क्या मानव शरीर के लिए एक Arduino कनेक्ट करना सुरक्षित है?


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मैं कुछ प्रोजेक्ट बनाना चाहता हूं जो एक Arduino का उपयोग करके ECG डेटा एकत्र और प्रदर्शित करता है। यह दो इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है जो शरीर (छाती पर) से जुड़े होते हैं। इसके बाद सिग्नल को op-amps के माध्यम से एक Arduino ADC पिन पर प्रेषित किया जाता है। Arduino सिर्फ एक PC से जुड़ा होता है। क्या मानव और अरुडिनो बोर्ड दोनों के लिए इस तरह से जुड़ा होना सुरक्षित है ?

क्या मुझे कुछ सुरक्षा की प्रशंसा करनी चाहिए और यदि हां, तो कौन सी?


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स्थिति को पहचानने के लिए आपके लिए अच्छा उतना आसान नहीं था जितना कि यह लग रहा था, और करने से पहले पूछ रहा था। संबंधित: Electronics.stackexchange.com/questions/120596/…
मैट यंग

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ईसीजी माप के लिए एक Arduino से जुड़े पीसी का उपयोग बहुत खतरनाक है। यह सवाल बंद होना चाहिए।
लियोन हेलर

मैं लैपटॉप का उपयोग करना चाहूंगा (बैटरी पर चल रहा है), क्या यह सुरक्षित है?
गरानगर

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@LeHHeller यदि आपका लक्ष्य लोगों को सुरक्षित रखना है, तो सवाल को बंद करना आपके द्वारा किए जाने वाले सबसे बुरे कामों में से एक है। अच्छी जानकारी लोगों को सुरक्षित रखती है, न कि अभाव।
लिली फिनाले

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@ लॉनहेलर मेटा के इस प्रश्न में योगदान करने पर विचार करें: खतरनाक सामान पर हमारी नीति क्या है? जहां तक ​​यह सवाल है, मेरा मानना ​​है कि इसे खुला रहना चाहिए। ध्यान दें कि अभी तक हमारे पास कोई करीबी कारण नहीं है "बहुत खतरनाक - इस तरह की जानकारी को जनता से रोक दिया जाना चाहिए और केवल उन लोगों को गुप्त रूप से प्रदान किया जाना चाहिए जिन्हें हमने योग्य माना है।"
एडम डेविस

जवाबों:


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यह उचित नहीं है जब तक कि पूरी परियोजना कम वोल्टेज और बैटरी संचालित न हो। ट्रांसफॉर्मर अलग-थलग होने पर भी संचालित कुछ भी साधन खतरनाक हो सकते हैं। उपकरणों या घटक विफलताओं के कारण अत्यधिक रिसाव धाराओं और संभावित सुरक्षा खतरों से बचाने के लिए मुख्य संचालित रोगी संलग्न उपकरणों के लिए विशिष्ट सुरक्षा आवश्यकताएं हैं।

वे नियम पेशेवर चिकित्सा उपकरणों पर लागू होते हैं, लेकिन वे एक कारण से हैं। आपको यह नहीं मान लेना चाहिए कि यह केवल एक शौक परियोजना है, भले ही उन्हें अनदेखा करना सुरक्षित है।


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एक छोटा सा जोड़: भले ही परियोजना बैटरी से संचालित हो, फिर भी गैल्वेनिक अलगाव के बिना uart-usb कनवर्टर के माध्यम से बोर्ड को जोड़ना खतरनाक हो सकता है।
एश्टन एच।

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इस ^^। एक डेस्कटॉप पर, USB जमीन पृथ्वी पर है, लैपटॉप पर, कौन जानता है ... कुल मिलाकर, एक USB कनेक्शन को इन प्रकार के अनुप्रयोगों में मुख्य के रूप में माना जाना चाहिए। Electronics.stackexchange.com/questions/120596/…
मैट यंग

व्यावहारिक सिफारिश: उच्च पक्ष पर एक छोटे से फ्यूज का उपयोग करें, जैसे कि 50mA या तो (यह बहुत अधिक ईसीजी में प्रवाहित नहीं होना चाहिए।) एक ऐसे स्थान पर जो सभी वर्तमान प्रवाह को मार देगा। यह कुछ प्रतिरोध जोड़ देगा ताकि आपको उस पर विचार करने की आवश्यकता हो या न हो।
ह्यूग नोलन

@AshtonH।: न सिर्फ "हो सकता है", यह सबसे निश्चित रूप से है। USB अलग-थलग नहीं है और हालाँकि इसमें एक साथ कई विफलताएँ शामिल होंगी, यह परीक्षण विषय को जाप कर सकता है।
whatsisname

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ईसीजी परीक्षण करते समय, इलेक्ट्रोड शुष्क त्वचा की तुलना में अधिक प्रवाहकीय होते हैं, इसलिए छोटे वोल्टेज से फाइब्रिलेशन या अन्य अतालता को ट्रिगर करने की संभावना मौजूद है और इसे बहुत गंभीरता से लेने की आवश्यकता है। प्रत्यारोपित पेसमेकर के लिए अधिकांश पेसमेकर दालों 2mV से 250mV तक हैं। यह पूरी तरह से वोल्टेज नहीं है, और यदि आपका डिवाइस गलती से दिल तक चला जाता है, तो आप बहुत परेशानी में पड़ सकते हैं।

संक्षिप्त उत्तर: आईईसी 60601-2-25 पढ़ें।

मध्यम उत्तर: इन दिनों ऐसा करने के लिए, आपको अपने सभी डिजिटल संकेतों को एक भौतिक अलगाव सीमा में ऑप्टो-आइसोलेटेड होना चाहिए, और आपके पावर स्रोत को अलग-थलग करना होगा (अर्थात ट्रांसफार्मर)। किस प्रकार की सुरक्षा की आवश्यकता है, इस पर बहुत विस्तृत और सख्त आवश्यकताएं हैं, जिसमें कई किलोवोल्ट के साथ zapped होने का सामना करने में सक्षम होना और सीमा पार नहीं करना शामिल है।

आपके सभी प्रवर्धन और डेटा प्रोसेसिंग को आपकी अलगाव सीमा के ऊपर ले जाने की आवश्यकता है, मूल रूप से कुछ भी नहीं है, लेकिन एक UART इसे पार कर रहा है। संक्षेप में, आपको मूल रूप से इसे ठीक से करने के लिए एक कस्टम पीसीबी बनाना होगा।

एक एनालॉग फ्रंट एंड के रूप में TI ADS1298 का ​​उपयोग करें, जिसे आप SPI के माध्यम से संवाद कर सकते हैं।


"आपके सभी प्रवर्धन और डेटा प्रसंस्करण को आपकी अलगाव सीमा के ऊपर ले जाने की आवश्यकता है" बिल्कुल भी सच नहीं है, आपको बस इसे विद्युत रूप से सुरक्षित तरीके से करने की आवश्यकता होगी। आप आसानी से रास्पबेरी पाई जैसी डिवाइस (सुरक्षित बिजली की आपूर्ति के साथ) कर सकते हैं डेटा प्रोसेसिंग करते हैं और 9 वी से सुरक्षित रूप से प्रदर्शित करते हैं और कहीं भी कोई अलगाव नहीं है। यह शायद संभव के रूप में जांच के लिए करीब के रूप में अलग करने के लिए सिर्फ सस्ता।
सैम

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"संक्षिप्त उत्तर: आईईसी 60601-2-25 पढ़ें।" है कि लंबे जवाब नहीं? IEC 60601-2-25 60 पृष्ठों से अधिक लंबा है।
अजादि32

@ Ajedi32: मेरे लिए लिखने के लिए लघु :)
whatsisname

@ सलाम: अलगाव सीमा की आवश्यकताओं में न्यूनतम भौतिक रिक्ति और विभिन्न प्रकार की अन्य आवश्यकताएं शामिल हैं। आपकी दीवार मस्सा आवश्यकताओं को पूरा नहीं करेगा।
whatsisname

मैं भी साथ असहमत @Sam सब में " सभी अपने प्रवर्धन और प्रसंस्करण की जरूरत है अपने अलगाव सीमा के स्थान पर नदी के ऊपर लेने के लिए। डेटा " यह है कि यह रफ़ू अव्यावहारिक होगा (यदि संभव हो) unamplified ईकेजी संकेतों को पार करने की कोशिश करने के लिए सच है अलगाव सीमा। हालाँकि, गैल्वेनिक अलगाव की व्यवस्था करने के लिए एक से अधिक विकल्प हैं। बैटरी चालित डिवाइस के मैकेनिकल डिज़ाइन को करना भी संभव है जैसे कि USB (लॉग डेटा की चार्जिंग और रीडआउट) को इलेक्ट्रोड केबल के रूप में उसी समय प्लग नहीं किया जा सकता है।
निक एलेक्सीव

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आप ऑन-बोर्ड ए / डी के साथ ईसीजी संकेतों को पढ़ने में सक्षम नहीं होने जा रहे हैं, यह पर्याप्त रूप से प्रवर्धित नहीं करता है या पर्याप्त सामान्य मोड लाभ अस्वीकृति है। आपको एक इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर का उपयोग करना होगा। उचित डिजाइन (ऑप्टो-कपलर) के साथ एक बैटरी संचालित इंस्ट्रुमेंटेशन एम्पलीफायर को एक आर्डिनो से जोड़ने के लिए यह काफी सुरक्षित होना चाहिए, कम से कम यह है कि मैं इसे कैसे करूंगा। (मैं इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर को दीवार बनाऊंगा, लेकिन मैं बेवकूफ होने का जोखिम उठा रहा हूं)


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बोनस जोखिम के लिए ईबे से उन $ 1 नकली ऐप्पल वॉल प्लग एडेप्टर का उपयोग करें, लेकिन कृपया मुझे आप पर कुछ जीवन बीमा लेने दें।
स्पायरो पेफेनी

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यह सुरक्षित है यदि आप Arduino को लैपटॉप से ​​जोड़ते हैं और इसे केवल बैटरी का उपयोग करके चलाते हैं (तब उच्चतम वोल्टेज जो आपको झटका दे सकता है वह है लैपटॉप की बैटरी वोल्टेज - जो पर्याप्त सुरक्षित होनी चाहिए)।

मैंने कुछ समय पहले अलग-अलग हिस्सों का उपयोग करके एक समान परियोजना बनाई थी - मैंने बैटरी से पूरे डिवाइस को पावर देने और कंप्यूटर को डेटा भेजने के लिए ब्लूटूथ का उपयोग करने के लिए चुना।


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नहीं, यह लैपटॉप बैटरी का उपयोग करने के लिए भी सुरक्षित नहीं है। कार्यान्वित पेसमेकर दाल 250mV से लेकर 2mV तक कम हो सकती है। यदि वह दिल की धड़कन को इंगित करने के लिए पर्याप्त है, तो आपके लैपटॉप से ​​5 वोल्ट या अधिक निश्चित रूप से इसके लिए सक्षम है।
whatsisname

@whatsisname दुनिया में हर EKG के सामने का एम्पलीफायर अंत + 5V (इसे होना है) द्वारा संचालित है। न तो यह रोगी से गैल्वेनिक रूप से पृथक है (यह नहीं हो सकता है)।
निक एलेक्सीव

@NickAlexeev: हाँ, लेकिन उनके पास किसी भी लैपटॉप बिजली की आपूर्ति की तुलना में सुरक्षा के लिए कहीं अधिक कठोर इंजीनियरिंग आवश्यकताएं हैं।
whatsisname

@whatsisname संदर्भ और "ईकेजी फ्रंट एंड्स में फ्रंट एम्पलीफायरों के लिए सुरक्षा के लिए कहीं अधिक कठोर आवश्यकताओं" के लिए संदर्भ, यदि आप कृपया? ध्यान रखें, हम अभी भी डीसी आपूर्ति रेल वोल्टेज के बारे में बात कर रहे हैं।
निक एलेक्सीव

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सबसे आसान, और सुरक्षित , डिजाइन एक बैटरी चालित एम्पलीफायर का उपयोग करना होगा जो इलेक्ट्रोड सिग्नल को बढ़ाता है, एम्पलीफायर को एक बैटरी चालित अरुडिनो से जोड़ता है, ताकि जानकारी को कैप्चर, प्रोसेस और स्टोर किया जा सके। रोगी से इलेक्ट्रोड को डिस्कनेक्ट करने के
बाद , Arduino को किसी भी तरह से पीसी से कनेक्ट करें (आप कर सकते हैं), और डेटा को पीसी में स्थानांतरित करें। जाहिर है, आप इस उपकरण का उपयोग किसी ऐसे व्यक्ति पर नहीं करते हैं जो "गति निर्माता" है (पहनता है) !

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