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Shanghai Maoyu Science and Education Equipment Co., Ltd

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No. 88-6, Qian Road, Distrito de Puto, Xangai

Caixa de Laboratório Integrada de Instrumentos de Ensino Elétricos Médicos

NegociávelAtualização em05/06

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Visão geral

O Medical Electronics Teaching Instruments Integrated Lab Kit é uma plataforma integrada de ensino e experimentação de eletrônica médica com computador de classe industrial incorporado, multimétrico de 4 bits de semi-precisão, osciloscópio 50Msps e gerador de sinal, que integra o ambiente de desenvolvimento ARM Cortex-M3 com o Arduino UNO. Apoia a captação e filtragem de sinais bioelétricos, tais como cardioeletricidade, eletricidade muscular e eletricidade cutânea, equipado com módulos de estimulação elétrica programáveis e 11 tipos de sensores médicos, adequados para processamento de sinais profissionais, desenvolvimento incorporado e treinamento de design de instrumentos médicos, como engenharia biomédica e eletrônica médica.

Detalhes do produto

（imagem de referência)

I. Visão geral do produto

Caixa de Laboratório Integrada de Instrumentos de Ensino Elétricos MédicosÉ uma plataforma experimental de ensino integrada de nova geração para projetos profissionais como eletrônica médica universitária, engenharia biomédica, informação eletrônica e informática de enfermagem. A plataforma ultrapassa os limites da caixa de laboratório eletrônica médica tradicional, suportando apenas circuitos analógicos, integrando computadores incorporados, instrumentos digitais profissionais, plataformas de desenvolvimento incorporadas e vários tipos de sensores médicos para construir um estado de ensino completo da trinidade "analógico + digital + incorporado".

Profissões e cursos aplicáveis：

Aplicação profissional	Correspondente ao curso básico
Engenharia Biomédica	Processamento de sinais biomédicos, design de instrumentos médicos, desenvolvimento de sistemas incorporados
Tecnologia eletrônica médica	Circuitos eletrônicos analógicos, princípios de sensores médicos, processamento de sinais digitais
Engenharia de Informação Eletrônica	Princípios e aplicações de um único chip, tecnologia de sensores, sinais e sistemas
Informação de enfermagem / Dispositivos médicos	Princípios de equipamento médico, tecnologia de monitoramento de sinais vitais

II. Computador integrado

Caixa de Laboratório Integrada de Instrumentos de Ensino Elétricos MédicosEquipado com computadores embutidos de classe industrial padrão, resolve a dor de "computadores extraordinários" em caixas de laboratório tradicionais. Todos os IDEs de programação, software de host e ferramentas de análise de dados estão pré-instalados em um computador incorporado, sem que o laboratório precise de recursos adicionais de computador.

Parâmetros	especificação
Processador	Arquitetura x86, Frequência principal 2,16 GHz, funcionamento estável e fluido
Memória	DDR3L SODIMM 4GB
Armazenamento	Disco rígido de estado sólido (SSD), inicialização rápida do sistema, leitura e gravação estáveis
Display	Tela IPS de 14 polegadas, resolução 1920 x 1080, 60Hz, alto ângulo de visão
Interface USB	1 x USB 3.0 + 3 x USB 2.0 (conectar gravador de microcontrolador, periférico)
Saída de vídeo	1 x HDMI + 1 x VGA (conectável a um projetor ou uma tela grande para apresentações em sala de aula)
Interface de áudio	Fone de ouvido + microfone
porta serial	1× COM (RS-232, dispositivos com porta serial direta)
Rede	2 x Gigabit Ethernet (rede de campus + isolamento independente de LAN experimental)
Extensão sem fio	Interface de antena 2 x com suporte para extensões de módulos WiFi / Bluetooth
Dispositivo de entrada	Teclado sem fio Bluetooth + mouse sem fio padrão
Proteção do sistema	Sistema de recuperação automática, restaurar o estado de fábrica com um clique, prevenir eficazmente vírus e mau funcionamento
Modo de inicialização	Suporte à auto-inicialização elétrica para reduzir o tempo de preparação pré-aula

Instrumentos digitais profissionais

DispositivosO instrumento digital integrado é um instrumento digital multi-em-um, integrando um multimetro de 4 bits de semi-precisão, um osciloscópio digital de 50Msps e um gerador de sinal em um, equipado com uma tela táctil de 3,5 polegadas para substituir as unidades de medição de baixa precisão distribuídas em caixas de laboratório tradicionais, proporcionando aos alunos uma experiência de operação de instrumentos de nível profissional.

Módulo de medição	Especificações principais	Utilização do Ensino
Multimedidor digital	Semi-precisão de 4 bits, contagem de 60.000, referência de 5 ppm, valor eficaz TRMS Corrente de tensão DC/AC, resistência, capacitor, diodo, temperatura, interrupção	Medição precisa dos parâmetros de cada nó experimental, função TRMS para análise de ondas não sinusoidais
Oscilloscópio digital	Amostragem ADC de 10 bits, taxa de amostragem de 50Msps, largura de banda de 10MHz, armazenamento profundo de 64Kpts	Observação em tempo real das formas de onda do sinal fisiológico, efeitos de filtragem, saída DAC do microcontrolador, impulsos de estímulo elétrico
Gerador de sinal	Várias formas de onda integradas (sinusois/quadrado/triângulo, etc.) Frequência/amplitude ajustável	Sinais de teste padrão para experimentos de filtros e amplificadores

Descrição: Os indicadores de precisão do instrumento incorporado superam muito o multimétrico incorporado no mercado (± 1%): referência de 5 ppm + valor TRMS verdadeiro, adequado para cenários de ensino de medição de precisão de sinais médicos exigentes.

Plataforma de Desenvolvimento Embedded

Essa é a capacidade de diferenciação mais fundamental da plataforma em relação a todos os produtos do mesmo tipo. O ambiente de desenvolvimento do microcontrolador ARM Cortex-M3 integrado na plataforma e o Arduino UNO permitem que os alunos completem todo o processo de escrita, compilação, gravação e depuração de programas incorporados diretamente na plataforma, sem a necessidade de adquirir uma placa de desenvolvimento adicional.

recursos	especificação	Utilização experimental
Processador	ARM Cortex-M3, 72 MHz	Controle em tempo real incorporado, FreeRTOS multi-tarefa experimental
Armazenamento	256KB de Flash, 48KB de RAM	Armazenamento completo de biblioteca de rotinas, cache de dados paralelos de vários sensores
ADC	Precisão de 12 bits, até 1Msps, 8+ canais	Captura digital de sinais bioelétricos, leitura de dados de sensores
DAC	12 lugares, 2 canais	Programação do aluno para geração de ondas DDS (validada por observação de osciloscópio)
ônibus de comunicação	I2C×2, SPI×2, UART×3	Controle todos os sensores digitais e carregue dados para computadores integrados
Temporizador	TIM1–TIM4， Apoio para PWM / captura	Temporização precisa, medição de frequência, controle PWM
Gravar depuração	ST-Link V2 a bordo, computador incorporado com conexão direta USB	Não é necessário um gravador externo, um clique para baixar o programa
Extensão GPIO	Todos os pinos são levados para a linha de 2,54 mm	Cablagem livre, compatível com o experimento DuPont Line

Software de desenvolvimento pré-instalado (computador incorporado)

Software	Utilização
Keil MDK / Microcontrolador CubeIDE	IDE de desenvolvimento profissional de microcontroladores com suporte à depuração on-line (via ST-Link)
Arduino IDE	Ambiente de desenvolvimento Arduino, compilação e gravação em um clique
Máquina superior	Visualização em tempo real de dados do sensor, análise de espectro FFT, exportação de dados CSV / Excel
Assistente de depuração de portas seriais	Depuração de comunicações de microcontroladores e portas seriais de computador incorporadas
Biblioteca completa de rotinas	Cobre todos os sensores e módulos experimentais, pronto para uso fora da caixa

Captura e processamento de sinais bioelétricos

A captação de sinais bioelétricos é um elemento experimental central do ensino eletrônico médico. O DICE-K850 é equipado com um circuito frontal de amplificação de sinais bioelétricos de nível profissional para captar diretamente sinais bioelétricos fracos, como ECG, EMG, EEG e GSR, e observar as formas de onda em tempo real através do osciloscópio incorporado.

Módulo de amplificação de sinal bioelétrico

Parâmetros	especificação
Chip do núcleo	Módulo de captação cardíaca Módulo de captação cardíaca (amplificação + filtro incorporado)
Ganho de tensão	10 – 1000 vezes, ajustável continuamente
Largura de banda de frequência	0,1 Hz – 20 kHz (abrange toda a gama de EEG a EMG)
Relação de supressão comum (CMRR)	≥ 100dB (inibe eficazmente a interferência da frequência de trabalho de 50Hz)
Impedência de entrada	≥ 100MΩ (não afeta a impedância de contato do eletrodo da pele)
Proteção de entrada	Tubo TVS + proteção contra danos eletrostáticos
Saída do sinal	Terminal de saída analógica (com osciloscópio incorporado) + captação sincronizada do ADC do microcontrolador
Aplicar sinais	ECG (captação do módulo de captação eletrocardial), EMG (captação do módulo de captação eletrocardial), GSR

Descrição: Por que é necessário um amplificador front-end dedicado? O sinal cardioelétrico do corpo humano é de apenas 1 mV, e instrumentos comuns como medidores incorporados não podem ser medidos diretamente. A frente do amplificador do instrumento amplifica o sinal até a faixa mensurável, ao mesmo tempo que suprime a interferência eletromagnética ambiental com uma CMRR de ≥100dB para garantir a clareza da forma de onda.

Módulo de filtro analógico ativo

Configurar quatro circuitos de filtro ativo clássicos para que os alunos compreendam os princípios de filtragem analógica e contrastem experimentalmente com os filtros digitais de microcontroladores (FIR / IIR).

Tipo de filtro	Aplicações típicas de ensino
Filtro de baixa passagem (LPF)	Filtra o ruído de alta frequência em EMG para manter sinais fisiológicos úteis
Filtro de alta passagem (HPF)	Eliminação da deriva da linha de base do ECG (eliminação da interferência de baixa frequência abaixo de 0,5 Hz)
Filtro de banda (BPF)	Extrair sinais fisiológicos de faixas de frequência específicas (por exemplo, ondas alfa eletrocencefálicas de 8 a 12 Hz)
Filtro de resistência (BEF)	Frequência de trabalho de 50 Hz para eliminar interferências na rede elétrica

Módulo experimental de estimulação elétrica

Configuração de módulos de estimulação elétrica de pulso PWM programáveis para experimentos de princípios de estimulação elétrica neuromuscular, estudos de parâmetros de estimulação elétrica transcutânea (TENS) e demonstrações de ensino de eletrofisiologia para as necessidades de experimentos de fisiologia em faculdades de medicina.

Parâmetros	especificação
Faixa de frequência	1Hz – 150kHz， Troca automática de quatro velocidades com precisão de cerca de 2%
Proporção de ocupação de pulso	0% – 100%, ajustável de forma independente e contínua
Controle de amplitude de estímulo	Amplificação PWM controlada pela fonte de alimentação ajustável da caixa de laboratório (0-12V), ajustada contínuamente
exibir	LCD exibe em tempo real a frequência atual e os parâmetros de ocupação de espaço
Memória de parâmetros	Desligue a energia para salvar e restabeleça a última configuração após a reinicialização
Controle programático	O microcontrolador controla a frequência/ocupação para uma sequência de estimulação automática
Proteção de segurança	Seguro de corrente limitada em série na extremidade de saída, limite máximo de corrente, osciloscópio incorporado para monitorar a forma de onda de saída em tempo real

Descrição: 【Experimento de ligação】 Experimento de ligação de microcontroladores: o módulo de pulso PWM programável de controle de programação do aluno muda automaticamente os parâmetros de estímulo (varredura de frequência / gradiente de relação de ocupação de espaço) para implementar um cenário completo de prática de engenharia para o "sistema incorporado de controle de instrumentos de estímulo médico".

Suporte nativo para 11 sensores médicos

O dispositivo integra nativamente 11 interfaces padronizadas de sensores médicos e ambientais que abrangem áreas como monitoramento de sinais vitais, percepção ambiental e detecção de movimentos.

Sensores de sinais vitais

Sensores	Parâmetros de medição	Interface	Experiência típica
Sensores mioeletrônicos de superfície	Single canal secado eletrodo sinal eletrônico muscular	ADC frontal bioelétrico analógico	Captura eletrônica muscular, protótipo de reconhecimento de gestos
Sensores elétricos de pele Grove GSR	Resistência da pele / condutividade (estresse emocional)	ADC analógico	Experimento sobre a relação entre eletricidade da pele e estresse psicológico
Módulo fotoelétrico de frequência cardíaca do oxigênio sanguíneo	Oxigênio sanguíneo + frequência cardíaca (PPG)	I2C	Implementação e validação de algoritmos SpO2/HR
Sensor de temperatura de precisão de resistência de platina	Temperatura de precisão	SPI	Medição precisa da temperatura corporal, comparada com medidores integrados
Kit de eletrodos	Electrocardiograma de superfície (ECG)	Elétrodo Frontal bioelétrica	Captura de ondas ECG e reconhecimento QRS

Sensores ambientais e especiais

Sensores	Parâmetros de medição	Interface	Experiência típica
Sensor de gás TVOC / Sensor de gás TVOC / eCO2	Qualidade do ar TVOC / eCO2	I2C	Sistema de monitoramento da qualidade do ar interior
Sensor de Qualidade da Água TDS	Sólidos solúveis (teste de qualidade da água)	ADC analógico	Detecção da qualidade da água e linearização ADC
Módulo de radar Doppler de microondas	Detecção de movimento de 10,525 GHz, saída de sinal digital	Entradas digitais GPIO	Detecção de movimento sem contato, experimento de regulação de distância de indução
Sensores de pulso	Ondas de pulso fotoelétrico	ADC analógico	Medição de pulsação e análise de forma de onda

Sistemas de energia e segurança

1, fonte de alimentação reguladora de tensão múltipla independente

Número de vias de energia	Especificações de saída	Principais usos
Estrada 1	0 – 12V / 1A， Ajustável continuamente	Alimentação experimental universal + controle de amplitude de estímulo elétrico PWM
Estrada 2	0 – 24V / 1A， Ajustável continuamente	Experimento de circuito analógico de alta potência
Estrada 3	Fixo +5V / 2A (com interface USB-A)	Alimentação do medidor integrado + alimentação do módulo do sensor
Estrada 4	Fixo +3.3V / 1A	Microcontrolador / circuito lógico Arduino dedicado

2. Design de proteção de segurança

(1) proteção automática de curto-circuito / sobrecarga: proteção independente de todos os caminhos, corte automático após acionamento, recuperação manual após resolução de problemas

(2) Seguro de corrente limitada de estímulo elétrico: proteção de corrente limitada em série da saída, restrição estrita da corrente máxima

(3) Proteção à terra: resistência à terra ≤ 4Ω, resistência de isolamento total ≥ 10MΩ

Apoio ao Projeto Experimental

Experimento de base de circuito analógico

(1)Experimento de propriedades do amplificador operacional (amplificador inverso/homofásico/diferencial)

(2)Projeto e teste de resposta de frequência de filtros ativos low-pass/high-pass/band-pass/band-resist

(3)Projeto e medição de parâmetros de circuito de alimentação regulador de corrente recta

(4)Medição integral das características de resistência/capacitor/diódodo/triódodo

Experimento de sinais bioelétricos

(1)Captura, amplificação e análise de ondas de sinais eletrocardiócardios (ECG)

(2)Captura de sinal eletromísico (EMG) e análise de espectro

(3)Experimento de eletricidade cutânea (GSR) e relacionamento emocional / estresse

(4)Amplificação de sinal e filtro Módulo de captação cardioelétrica experimental integrado Filtro ativo de saída ECG (LPF/HPF/BPF/trap) Observação de contraste com osciloscópio incorporado

Experimento de Desenvolvimento Embedded

(1)Microcontrolador GPIO / temporizador / Interrupção de experimentos básicos

(2)Microcontrolador ADC multi-canal de captação digital de sinais fisiológicos

(3)Microcontrolador DAC + DDS geração de forma de onda programada (observação de osciloscópio em tempo real)

(4)Bus I2C: leitura e implementação de algoritmos de dados de frequência cardíaca do sensor de oxigênio sanguíneo

(5)SPI Bus: Medição de temperatura de precisão de resistência de platina com módulo de temperatura de resistência de platina

(6)Porta serial UART: carregamento de dados de sensores em tempo real para computadores integrados

4 Experiência de estimulação elétrica

(1)Princípios e parâmetros da estimulação elétrica neuromuscular

(2)Sequência de estímulo de controle programado de porta serial de microcontrolador (experimento de ligação incorporada)

(3)Estudo de Relação Frequência-Efeito (Experimento Automático de Varredura de Frequência)

Experimento de fusão de múltiplos sensores (integrado avançado)

(1)Protótipo de monitoramento sincronizado de sinais vitais multiparâmetros

(2)Sistema Integrado de Monitoramento da Qualidade Ambiental

(3)Experiência de detecção de movimento e regulação de distância de indução

(4)Protótipo de sistema de reconhecimento de gestos eletromísculos

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