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# Eletrocardiógrafo - ECG
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Esse é um sistema que capta sinais de eletrocardiograma a partir de eletrodos de prata/cloreto de prata acoplados a pele do usuário. 
Esse ECG possui capacidadade de adquirir sinais de eletrocardiograma com baixo ruído e boa rejeição de artefatos de movimentos. Ele conta com um sistema de ajuste automático de ganho para garantir a máxima faixa dinâmica possível e maior estabilidade do sinal.
O sistema é composto de duas placas: uma é responsável pelo condicionamento analógico do sinal e a outra é responsável pelo controle de ganho dos amplificadores de condicionamento a partir da amostragem do sinal e algoritmo implementado em um Arduino Nano.

As placas para funcionamento do sistema foram desenvolvidas em [KiCAD](http://kicad-pcb.org/) com método Dual Layer (camada superior e inferior de cobre).
 
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Ademais, o sistema é alimentado via duas baterias de 9V, permitindo portabilidade e segurança ao usuário.
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## Diagrama de blocos do sistema
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![Diagrama de blocos do sistema](/Imagens/blocos.PNG)

Como se pode observar no diagrama de blocos, primeiramente o sinal de ECG é adquirido pelos eletrodos conectados a pele do usuário. Esse sinal é amplificado por um amplificador de instrumentação com alto ganho, alta rejeição de modo-comum e baixa corrente de polarização, chamado de amplificador de biopotenciais. Além dessas características, esse amplificador conta com entradas digitais que permitem alterar seu ganho de acordo com a combinação de bits de entrada. Após esse processo, o sinal de ECG é filtrado na banda de frequência recomendada pelas normas AHA (American Heart Association) e  pode ser amostrado por um circuito de amostragem de sinal apropriado. Além disso, o sinal também é grampeado e amostrado pelo conversor ADC do Arduino para realizar o controle e ajuste de ganho. Ademais, o circuito também conta com uma referência na perda direita que auxilia na redução de modo-comum do usuário através de realimentação negativa. 
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*  [Circuito de condicionamento de sinal](Circuito-de-condicionamento-de-sinal): Visão geral sobre o circuito de condicionamento de sinal do eletrocardiógrafo.
*  [Amplificador de biopotenciais](Amplificador-de-biopotenciais): Detalhes sobre o amplificador de biopotenciais responsável pela primeira amplificação de sinal de ECG.
* [Driving-Right-Leg Circuit](Driving-right-leg-Circuit): Detalhes sobre o circuito ativo de eliminação de modo-comum do corpo do usuário.
* [Filtro passa-altas](Filtro-passa-altas): Detalhes sobre o circuito de filtro passa-altas para cortar frequências menores que 0,05Hz.
* [Filtro Notch](Filtro-Notch): Detalhes sobre o circuito de filtro Notch para cortar interferências da rede de 60Hz.
* [Filtro passa-baixas](Filtro-passa-baixas): Detalhes sobre o circuito de filtro passa-baixas para cortar frequências maiores que 100Hz.
* [Circuito de Clamp Ativo](Circuito-de-clamp-ativo): Detalhes sobre o circuito de Clamp Ativo responsável por limitar o sinal entre 0 e 5V para amostragem em ADC de Arduino.
* [Sistema de controle automático de ganho](Sistema-de-controle-de-ganho): Detalhes sobre o sistema feito com Arduino para controle automático de ganho de acordo com usuário.
* [Conversão analógica-digital](Conversão-analógica-digital-do-sinal): Detalhes sobre a conversão analógica-digital a ser realizada para coleta correta e precisa dos dados de ECG.
* [Resultados](Resultados): Resultados obtidos a partir da caracterização do instrumento.
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## Especificações

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* Impedância de entrada na ordem de 10Gohms
* Rejeição de modo-comum na ordem de 100dB
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* Erros de leitura de amplitude na ordem de 0,1mV
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* Ganhos programáveis: 400V/V, 800V/V, 1000V/V, 2000V/V, 4000V/V
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* Alimentação simétrica a partir de duas baterias de 9V (total isolamento da rede)
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* Amplitude de sinal de saída entre +/- 4,6V
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* Frequência de amostragem recomendada de 500Hz
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* Conexão com 4 eletrodos: 3 eletrodos para obtenção de 2 derivações e 1 eletrodo de referência de perna direita
* 2 modos: Ajuste automático de ganho ou ajuste manual de ganho

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## Guia de repositório

* [Firmware](https://git.cta.if.ufrgs.br/cardiorrespirometro/ecg/tree/master/Firmware): firmware para Arduino Nano responsável por ajuste automático de ganho
* [GERBER](https://git.cta.if.ufrgs.br/cardiorrespirometro/ecg/tree/master/GERBER/ecg): arquivos GERBER para fabricação das placas de circuito impresso
* [KiCAD](https://git.cta.if.ufrgs.br/cardiorrespirometro/ecg/tree/master/KiCAD/ecg): arquivos de KiCAD para diagrama esquemático e projeto da placa de circuito impresso


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## Agradecimentos
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* Para Arthur Koucher e Gabriel Marins, colaboradores de execução do projeto e que permitiram a livre divulgação do mesmo.
* Para Profº Alexandre Balbinot, professor que auxiliou na execução do projeto e emprestou materiais necessários para realização do mesmo.
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## Licença
A presente documentação descreve hardware, firmware e software de código aberto.
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/"><img alt="Licença Creative Commons" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-sa/4.0/88x31.png" /></a><br />O trabalho <span xmlns:dct="http://purl.org/dc/terms/" property="dct:title">Neuroestimulador</span> de <a xmlns:cc="http://creativecommons.org/ns#" href="http://cta.if.ufrgs.br" property="cc:attributionName" rel="cc:attributionURL">Luís Eduardo Estradioto</a> está licenciado com uma Licença <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">Creative Commons - Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional</a>.