++ programı yazılabilir. MATLAB’da C++ derleyicileri kullanabildiği için biz
MATLAB’da grafik kullanıcı arayüzü (GUI) yapmayı tercih ettik. MATLAB’da ilk önce
bu kütüphane dosyasını loadlibrary komutunu kullanarak yüklememiz gerekiyor. Ancak
bu işlemi yaptıktan sonra içerisindeki kodları C++ derleyicisi yardımı ile MATLAB
içerisinde kullanabiliriz. Bu dosyanın içeriği aşağıdaki gibidir.
#define MAX_NUM_MPUSB_DEV 127 // Maksimum USB cihazlarının sayısı
// MPUSBGetDeviceCount : Girilen VID & PID numaraları ile eşleşen cihazların sayısını
verir. Bizim projede bu sayı bir olacaktır.
DWORD (*MPUSBGetDeviceCount)(PCHAR pVID_PID);
//MPUSBRead :
//handle - Okunacak uç nokta USB hattını tanımlar.
//pData - USB hattından veri alacak tamponu tanımlar.
//dwLen - USB hattından okunacak byte sayısını tanımlar. Biz her ölçümde 64 byte
okuyoruz.
//pLength – Okunacak byte sayısını gösterir (64 byte).
//dwMilliseconds - zaman aşımı süresini milisaniye cinsinden ifade eder. Eğer süre aşılır
ise fonksiyon işlem bitmese bile geri döner. Eğer bu değer sıfır ise fonksiyon USB hattını
test eder ve hemen geri döner. Eğer sonsuz ise hiçbir zaman zaman aşımı olmaz.
DWORD (*MPUSBRead)(HANDLE handle,
25
PVOID pData,
DWORD dwLen,
PDWORD pLength,
DWORD dwMilliseconds);
Biz MATLAB’da programımızda okuma yapıyoruz ve entegreye herhangi bir veri
göndermiyoruz. Yani veri akışı tek yönlü ve entegreden bilgisayara doğru oluyor.
MPUSBRead komutu çalışınca her seferinde 64 byte örnek MATLAB tarafından alınıyor.
Örnekleme periyodu (1/2280)= 0.4386 ms olduğuna göre her ölçümde 64x0.4386=28.0702
ms’lik örnek alıyoruz demektir.
4.9. MATLAB’da Verilerin Gösterilmesi
Biz MATLAB’daki programımızda okuma yapıyoruz. Entegreye herhangi bir veri
göndermiyoruz. Yani veri akışı tek yönlü ve entegreden bilgisayara doğru oluyor.
MPUSBRead komutu çalışınca her seferinde 64 byte örnek MATLAB tarafından alınıyor.
Örnekleme periyodu 0.4386 ms olduğuna göre her ölçümde 28.0702 ms’lik örnek alıyoruz
demektir.
MATLAB kodları çalıştırıldığı zaman, bizi GUI penceresi karşılamaktadır. Bu pencere
Grafiksel Kullanıcı Arayüzü (GUI) diye bilinmektedir. Arayüze çeşitli butonlar, grafik
bölmeleri, kaydırıcılar, seçim menüleri eklenerek MATLAB’ı kullanımı daha kolay ve
görsel yönden daha zengin olan bir hale getiriyoruz.
GUI’den ölçüm uzunluklarını seçerek “ÖLÇÜM AL” tuşuna basıp ölçümleri alıyoruz.
Her ölçüm 64 byte’lık paketlerin peşpeşe alınmasıyla elde edilir. Bu paketler peşpeşe
eklenerek EKG sinyalini oluşturur. Daha sonra bu sinyal çizdirilir ve ardından genlik
spektrumu çıkartılır. Kullanıcı arayüzünde simülasyon paneli de bulunmaktadır. Burada
sinyale 50 Hz şebeke gürültüsü ve gauss gürültüsünü ayrı ayrı ekleyebilriz. Bu sayede kötü
ve zor şartlar altında yapılan bir ölçümü taklit edebiliriz. Filtrele tuşu ile 45 Hz üstündeki
frekansları sinyalden filtreleriz. Bu sayede eklediğimiz şebeke gürültüsü ve gauss
gürültüsünün bir bölümü filtrelenmiş olur.
26
4.10. MATLAB Filtreleri
MATLAB programının içerisinde yazdığımız grafik kullanıcı ara yüzünde filtrele
butonu oluşturduk. Butona basıldığı zaman EKG sinyaline iki adet filtreleme
yapılmaktadır. Birincisi 71.5 Hz kesim frekanslı alçak geçiren filtredir. İkincisi sadece 50
Hz’i süzen çentik filtredir. Sinyalin DC bileşeni ise kendisinin ortalaması alınıp
çıkartılarak filtrelenmeye çalışılmıştır. MATLAB’da fdatool ara yüzü ile tasarladığımız
filtrelerin kat sayılarını “.mat” uzantılı olarak kaydettik. Program her açıldığı zaman bu
katsayılar import komutu ile programın bulunduğu konumdan çekilirler. Filtreleme komutu
denendiği zaman şebekeden kaynaklanan 50 Hz frekansındaki girişim başarılı bir şekilde
süzüldüğü görülmüştür. Filtreleme yaparken MATLAB’da filtfilt komutunu kullandık. Bu
sayede sinyal filtrelendikten sonra yeniden çizdirildiği zaman x ekseninde kaymamaktadır.
4.11.Projenin Bitmiş Hali
Vücuttan alınan biyopotansiyel sinyalin işlenebilmesi için öncelikli olarak gürültüden
arındırılıp yükseltilmesi gerekmektedir. Bu işlevi görece olan devremizin bilgisayar
ortamında çizildikten sonra metal plakete baskısının yapılış kısmı 8. bölümde detaylı bir
şekilde anlatılmıştır. Elemanları lehimledikten sonra devrenin çalışıp çalışmadığını kontrol
etmek için osiloskopta bazı ölçümler gerçekleştirdik. Bunun için PIC devresine gerek
yoktur çünkü sinyali analog olarak alıp yükselttikten sonra yine analog olarak osiloskopta
gözlemledik (Şekil 4.8).
Şekil 4.8 EKG sinyalinin yükseltilmiş halinin osiloskopta gözlemi
27
Osiloskopta EKG sinyalini başarılı bir şekilde gözlemledikten sonra sistemin PIC
devresini dahil ederek kutulama ve dizaynını gerçekleştirdik. Bunun için 140x150x86 mm
ebatlarında olan bilgisayar güç kaynağını kullandık. Devre giriş çıkış yapan kablolar, erkek
USB konnektör ve buton için gerekli boyutlarda yerler kestikten sonra, devre elemanları
tamamlanmış olan metal plaketimizi kutunun içine vidalardık. Devrenin son hali Şekil 4.9
ve Şekil 4.10’daki gibidir. Şekil 4.11’de ise MATLAB arayüzü ile götüntülediğimiz 70
BPM’lik EKG sinyali görüntülenmektedir.
Şekil 4.9 Kutunun içerisi
28
Şekil 4.10 Projenin tamamlanmış hali
Şekil 4.11 MATLAB’da yazılan grafik kullanıcı arayüzünün bir fotoğrafı
5. SONUÇLAR
Sonuç olarak projemiz başarılı bir şekilde çalışmıştır ve istenilen performansı
sağlamaktadır. Bu proje daha da küçültülebilir ve bilgisayar yazılımı genişletilerek farklı
özellikler eklenebilir. Devrede kullandığımız alçak geçiren filtre katı kaldırılıp aynısı
dijital filtre olarak MATLAB’ın içine eklenebilir. Ayrıca ön yükselteç devresinde
kullanılan AD624 entegresinin kazancı pin kontrollü değil de direnç kontrollü
konfigürasyon ile seçilir ise kazanç 1000’den fazla olabilir ve bu da ikinci yükselteç katına
olan ihtiyacı kaldırır. PIC18F2550 mikrodenetleyicisinin diğer analog girişleri kullanılarak
başka biyolojik sinyallerin bilgisayara gönderimi mümkündür. Gerekli olan sadece bu
bacakların önlerine ön yükselteç katlarını koymak ve gerekli ölçümleri bu bacaklara
göndermektir. Bu proje şimdilik sadece MATLAB programı yüklenmiş bir bilgisayarda
çalışacaktır. Ancak MATLAB arayüzü başka bir dilde yazılır ise (C++ veya C#) devre
herhangi bir bilgisayarda da çalışabilir. Belirtilmesi gereken başka bir nokta ise EKG ön
yükselteç devresinin elektrot offset voltajını bastıramamasıdır. Bu nedenle EKG ana hattı
diye tabir edilen düz çizgi bir zaman sonra kayma yapmaktadır. Bu nedenle ön yükselteç
doyuma gitmektedir. ve sinyal görülmemektedir. Bunu engellemek için sağ bacak sürücülü
bir yükselteç devresi tasarımı yapılmalıdır. Ayrıca diğer kaynaklardan gelen 50 Hz şebeke
grişimini azaltmak için EKG elektrotlarının bağlantı yerleri daha pürüzsüz ve dış ortamdan
yalıtılmış bir şekilde yapılabilir. Bunlara ek olarak devre elemanları SMD tipi seçilebilir ve
bu sayede devrenin fiziksel boyutları küçülerek hem daha taşınabilir olur hem de gürültü
ve girişimden daha az etkilenir.
6. KAYNAKLAR
[1]. E. Yazgan, M. Korürek, Tıp Elektroniği, İTÜ Rektörlüğü Yayını, İstanbul, 1995.
[2]. J. J. Carr, J. M. Brown, Introduction to Biomedical Equipment Technology, 3rd ed.,
R. R. Donnelley&Sons Company, New Jersey, U. S., 1998
[3]. (2012) EKG tarihi hakkında bilgi. [Online]. http://en.ecgpedia.org/wiki/History
[4]. “Recording standart 12-lead ECG”, British Cardiovascular Society, 2010
[5]. Biyomedikal Cihaz Teknolojileri, Elektrotlar, T.C. Milli Eğitim Bakanlığı, MEGEP,
Ankara, 2011
[6]. “AD624 Precision Instrumentation Amplifier Data Sheet”, Analog Devices, 1999
[7]. “PIC18F2455/2550/4455/4550 Data Sheet”, Microchip, 2009
7. EKLER
Ek-1
#include <18F2550.h>
#device ADC=8
#fuses
HSPLL,USBDIV,PLL5,PUT,CPUDIV1,VREGEN,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOD
EBUG,NOMCLR
#use delay(clock=20000000)
#define USB_HID_DEVICE FALSE
#define USB_EP1_TX_ENABLE USB_ENABLE_BULK //Uçnokta1'de Yığın transferi
aktif
#define USB_EP1_RX_ENABLE USB_ENABLE_BULK
#define USB_EP1_TX_SIZE 64 //Uçnokta1 için maksimum gonderilecek veri boyutu
#define USB_EP1_RX_SIZE 64 //Uçnokta1 için maksimum alınacak veri boyutu
#include <pic18_usb.h>
#include <USB_Konfigurasyon.h> //USB konfigurasyon bilgileri bu dosyadadır.
Bilgisayar bu dosyadan entegrenin özelliklerini okuyacak.
#include <usb.c>
#define UcNokta1 1 //Uçnokta 1 kullanılacak
static unsigned int16 ADC = 0;
unsigned int8 i ;
void user_init(void)
set_tris_a(0x01); //RA0 ANALOG giriş
set_tris_b(0xFF); //PORTB GİRİŞ
setup_adc_ports(AN0); //Analog portlar tanıtıldı.
setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);
32
unsigned int16 Olcum_al(byte kanal) //ADC ölçüm alma fonksiyonu. Ölçüm alırken
kullanılacak.
unsigned int16 olcum=0;
set_adc_channel(kanal);
delay_us(20);
olcum = read_adc();
return olcum;
void main(void)
byte sayac=0;
byte gond_paket[64]; //Gönderilecek paketin tanımlanması
user_init();
usb_init();
usb_task();
usb_wait_for_enumeration(); //Cihaz bağlanana kadar bekle
for (;;) //Sonsuz döngü
while(usb_enumerated()) //Cihaz bağlı iken
for (i=0;i<=63;++i) //0'dan 63'e kadar. 64 defa ölçüm alan döngü
delay_ms(1); //1 ms 'lik gecikmeler.
ADC=Olcum_al(0); //Analog girişi okumak.
gond_paket[i] = (byte) ADC; //Okunan değeri gönderilecek pakete yazmak.
sayac = 0x40;
33
if(sayac!=0)
usb_put_packet(UcNokta1, gond_paket, sayac, USB_DTS_TOGGLE); //USB
portuna paketi yazmak.
sayac = 0;
Ek-2
[Version]
Signature=$Windows NT$
Class=K.T.Ü. USB UYGULAMALARI;CustomUSBDevices
ClassGuid=a503e2d3-a031-49dc-b684-c99085dbfe92
Provider=%MFGNAME%
CatalogFile=%MFGFILENAME%.cat
DriverVer=20/01/2012,1.0.0.1
[Manufacturer]
%MFGNAME%=DeviceList,ntamd64
[DestinationDirs]
DefaultDestDir=12
[SourceDisksNames]
1=%INSTDISK%,,,
[ClassInstall32]
AddReg=ClassInstall_AddReg
[ClassInstall_AddReg]
HKR,,,,%DEVICEMANAGERCATEGORY%HKR,,Icon,,"-20"
34
;------------------------------------------------------------------------------
; Windows 2000/XP/Vista 32 Section
;------------------------------------------------------------------------------
[DriverInstall]
CopyFiles=DriverCopyFiles
[DriverCopyFiles]
%MFGFILENAME%.sys,,,2
[DriverInstall.Services]
AddService=MCHPUSB,2,DriverService
[DriverService]
ServiceType=1
StartType=3
ErrorControl=1
ServiceBinary=%12%\%MFGFILENAME%.sys
;------------------------------------------------------------------------------
; Windows XP/Vista 64 Section
;------------------------------------------------------------------------------
[DriverInstall64]
CopyFiles=DriverCopyFiles64
[DriverCopyFiles64]
%MFGFILENAME%64.sys,,,2
[DriverInstall64.Services]
AddService=MCHPUSB,2,DriverService64
[DriverService64]
ServiceType=1
StartType=3
ErrorControl=1
ServiceBinary=%12%\%MFGFILENAME%64.sys
;------------------------------------------------------------------------------
; Vendor and Product ID Definitions
;------------------------------------------------------------------------------
35
; When developing your custom USB device, the VID and PID used in the PC side
; application program and the firmware on the microcontroller must match.
; Modify the below line to use your VID and PID. Use the format as shown below.
; Note: One INF file can be used for multiple devices with different VID and PIDs.
; For each supported device, append ",USB\VID_xxxx&PID_yyyy" to the end of the line.
;------------------------------------------------------------------------------
[DeviceList]
%DESCRIPTION%=DriverInstall, USB\VID_04D8&PID_000B,
USB\VID_04D8&PID_000C, USB\VID_04D8&PID_01F0 USB\VID_04D8&PID_01F1,
USB\VID_04D8&PID_01F2, USB\VID_04D8&PID_01F3, USB\VID_04D8&PID_01F4,
USB\VID_04D8&PID_01F5, USB\VID_04D8&PID_01F6
[DeviceList.ntamd64]
%DESCRIPTION%=DriverInstall64, USB\VID_04D8&PID_000B,
USB\VID_04D8&PID_000C, USB\VID_04D8&PID_01F0 USB\VID_04D8&PID_01F1,
USB\VID_04D8&PID_01F2, USB\VID_04D8&PID_01F3, USB\VID_04D8&PID_01F4,
USB\VID_04D8&PID_01F5, USB\VID_04D8&PID_01F6
;------------------------------------------------------------------------------
; String Definitions
;------------------------------------------------------------------------------
;Modify these strings to customize your device
;------------------------------------------------------------------------------
[Strings]
DEVICEMANAGERCATEGORY="K.T.Ü. USB UYGULAMALARI"
MFGFILENAME="mchpusb"
MFGNAME="Ömer YAZICI & Serhat TOSUN"
INSTDISK="---"
DESCRIPTION="K.T.Ü. USB EKG CİHAZI"
;------------------------------------------------------------------------------
; Source Files
;------------------------------------------------------------------------------
;The source file name prefixes need to be the same name as the string MFGFILENAME
;above
;------------------------------------------------------------------------------
[SourceDisksFiles]
mchpusb.sys=1
mchpusb64.sys=1
ÖZGEÇMİŞ – SERHAT TOSUN
Adı Soyadı: Serhat Tosun
Doğum Yeri Ve Tarihi : Ankara, 14.05.1989
İletişim Bilgileri:05054139309 [email protected]
Eğitim
Lisans Karadeniz Teknik Üniversitesi/Elektrik Elektronik Müh. (2007-2012)
Lisans Anadolu Üniversitesi/İşletme (2011-2015
Lise Çubuk Anadolu Lisesi (2003-2007)
Staj Tarih
İnform Elektronik San. Ve Tic. A.Ş. 2011 (20 İş Günü)
General Electrıc 2011 (30 İş Günü)
Orman Ve Su İşleri Bakanlığı 2010 (30 İş Günü)
ÖZGEÇMİŞ-ÖMER YAZICI
Adı Soyadı: Ömer Yazıcı
Doğum Tarihi Ve Tarihi: İstanbul, 14.11.1989
Eğitim
Lisans Karadeniz Teknik Üniversitesi/Elektrik Elektronik Müh. (2009-2012)
Önlisans Marmara Üniversitesi – Biyomedikal Cihaz Teknolojisi (2006-2008)
Lise Haydarpaşa Anadolu Teknik Lisesi -Elektronik (2003-2006)
Staj Tarih Yeri
ELECTRICITE DE FRANCE (EDF) 01.07.2011-01.10.2011 Nancy-Fransa
MAQUET MEDICAL SYSTEMS 01.06.2010-01.08.2010 İstanbul
BAYER TÜRK KİMYA 01.08.2008-01.09.2008 İstanbul
KADIKÖY FLORENCE NIGHTINGALE 01.06.2007-01.08.2008 İstanbul
HASTANESİ
Bitirme projesinin hazırlanması ile ilgili olarak, aşağıdaki soruları cevaplayınız.
1. Projenizde sizce tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
Projemiz oldukça küçük boyutlu olmuştur.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Evet, USB iletişimi yaparken aktaracağımız bilgi hızını ve iletim kapasitesini hesaba katıp
bunu sorun yaratmayacak bir şekilde projeyi tasarladık.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız:
Yazılımsal olarak MATLAB ve C++ programlamayı, donanımsal olarak ise mikro
denetleyicileri, genel ölçme bilgilerimizi, temel elektronik bilgilerimizi, devre tasarımı
bilgilerimizi kullandık.
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları:
IEC 60601-1, Class I - İletim parçalarının toprağa fiziksel olarak bağlandığı ve elektriksel
şoklara karsı ilave yalıtım sağlandığı tipte medikal cihazlardır.
Elektromanyetik uyumluluk CISPR 11, Class B – Ekipman bina içi sistemlere ve direkt
olarak düşük gerilim kaynak ağına bağlı olan sistemlerde kullanılmaya uygundur.
Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar;
Ekonomi:
Proje düşük maliyeti olması nedeniyle tercih edilebilir. Ekonomik olarak piyasada olan
EKG cihazlarına kıyasla oldukça düşük maliyetlidir.
Çevre sorunları:
Proje herhangi bir çevre sorunu doğurmamaktadır.
Sürdürülebilirlik:
Projede kullandığımız ekipmanlar veya onların eşdeğerleri piyasa koşullarında her daim
bulunabileceği için bu proje sürdürülebilir bir projedir.
Üretilebilirlik:
Projemizin üretilebilirliği son derece yüksektir. Piyasadan bulabileceğimiz düşük maliyetli
elektriksel malzemelerle bu projeyi çok sayıda üretebiliriz.
Etik:
Projemizin etik açıdan hiçbir sorun doğurmamaktadır.
Sağlık:
Projemiz çevredeki canlıların sağlıklarını negatif yönde etkileyecek bir sonuç doğurmaz.
Güvenlik:
EKG projemizde, cihaz hasta ile direkt elektriksel bağlantı halinde olmadığı için uluslar
arası kuruluşlarca belirlenmiş medikal cihaz standartlarına uygun bir cihaz tasarladık.
Sosyal ve politik sorunlar:
Projenin yapımı herhangi bir sosyal veya politik sorun doğurmamaktadır. Hâlihazırda
dünyada EKG cihazları kullanıldığı ve herhangi bir sorun yaratmadığından ve de insan
sağlığına hizmet ettiğinden, bu projenin yapımı sosyal sağlık hizmetlerinde de
kullanılabilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU
Öğrencinin Adı ve Soyadı: ÖMER YAZICI ve SERHAT TOSUN
Numaraları: 238316 ve 196077
Çalışmanın Başlığı: KTÜ USB EKG PROJESİ
Danışmanın Unvanı, Adı ve Soyadı: YRD. DOÇ. DR. YUSUF SEVİM
TAKİP ÇİZELGESİ
Tarih Bitirme Çalışmasının durumu Danışman İmzası
22.02.12 Bilgisayarda baskı devre tasarımı yapıldı.
29.02.12 Baskı devre kuruldu ancak çalışmadı.
07.03.12 Yeni baskı devrenin malzemeleri sipariş edildi.
14.03.12 Yeniden baskı devre kuruldu ve çalıştı.
21.03.12 Devrede değişiklikler yapıldı. EKG sinyali alındı.
28.03.12 PIC yazılımı yazılmaya başlandı.
04.04.12 PIC yazılımı geliştirildi ve bitirildi.
11.04.12 Kitaptan MATLAB’da GUI yazmak öğrenildi.
18.04.12 GUI kodları yazılmaya başlandı ve geliştirildi.
25.04.12 GUI’de EKG sinyali başarı ile görüntülendi.
02.05.12 GUI’ye fazladan fonksiyonlar eklendi ve geliştirildi.
09.05.12 GUI’nin son tasarımı yapıldı ve bitirildi.
16.05.12 Projenin kutusu ve dış tasarımı yapıldı.
23.05.12 Proje kutulandı ve bitirildi.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
BİTİRME PROJESİ ÖĞRENCİ TAKİP FORMU