SOUNDCARDSCIENTIFICKIT – ЗАСІБ ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ ТА ГЕНЕРАЦІЇ СИГНАЛІВ ЗВУКОВОЇ ТА УЛЬТРАЗВУКОВОЇ ЧАСТОТИ ДЛЯ НАВЧАЛЬНО-ДОСЛІДНИЦЬКОЇ РОБОТИ

Автор(и)

  • Олександр Федорович Винник Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди https://orcid.org/0000-0001-5130-5056
  • Тетяна Євгенівна Комісова Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, Україна https://orcid.org/0000-0003-3959-8575
  • Роман Іванович Кратенко Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, Україна https://orcid.org/0000-0002-5325-0543

DOI:

https://doi.org/10.28925/2414-0325.2022.131

Ключові слова:

SchoolKit; SoundCardScientificKit звукова карта; осцилограф; генератор; біопотенціали; електрокардіограф; TL082; STEM

Анотація

Проаналізовано найбільш розповсюджене безкоштовне та умовно безкоштовне програмне забезпечення для аналізу та генерації звукових сигналів, робота якого ґрунтується на використанні АЦП (аналогово-цифровий перетворювач) та ЦАП (цифро-аналоговий перетворювач) звукової карти комп’ютера. Показано, що практично відсутнє вітчизняне україномовне програмне забезпечення для роботи з АЦП та ЦАП звукової карти. На кафедрі хімії та фізики ХНПУ ім. Г.С.Сковороди розробляється програмно-методичний комплекс SchoolKit (ПМК), одним із застосунків якого є SoundCardScientificKit. Він включає аналізатор звукових сигналів, генератор сигналів спеціальної форми та спектрометр-частотомір. Даний програмний засіб є універсальний. Тому може бути застосований, як в науково-дослідницькій роботі, так і для демонстрації фізичних, явищ, що пов’язані зі звуковими або електричними коливаннями низької частоти від 20 до 20000 Гц. Описано основні функції та інтерфейс застосунку SoundCardScientificKit. Проведено тестування генератора сигналів спеціальної форми додатку SoundCardScientificKit із застуванням звукової карти Realteck High Definition Audio. Показано, що відтворення запрограмованої частоти відбувається з високою точністю. Проаналізовано принципові схеми підсилювачів потенціалів що використовувалися при розробці електрокардіографів, міографів тощо. Розроблено просту схему підсилювача біопотенціалів на основі трьох мікросхем TL082, що включає високоефективний фільтр перешкод частотою 50Гц. Показано, що даний підсилювач може бути використаний для отримання ЕКГ (електрокардіограми). Особлива увага звертається на екологічні аспекти творчої діяльності учнів. Пропонується при розробці електронних пристроїв, за можливістю, використовувати техніку, що потребує утилізації. Повторне використання непридатної до застосування за своїм призначенням техніки, не тільки знімає проблеми пов’язані з її переробкою, а й дозволяє учням ознайомитись із принципами її роботи та конструктивними особливостями.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Олександр Федорович Винник, Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди

старший викладач

Тетяна Євгенівна Комісова , Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, Україна

кандидат біологічних наук, доцент

Роман Іванович Кратенко , Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, Україна

кандидат біологічних наук, доцент

Посилання

Верховна Рада України. МОН України. МОН України. Наказ № 574 Про затвердження Типового переліку засобів навчання та обладнання для навчальних кабінетів і STEM-лабораторій. 2020. URL: https://mon.gov.ua/ua/npa/pro-zatverdzhennya-tipovogo-pereliku-zasobiv-navchannya-ta-obladnannya-dlya-navchalnih-kabinetiv-i-stem-laboratorij (дата звернення: 29.10.2022).

Klaper M. Medical signal processing on a PC. Elektor, 2006. №10. P. 42–47. URL: https://www.researchgate.net/publication/275955613_ECG_using_a_Soundcard_Medical_signal_processing_on_a_PC (дата звернення: 29.10.2022).

Crisp K. M., Lin H., Prosper, I. Breadboard amplifier: Building and using simple electrophysiology equipment. s.l.: Davison College. 2016. Journal of Undergraduate Neuroscience Education. Vol. 14. pp. 124-131. ISSN: 15442896. URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85006381945&partnerID=40&md5=ab40c584335f79237eff7eab3832893e

Monroy M., Miguel H., Martinez-Mendez, R. Low cost electromyogram and electrical muscle stimulator. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2016. Vols. 2016-August, pp. 184-187. Conference of 13th International Conference on Power Electronics, CIEP 2016; Conference Date: 20 June 2016 Through 23 June 2016; Conference Code:123197. ISBN: 9781509017751. URL: https://doi.org/10.1109/CIEP.2016.7530753

Klaper M. 2-Pound RLC Meter impedance measurement using a sound card. Elektor, 2008. №6. P. 64–68. URL: https://icom.hsr.ch/fileadmin/user_upload/icom.hsr.ch/publikationen/mathis/trade_publications/MAH_Klaper_2008_RLC_Meter_EN_elektro0608.pdf (date of access: 29.10.2022).

Sankhi B. R., Turgut E. A low-cost vibrating sample magnetometry based on audio components. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 502. ISSN: 03048853. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166560

Amirullah N. A., Rahmat S. B., Dzulkarnain A. A., et al. Calibrating different sounds for sound therapy: A general guide. 2022. Medical Journal of Malaysia. Vol. 77. pp. 12-19. ISSN: 03005283.

Patel B. N., Shah D. N. Evaluating ECG Capturing Using Sound-Card of PC/Laptop// International Journal of Instrumentation and Control Systems (IJICS) Vol.4. No.1. January 2014. P. 11-32. URL: https://doi.org/10.5121/ijics.2014.4102

Raza Naqvi S.A., Khan S.R., Hassan W., Portable C. Yi. Low Cost Electrocardiogram Ambulatory Support System For Cardiologists. 2012 IEEE Global High Tech Congress on Electronics. URL: https://doi.org/10.1109/GHTCE.2012.6490137

Maheshkumar K., Dilara K., Maruthy K. N., Sundareswaren L. Validation of PC-based sound card with Biopac for digitalization of ECG recording in short-term HRV analysis. North American Journal of Medical Sciences, Vol. 8, 2016. pp. 307-311. ISSN: 2250-1541. URL: https://www.researchgate.net/publication/305693497_Validation_of_PC-based_Sound_Card_with_Biopac_for_Digitalization_of_ECG_Recording_in_Short-term_HRV_Analysis (date of access: 29.10.2022).

Herrera C., Moreno A., Chavez K., Niño L. De Rivera, Ponomaryov V. Acquisition and processing of ERG signals. Conference of 2010 2nd Circuits and Systems for Medical and Environmental Applications Workshop, CASME 2010. Merida, 2010. URL: https://ipn.elsevierpure.com/en/publications/acquisition-and-processing-of-erg-signals (date of access: 29.10.2022).

Spinelli E. M., Pallàs-Areny R., Mayosky, M. A. AC-coupled front-end for biopotential measurements. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2003. Vol. 50. P. 391-395. 182. ISSN: 00189294. URL: https://doi.org/10.1109/TBME.2003.808826

Умный кардиограф KardiaMobile EKG. URL: https://smart-gadget.club/smart-fitness/fit-tracker/kardia-mobile-ekg (дата звернення: 29.10.2022).

Кардиограф KardiaMobile 6L. URL: https://smart-gadget.club/smart-fitness/fit-tracker/kardiamobile-6l (date of access: 29.10.2022).

Винник О.Ф., Комісова Т.Є., Кратенко Р.І. Розробка програмно-методичного комплексу SchoolKit. Відкрите освітнє е-середовище сучасного університету. №11. С. 32-48. https://doi.org/10.28925/2414-0325.2021.113.

TL082 Wide Bandwidth Dual JFET Input Operational Amplifier. Literature Number: SNOSBW5B. Texas Instruments Incorporated, 2011. 16 p. URL: https://www.mouser.com/datasheet/2/282/tl082-n-21379.pdf (date of access: 29.10.2022).

Downloads


Переглядів анотації: 230

Опубліковано

2022-11-24

Як цитувати

Винник, О. Ф., Комісова , Т. Є., & Кратенко , Р. І. (2022). SOUNDCARDSCIENTIFICKIT – ЗАСІБ ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ ТА ГЕНЕРАЦІЇ СИГНАЛІВ ЗВУКОВОЇ ТА УЛЬТРАЗВУКОВОЇ ЧАСТОТИ ДЛЯ НАВЧАЛЬНО-ДОСЛІДНИЦЬКОЇ РОБОТИ. Електронне наукове фахове видання “ВІДКРИТЕ ОСВІТНЄ Е-СЕРЕДОВИЩЕ СУЧАСНОГО УНІВЕРСИТЕТУ”, (13), 1–18. https://doi.org/10.28925/2414-0325.2022.131

Номер

Розділ

Статті

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають