BT17

Proge A.Ş

Biyomedikal Deney Seti Kullanım Klavuzu

BT17

BİYOMEDİKAL DENEY SETİ

1

İçindekiler

1 GENEL BAKIŞ ...................................................................................................................................... 2

2 BİLEŞENLER ........................................................................................................................................ 3

3 BAĞLANTILAR .................................................................................................................................... 4

3.1 Güç Bağlantısı ............................................................................................................................ 4

3.2 Sinyal Bağlantısı ......................................................................................................................... 5

3.3 Bluetooth Bağlantısı .................................................................................................................. 6

4 ARAYÜZ .............................................................................................................................................. 7

4.1 BT17’den Sinyal Okunması ........................................................................................................ 8

4.2 BT17’ye Yapay Sinyal Yüklenmesi .............................................................................................. 9

2

1 GENEL BAKIŞ

Biyomedikal Deney Seti (BT17), biyomedikal sinyallerin ölçülmesi için tasarlanmış analog devrelerden

oluşmaktadır. Electrocardiography (EKG), Electromyography (EMG) gibi biyomedikal sinyaller insan

üzerinden ölçülen sinyallerdir ve düşük voltajlı sinyallerdir. Biyolojik sinyallerin anlamlandırılabilmesi için

ölçülen sinyal sırasıyla; instrumental amplifer, high pass filtre, noch filtre, sinyal katlayıcı ve low pass

filtreden geçirilebilir. Her kattın çıkışından osiloskop ile ölçüm alınarak sinyalin değişimi izlenebilir. Yanı sıra

“DATA ACQUISITION” bloğunun girişine ölçülmek istenilen sinyal bağlanarak bilgisayar üzerinde de sinyal

takibi yapılabilir.

Şekil 1 BT17 Deney Seyi

3

2 BİLEŞENLER

Şekil 2’de BT17 ve deney için gerekli olan bileşenler gösterilmiştir.

Şekil 2 BT17 ve Deney Bileşenleri

1) Sağ kol elektrotu : instrumental ölçüm girişi

2) Sol kol elektrotu : instrumental ölçüm girişi

3) Sağ ayak elektrotu : instrumental amplifier için referans noktası

4) BT17 deney kartı : yükselteçler, filtreler ve kazanç bloklarının bulunduğu analog devre kartı

5) 220V güç kablosu : deney kartı 220V ile beslenebilmektedir.

6) Pil kutusu : deney kartı +/- 9V ile beslenebilmektedir.

1

2

3

6

5

4

4

3 BAĞLANTILAR

BT17 Deney setinin güç bağlantıları, set üzerindeki blokların arasındaki sinyal bağlantıları ve

bilgisayarla yapılacak olan bluetooth bağlantısı açıklanmıştır.

3.1 Güç Bağlantısı BT17 deney kartı hem 220V şebeke gerilimiyle hem de +/-9V pil ile çalışabilmektedir.

Şekil 3’de 1numaralı bağlantı pil kutusun ile yapılacak olan bağlantıdır. +9V, -9V ve GND bağlantısı

bulunmaktadır, bu soket yönlüdür ve hatalı bir şekilde takılması fiziksel olarak engellenmiştir. Buna ek

olarak pil kutusu üzerinde 3 soket bulunmaktadır. Siyah soket GND, kırmızı soket +9V, yeşil soket -9V ile

bağlantılıdır. Pillerin voltajları bu 3 soket üzerinden ölçülebilir.

Şekil 3’de 2numaralı bağlantı 220V şebeke güç bağlantısıdır. Şekil 3’de 3numaralı anahtar şebeke

açma/kapama anahtarıdır. 0 konumunda iken şebeke kablosu bağlı olsa da devreye güç aktarılmaz.

Anahtar 1 konumuna alındığında şebekeden güç geliyorsa anahtarın kırmızı ışığı yanacaktır. İnsan üzerinde

ölçüm yapılırken devre şebekeden beslenmemelidir.

Şekil 3’de 4numaralı anahtar deney kartının besleneceği güç kaynağını seçmektedir. Anahtarın üç

konumu bulunmaktadır. Yatık konumlar şebeke ve pil arasında seçim yaparken dik konum hiçbir kaynağın

bağlanmadığı durumdur. Şekil 3’de 5numaralı led devreye güç aktarılıp aktarılmadığını gösterir. 5 numaralı

led’in yanıyor olması devreye güç aktarılıyor olduğunu gösterir fakat hangi kaynaktan (şebeke/pil)

aktarıldığını göstermez.

Şekil 3 BT17 güç girişleri, güç anahtarları ve güç ledi

1

2

4

3

5

5

3.2 Sinyal Bağlantısı Şekil 4’de BT17 deney kartı bağlantı şeması gösterilmiştir. BT17 kartı üzerinde 4 ana blok vardır.

Bloklar 2 sıra halinde ve her sırada 2 blok olacak şekilde konumlandırılmıştır. 1.blok instrumental amplifer,

high pass filtre ve band pass filtreden oluşmaktadır. 2.blok ayarlanabilir kazanç ve ayarlanabilir low pass

bloğundan oluşmaktadır. 3.blok SpO2 ölçümü için ayrılmıştır (bu versiyonda aktif olarak çalışmamaktadır.)

4.blok bilgisayar iletişimi için kullanılmaktadır.

Şekil 4’de bağlantı soketleri renkli halkalarla işaretlenmiştir;

Kırmızı halka içindeki soketler : çıkış soketleridir. (iki çıkış soketinin bir birine bağlanması o

kattaki opamp’ın yanmasına neden olacaktır. İki çıkış soketi bir birine bağlanmamalıdır.)

Yeşil halka içindeki soketler : giriş soketleridir.

Mor halka içindeki soketler : instrumental amplifier giriş ve referans soketleridir.

Sarı halka içindeki soketler : bilgisayar bağlantı soketleridir.

Şekil 4 BT17 deney kartı bağlantı şeması

1.bloktaki işlemler instrumental amplifier’dan itibaren ilk high pass filtre, noch filtre ve ikinci high

pass filtreden geçmektedir. Her basamağın çıkışı osiloskop üzerinde izlenebilir. Ve/veya 2.blok’da giriş

olarak kullanılabilir. 2.bloktaki işlemler bir birinden bağımsız gerçekleştirilmektedir. Ayarlanabilir kazanç

işlemi ve ayarlanabilir low pass filtre işlemi birinden bağımsız çalışabilmektedir. Her iki işlemin yanında ayar

düğmesi bulunmaktadır. Kazanç ayarı 25, 50, 100 ve 200 kat olarak seçilebilir. Low pass filtre eşiği 15Hz,

60Hz ve 1kHz olarak seçilebilir.

Klasik bir biyolojik sinyal ölçümü için izlenecek bağlantı aşağıdaki gibi sıralanmıştır;

1. Biyolojik ölçüm girişleri input1, input2 ve ref. girişine bağlanmalı,

2. 1.bloğun son işlemi olan high pass filtrenin çıkışı 2.bloktaki kazanç işlemine bağlanmalı,

3. 2.bloktaki kazanç işleminin çıkışı yine 2.blokta bulunan low pass filtre girişine bağlanmalı,

4. 2.bloktaki low pass filtre işleminin çıkışı 4.bloktaki measurement input girişine bağlanabilir,

bu çıkış osiloskop ile ölçülebilir.

1.blok 2.blok

3.blok 4.blok

6

3.3 Bluetooth Bağlantısı BT17 deney kartı bilgisayarla bluetooth üzerinden haberleşmektedir. Bağlantının sağlanabilmesi için

öncelikle BT17 kartının bluetooth cihaz olarak bilgisayara eşleştirilmesi gerekir. Eşleştirme işlemi bir kez

yapıldıktan sonra diğer kullanımlarda otomatik olarak bağlantı kurulacaktır. Bluetooth eşleştirmesi işlemi

aşağıdaki işlem sırası izlenerek yapılabilir.

Bilgisayarın bluetooth modemini aktif ediniz. Bluetooth ikonuna sağ basarak ayarlara geçiniz.

Ayarlar pencerecinden yeni bluetooth cihazı eklemeyi seçiniz. (cihaz eklemeden önce BT17 deney kartına güç geldiğine yani mavi led’in yandığına emin olun.)

Cihaz listesinde, kartın numarasıyla birlikte “BIOMEDIKAL” isimli bir cihaz gözükmelidir. Her kartın altındaki etiket üzerinde kodu yazmaktadır. Bu koda göre kartın numarası belirlenmektedir. Resimde kullanılan kartın kodu BT1710’dur. Buna göre bu kartın adı “BIOMEDIKAL10” olmalıdır.

Cihaza bağlanmak istenildiğine eşleştirmek için PİN sorulacaktır. BT17 kartlarının bluetooth eşleşme PİN kodu “1234”’tür. PIN girişinin ardından BT17 kartı cihatlar arsına özel adıyla eklenecektir.

Cihazın eklenmesinin ardından hangi COM numarasıyla eklendiğinin bilinmesi gerekir. Bluetooth ayar penceresinde daha fazla bluetooth seçenekleri seçilerek açılacak pencereden isminde “BIOMEDICAL10 ‘Dev-B’” yazan com numarası bulunabilir. Bu örnek için COM5’dir.

7

4 ARAYÜZ BT17 kartı üzerinde yapılan ölçümlerin bilgisayarda bu gözlenebilmesi için Labview2016 programıyla

arayüz hazırlanmıştır. Kullanılacak bilgisayarda Labview2016’nın yüklü olması gerekir. Arayüz Labview

projesi olarak açılmalıdır “bio_kart.lvproj”.

Şekil 5 bio_kart proje dosyası

Proje üzerinde 3dosya vardır. serial_read.vi ve serial_write_V02.vi dosyaları alt dosyalardır. Ana

dosya bio_kart.vi dosyasıdır. bio_kart.vi dosyası çalıştırıldığında şekil 6 daki arayüz açılacaktır. Arayüz’ün

cihaza bağlanabilmesi için com numarası ve baud rate seçilmelidir. Com numarası için 3.3Bluetooth

Bağlantısı başlığına bakınız. Resimdeki örnek üzerinde com5 gözükmektedir. Baud rate ayarı BT17 için

115200’dür.

Şekil 6 bio_kart.vi arayüzü

Arayüz’ün iki fonksiyonu vardır. Bunlar 4.1 ve 4.2 başlıklarında açıklanmaktadır.

8

4.1 BT17’den Sinyal Okunması Arayüz’ün ilk fonksiyonu analog sinyallerin okunmasıdır. Bu fonksiyon

pencerenin üstünde bulunan tablardan “read_state” seçilerek aktif hale

getirilebilir. Fonksiyon çalışmaya başlayınca üzerindeki yeşil gösterge yanacaktır.

Seçilen sekmenin üzerindeki gösterge yanmıyorsa diğer sekmede devam etmekte olan bir işlem vardır.

“read_state” sekmesinde okunan sinyal sağ taraftaki scope ekranına çizdirilmektedir. Aynı zamanda

bu sinyal dosyaya da yazdırılmaktadır. Dosyaya yazdırabilmek için “write to pc file name” girdisine

istediğiniz dosya adının yazılması gerekir. Aynı dosya adı daha önce oluşturulduğuysa otomatik olarak

numara eklenerek isimlendirilecektir. (test daha önce oluşturulduysa test_1, test_2,… olarak isimlendirilir.)

doya yazma işlemi ikinci bir anahtarla doğrulanmaktadır. “write file confirmation” anahtarı aktif hale

getirildiğinde (sarı renk yanacaktır.) dosyaya yazma gerçekleştirilir. Aksi durumda sadece scope üzerinde

gözükecektir.

Dosya ismi ve write confirmation seçildikten sonra “start reading” butonuna basılarak okuma işlemi

başlatılacaktır. N, okunan toplam örnek sayısıdır. dt, okunan sinyalin iki örneği arasındaki ortalama

zamandır. Dial ayar skalası okunan sinyalin kaç örneğinin scope üzerinde gösterileceğinin seçildiği kısımdır.

(write confirmation aktif ise dosyaya bütün örnekler yazılacaktır. Yazılan örneklerin sadece dial ile seçilen

kısmı scope’da gözükecektir.)

Sol alt kısımda gösterilen “byte_at_port” değeri o anda kaç örneğin seri port buffer’ında beklemede

olduğunu gösterir. Gerçek zamanlı örneklemenin olması için bu değerin 0 yazıyor olması gerekir. Bu

değerin 0 olmaması ve sürekli artması bilgisayarın seri porttan gelen örneklenmiş sinyal hızına

yetişemediğini gösterir ve bu durumda zaman değerleri gerçeği yansıtmayacaktır. (Bu durum bilgisayar

performansına bağlıdır. Bilgisayar yüksek güce alınarak daha hızlı çalışması sağlanabilir.)

Şekil 7 arayüz read_state sekmesi

9

4.2 BT17’ye Yapay Sinyal Yüklenmesi Arayüz’ün ikinci fonksiyonu üretilen yapay sinyallerin karta yüklenmesidir. Bu

fonksiyon pencerenin üstünde bulunan tablardan “load_state” seçilerek aktif hale

getirilebilir. Fonksiyon çalışmaya başlayınca üzerindeki yeşil gösterge yanacaktır.

Seçilen sekmenin üzerindeki gösterge yanmıyorsa diğer sekmede devam etmekte olan bir işlem vardır.

Load_state sekmesinde daha önceden kaydedilen sinyaller izlenebilir. Daha önceden kaydedilen

sinyalin dosya adının “read from pc file name” girdisine yazılması gerekir. Ardından Show data butonuna

basıldığında dosyada kayıtlı olan bütün örnekler scope ekranına yansıtılacaktır.

Ekrana yansıtılan kayıtlı sinyal veya yapay olarak üretilen sinyalin karta yüklenmesi load to kit

butonuna basılması yeterli olacaktır. Done göstergesi yanarsa scope üzerinde gösterilen sinyal karta

başarıyla aktarılmıştır.

Karta aktarılan sinyalin örnek sayısı BT17 için en fazla 1000 olabilir. BT17’de dt girişi

kullanılmamaktadır. dt değeri işlemci üzerinde sabit ayarlanmıştır.

Şekil 8 arayüz load_state sekmesi