I. Thiết kế máy đo điện tâm đồ ECG
Phần này tập trung vào thiết kế máy đo điện tâm đồ ECG, một khía cạnh cốt lõi của đề tài tốt nghiệp. Nội dung bao gồm việc lựa chọn linh kiện phù hợp, thiết kế mạch điện tử, cụ thể là thiết kế mạch tiền xử lý ECG, thiết kế mạch khuếch đại thuật toán, thiết kế mạch lọc thông thấp, thiết kế mạch lọc thông cao, và thiết kế mạch lọc Notch. Thiết kế mạch điện tử được thực hiện dựa trên các nguyên lý lý thuyết đã được trình bày ở chương trước. Việc lựa chọn các linh kiện như vi điều khiển STM32F407VET6 và ESP8266 được giải thích dựa trên các thông số kỹ thuật và khả năng đáp ứng yêu cầu của hệ thống. Thiết kế sơ đồ nguyên lý và sơ đồ khối hệ thống được minh họa chi tiết, bao gồm các khối chức năng chính như khối cảm biến, khối xử lý tín hiệu, khối hiển thị và khối giao tiếp. Các giải pháp đo điện tâm đồ được đề xuất, đánh giá ưu nhược điểm, và lựa chọn giải pháp tối ưu cho hệ thống. Cuối cùng, phần này cũng trình bày thiết kế phần mềm điều khiển, bao gồm lưu đồ giải thuật và mã nguồn, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của quá trình đo lường và xử lý tín hiệu.
1.1 Thiết kế mạch tiền xử lý ECG
Thiết kế mạch tiền xử lý ECG là một phần quan trọng của dự án. Nó tập trung vào việc thu thập tín hiệu ECG thô từ các cảm biến ECG, sau đó loại bỏ nhiễu và khuếch đại tín hiệu yếu. Mạch lọc được thiết kế để loại bỏ nhiễu 50Hz từ nguồn điện và nhiễu tần số cao khác. Mạch khuếch đại sử dụng mạch khuếch đại thuật toán để khuếch đại tín hiệu ECG lên mức cần thiết cho xử lý tiếp theo. Việc lựa chọn các thành phần mạch như điện trở, tụ điện và mạch khuếch đại hoạt động được giải thích chi tiết, dựa trên các tính toán và mô phỏng. Phân tích tín hiệu ECG được thực hiện để xác định các thông số quan trọng như biên độ, tần số, và dạng sóng. Mạch tiền xử lý được thiết kế với trọng tâm là tối ưu hóa tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) và đảm bảo độ chính xác cao của tín hiệu ECG. Thiết kế mạch tiền xử lý ECG được mô phỏng và kiểm tra kỹ lưỡng trước khi ứng dụng vào hệ thống thực tế. Quá trình thiết kế này tuân thủ các tiêu chuẩn y tế và đảm bảo sự an toàn cho người dùng. Mô phỏng máy đo điện tâm đồ giúp đánh giá hiệu quả của thiết kế mạch. Giải pháp đo điện tâm đồ được chọn dựa trên tính khả thi và độ chính xác.
1.2 Thiết kế phần mềm và giao diện người dùng
Phần này tập trung vào phần mềm máy đo điện tâm đồ ECG. Phần mềm được viết bằng ngôn ngữ lập trình phù hợp với vi điều khiển STM32F407VET6. Lập trình vi điều khiển bao gồm việc thu thập dữ liệu từ mạch tiền xử lý, xử lý tín hiệu, tính toán nhịp tim, và hiển thị kết quả trên màn hình LCD. Phần mềm cũng bao gồm chức năng giao tiếp không dây với web server trên ESP8266 để truyền dữ liệu lên mạng. Thiết kế giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng. Ứng dụng máy đo điện tâm đồ được mô tả rõ ràng, bao gồm cách sử dụng thiết bị và cách thức hiển thị kết quả. Phần mềm được thiết kế để đảm bảo độ tin cậy cao và khả năng hoạt động ổn định trong thời gian dài. Phần mềm máy đo điện tâm đồ ECG tích hợp các thuật toán xử lý tín hiệu nâng cao để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo. Việc xử lý tín hiệu ECG tập trung vào việc phát hiện và loại bỏ nhiễu, và trích xuất các thông số cần thiết. Ứng dụng điện tâm đồ trong thực tế được nhấn mạnh. Phần mềm được kiểm thử kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy.
II. Thi công máy đo điện tâm đồ ECG
Phần này tập trung vào thi công máy đo điện tâm đồ ECG. Quá trình thi công bao gồm việc lắp ráp các mạch điện tử, lập trình vi điều khiển, và tích hợp các phần cứng khác như màn hình LCD, cảm biến ECG, và module Wifi. Thi công mạch điện tử được thực hiện cẩn thận để đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy của hệ thống. Việc kiểm tra và hiệu chỉnh các mạch điện tử là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động chính xác. Thi công phần cứng được mô tả chi tiết, bao gồm các bước lắp ráp, kết nối và thử nghiệm. Các hình ảnh và video minh họa các bước thi công giúp người đọc dễ dàng nắm bắt được quá trình thực hiện. Thi công hệ thống được thực hiện theo đúng quy trình kỹ thuật, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hệ thống đo điện tâm đồ hoàn chỉnh được trình bày. Thi công máy đo điện tâm đồ ECG tại HCMUTE được thực hiện bởi nhóm sinh viên với sự hướng dẫn của giảng viên. Hồ sơ thiết kế điện tử được sử dụng làm cơ sở cho quá trình thi công. Bài báo cáo thiết kế máy đo điện tâm đồ tóm tắt quá trình thi công và kết quả đạt được.
2.1 Lắp ráp và kiểm tra
Lắp ráp máy đo điện tâm đồ ECG được thực hiện theo đúng thiết kế mạch điện tử và sơ đồ nguyên lý. Các linh kiện được lựa chọn kỹ càng và được kiểm tra chất lượng trước khi lắp ráp. Lắp ráp mạch điện tử được thực hiện một cách cẩn thận để tránh gây hư hỏng linh kiện. Sau khi lắp ráp, hệ thống được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động đúng chức năng. Các thiết bị đo lường được sử dụng để kiểm tra các thông số điện như điện áp, dòng điện và tần số. Kiểm tra hệ thống bao gồm việc kiểm tra hoạt động của từng module riêng lẻ và hoạt động của toàn bộ hệ thống. Kiểm tra phần mềm được thực hiện để đảm bảo sự ổn định và chính xác của phần mềm điều khiển. Báo cáo thi công máy đo điện tâm đồ ghi nhận các kết quả kiểm tra và hiệu chỉnh. Hệ thống đo điện tâm đồ ECG được test kỹ lưỡng. Kiểm tra chất lượng là một bước quan trọng trong thi công. Mạch điện tử được kiểm tra kỹ càng.
2.2 Thử nghiệm và hiệu chỉnh
Sau khi thi công, hệ thống được thử nghiệm kỹ lưỡng để kiểm tra hiệu quả hoạt động. Thử nghiệm bao gồm việc đo đạc các thông số kỹ thuật, đánh giá độ chính xác, và kiểm tra sự ổn định của hệ thống. Hiệu chỉnh hệ thống được tiến hành để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo kết quả đo chính xác. Thử nghiệm được thực hiện trên nhiều đối tượng khác nhau để đánh giá tính tương thích và độ tin cậy của hệ thống. Kết quả thử nghiệm được phân tích và đánh giá để xác định các điểm mạnh và yếu của hệ thống. Báo cáo thử nghiệm máy đo điện tâm đồ cung cấp đầy đủ thông tin về quá trình thử nghiệm và kết quả đạt được. Hiệu chỉnh hệ thống là một quá trình cần thiết để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của hệ thống. Thử nghiệm máy đo điện tâm đồ ECG giúp cải thiện chất lượng sản phẩm. Phần mềm được hiệu chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất. Ngành điện tử HCMUTE hỗ trợ việc thử nghiệm và hiệu chỉnh.
III. Kết quả và ứng dụng
Phần này trình bày kết quả đạt được từ đề tài, bao gồm các số liệu đo đạc, hình ảnh minh họa, và phân tích tín hiệu ECG. Kết quả đo được so sánh với kết quả từ máy đo chuẩn y tế để đánh giá độ chính xác của hệ thống. Ứng dụng của hệ thống được đề cập, bao gồm khả năng theo dõi sức khỏe cá nhân, hỗ trợ chẩn đoán bệnh, và các ứng dụng khác trong y tế. Kết quả cho thấy hệ thống có độ chính xác cao và khả năng hoạt động ổn định. Ứng dụng thực tế của hệ thống được nhấn mạnh, đóng góp vào lĩnh vực y tế. Giá trị thực tiễn của hệ thống được đánh giá cao. Kết luận tóm tắt các kết quả và ý nghĩa của đề tài. Hướng phát triển cho hệ thống được đề xuất để nâng cao hiệu năng và mở rộng ứng dụng. Công nghệ đo điện tâm đồ được ứng dụng hiệu quả. Đánh giá hệ thống nhấn mạnh tính khả thi và tính ứng dụng.
