심음 생체신호 수집 PCB 개발 사례

 

 

건강 상태를 확인하기 위한 생체신호로는 심전도와 맥파가 널리 활용되고 있습니다.

 

이번 프로젝트에서는 마이크 센서 등을 이용해 심음을 계측하고,

 

이를 기반으로 심장 활동을 모니터링할 수 있는 시스템을 개발했습니다.

 

이를 위해 하드웨어 회로 설계와 아날로그 신호처리,

 

펌웨어 및 PC 모니터링 프로그램 개발까지 전 과정을 직접 수행했습니다.

 

 

 

 

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기획 단계

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기획단계에서는 PCB 형상과 신호처리 블록도 및 주요 사양을 정의했습니다.

이와 함께 사용자가 생체신호를 직접 계측하고, 측정 데이터를 SD 메모리에 저장하거나 각종 설정을 디스플레이에서 제어할 수 있는 기능을 기획했습니다.

 

또한 3채널의 센서 데이터를 PC에서 모니터링하고 분석할 수 있는 프로그램까지 기획하여, 하드웨어와 소프트웨어 전체 시스템을 구축했습니다.

 

 

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연구 단계

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▶필터 회로

심음 신호를 깨끗하게 측정하기 위해 OP Amp를 이용한 신호 증폭과, HPF(High Pass Filter) 및 LPF(Low Pass Filter)를 이용해 원하는 주파수 대역만 통과시키는 아날로그 신호처리 기술을 연구했습니다.

 

그리고 필터 회로를 구성하는 저항과 커패시터 등 소자에 따라 차단 주파수와 통과 대역이 어떻게 달라지는지 분석하며, 불필요한 노이즈를 제거하고 필요한 생체신호만 안정적으로 추출할 수 있는 회로를 연구했습니다.

 

 

 

 

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설계

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▶회로 설계 및 PCB Artwork

 

▶PC 프로그램 개발

 

연구한 내용을 바탕으로 기획한 사양에 맞게 회로를 설계하고, PCB Artwork을 진행하여 하드웨어를 구현했습니다.

디스플레이를 통한 신호 측정과 사용자 설정 기능을 구현하기 위해 펌웨어를 개발했으며, 하드웨어와 연동되는 PC 소프트웨어까지 제작하여 전체 시스템을 완성했습니다.

 

 

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테스트 및 납품

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▶제품 사진

 

▶기능 문서화

 

개발이 완료된 이후에는 기능 및 성능 테스트를 수행하였으며, 회로도, 펌웨어, 사용자 매뉴얼 등 관련 문서를 작성하여 납품을 완료했습니다.

 

 

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