Схема миостимулятора

[Falconist]

Ну, "несложный" - понятие относительное. Давайте так - я распишу основные параметры и последовательности, которые желательно получить на выходе, а Вы прикиньте, из чего, имеющегося в наличии, это можно реализовать. А потом в режиме последовательных приближений будем хором "доводить".

В конструкции электростимулятора есть несколько подводных камней, которые резко усложняют его конструирование.

Во-первых, это выходной каскад (первый рисунок). "Классикой" считается каскад на выходном трансформаторе, являющемся генератором выходного тока (ни в коем случае не напряжения!). Такой каскад автоматически обеспечивает формирование стимулирующего импульса, после которого следует "компенсирующий" выброс противо-ЭДС, устраняющий явление электрофореза под электродами, как это было бы при протекании чисто однополярного тока. Управление таким каскадом производится банальным транзисторным ключом, коммутирующим первичную обмотку трансформатора. НО! Никаких диодов, снабберов или сапрессоров в первичке быть не должно. Следовательно, транзистор должен быть высоковольтным, с минимальным напряжением насыщения коллектор-эмиттер. Полевиков я не пробовал, но тогда, когда я занимался этим вопросом вплотную, соответствующих по параметрам полевиков еще не было. Думаю, что они вполне подойдут для этих целей.

Основные параметры импульса - см. в моем первом посте в этой теме.

Главной сложностью является плавная регулировка амплитуды стимулирующих импульсов. Возможны два варианта:
а) модуляция длительности открытого состояния ключа (соответственно, в сердечнике трансформатора накапливается разная энергия, которая потом трансформируется во вторичную обмотку). Преимущество - экономичность для батарейных устройств. Недостаток - невозможно добиться практически нулевых значений амплитуды импульса.
б) Регулировкой амплитуды на верхнем выводе первичной обмотки - банальный стабилизатор напряжения. Преимущество - более широкий диапазон регулировки. Недостаток - малая экономичность, но если с сетевым питанием, то этот недостаток не существен.

В обоих вариантах вплотную к первичной обмотке нужно ставить накопительный конденсатор пораядка 1000...2200 мк, а дорожки вести от БП отдельным проводником (как для питания, так и для "земли", т.к. токи по ней в импульсе проходят нехилые).

На втором рисунке я схематически изобразил эпюры пачек стимулирующих импульсом в 2-канальном варианте аппарата. IMHO такой вариант наиболее предпочтителен как с энергетической, так и с функциональной точек зрения - энергия потребляется практически постоянно, один канал накладывается на мышцы-сгибатели, второй - на мышцы-разгибатели, имитируя функцию движений конечности в суставе.

Так вот, второй подводный камень - это фазы нарастания и спада амплитуды импульсов в пачке. Изменение их длительность должно быть пропорциональным длительности пачки, чтобы всегда оставаться в указанных процентных пределах!

Таким образом, все органы управления сводятся к четырем потенциометрам:
1 - частота импульсов в пачке (10...50 Гц);
2 - длительность пачек (2...10 с)
3 и 4 - раздельные ручки регулировки амплитуды импульсов в каждом из каналов.

В некоторых конструкциях в выходную цепь ставят светодиод, индицирующий наличие стимулирующих импульсов и качество контакта электродов с кожей, но тогда его нужно шунтировать быстрым диодом в обратной полярности, чтобы выходной импульс был двуполярным.

В качестве трансформатора в первом приближении можно использовать ТОТ или выходной от старых транзисторных приемников (типа "Спидолы") - вторичная будет первичной и наоборот.

Я сам практически не знаю МК, но так, прикидочно, думаю, что это был бы оптимальный вариант - входные АЦП пустить на плавные регулировки, а на выходном ЦАПе - реализовать регулировку амплитуды. Тем более, что управляющий стабилизатор может быть общим для обоих каналов. В принципе, реплизовать фазы нарастания и спада можно и цифровым способом, на счетчиках с дешифраторами и резистивной матрицей на их выходе (ЦАП). Так делалось и вполне успешно.

Прикиньте схему и выложите, будем думать дальше...

-- Прилагается рисунок: --

-- Прилагается рисунок: --

[FOLKSDOICH]

Читали наверно книги Заеца? Вот эта его конструкция приглянулась. Не слишком наворочено. Что думаете?

Прикрепленный файл: 5894544.zip

[FEDmas]

Сложность понятие относительное.
Пугаться не стоит. Всё когда то в первый раз. Просто пора переходить на новый уровень. Пора простится с ламповой техникой и заняться процессорами.

Ну допустим схема есть. А как насчёт всего остального.(Прошивки, описаний,осцифолограм,рисунка печатки.)

[FEDmas]

Похоже эта тема уже выдохлась. Или я не прав?

[Falconist]

Не вижу вопроса...

[elcreator]

Смотрел прикрепленный файл - там питание 2х9В, с сетью никакой гальванической связи нет (видимо, подразумевается, что блок питания выполнен с учетом всех требований, обмотки разнесены по магнитопроводу, двойная изоляция и т.д.). Так что шарахнуть не должно, а насчет того минуса, что выход по напряжению согласен. И спасибо за очень подробный FAQ по настоящим миостимуляторам, т.к. нередко можно увидеть схему блокинг-генератора на одном транзисторе, гордо носящего это название.

[Ironium]

Уважаемый Falconist, может быть подскажете - что почитать по теме миостимуляторов. Некоторые "подводные" камни Вы указали, но хотелось бы поближе ознакомится с данной темой. Например места наложения электродов, материал электродов, противопоказания. Ваша схема конечно несколько устарела, микроконтролеров таких уже не найти, да и нет смысла искать - достаточно не сложно собрать миостимулятор на доступной базе. Чтобы не использовать потенциометры, сделать более информативную индикацию и например память настроек. Питание только от аккумуляторов, с их зарядкой во внешнем ЗУ.
Категорически не советовал бы заниматся подобным конструированием радиолюбителям начинающим. Для начала можно почитать книги по электробезопасности, особенно уделить внимание описанию смертельных случаев. Например известны происшествия со смертельным исходом при поражении постоянным напряжением 24 вольта и ниже.

[Falconist]

1. Колесников Г.Ф. Электростимуляция нервно-мышечного аппарата.- Киев, Здоровье, 1977.- 168 с.

2 А собственно, разве я что-то писал о "своей" схеме на микроконтроллере???

3. Индикация - вообще дело сто двадцать пятое. Главное - выходной каскад. А это - "ноу-хау" за сто семью замками...

[Ironium]

2 А собственно, разве я что-то писал о "своей" схеме на микроконтроллере???

Извиняюсь, невнимательность.

3. Индикация - вообще дело сто двадцать пятое. Главное - выходной каскад. А это - "ноу-хау" за сто семью замками...

Если "ноу-хау" тогда не настаиваю, кому сильно надо - купят и на атомы разложат, поменяв коробочку, под своим логотипом выпустят. А мой интерес немного в стороне от миостимуляции - лечил меня лет 10 назад дедушка-целитель. Не из шарлатанов, так как мне помогло, да и знакомые тоже были довольны. Просил он меня сделать прибор, на принципе ... (тож ноу-хау), вот только информации в те времена не очень. Тут кризис 98 года, а вскоре дед разбился - погонять на авто любил. Принцип он мне объяснил - надеялся что лечить можно будет быстрее и безболезнено, а самое главное и без его участия.
Миостимулятор можно бы и купить, да вот только знать какой. Не хотелось бы прикупить поделку из кружка "умелые ручки", на 155ла3 за неск тыщ рублей. Руки так сказать не под .. заточены, собрать можно и получше "китайчатины" или кооперативно-подвальной продукции.

[Falconist]

Уважаемый Ironium,

"Только не поймите меня правильно" - это все не мои "ноу-хау". На этом люди зарабатывают нехилые деньги и, естественно, не "светят" свои разработки.

В принципе, выходной каскад примерно на 1:0,9 - соответствует схеме обратноходового повышающего преобразователя. Это, хотя и достаточно "перепаханное" поле, все равно имет кучу своих "заморочек" - спросите, например, у TauP10, или NOPROBLEM.

Поэтому вижу путь продвижения такой:
1. Начать с макетирования именно выходного каскада. Чем им управлять на этом этапе - совершенно без разницы, хотите - с МК, хотите - с выхода 555-го таймера, хотите - с логики. Да хоть с транзисторного мультивибратора! Помучиться, конечно, придется, если выход будете испытывать на самом себе, а не, например, жене .

2. Для медицинских применений кнопочное управление - отнюдь не самое функциональное решение. Особенно для регулировки амплитуды. Для быстрых динамических изменений режимов намного быстрее крутнуть ручку, чем давить на кнопки. В этой связи, если Вы завяжетесь на МК, я бы настоятельно рекомендовал применять энкодеры, причем режим "Push button" (нажатие на ручку), имеющийся в большинстве энкодеров - для "аварийного" прекращения работы (бывают и нередко такие ситуации, когда подачу стимулирующих импульсов надо прекратить немедленно). Другими режимами (частота, периодичность и т.п., что Вы там понапридумываете) - можно управлять и кнопками.

3. Самое важное! ДЛЯ КОГО (какого специалиста) этот сабж будет делаться? Мне тоже очень жаль, что с Вашим "дедом-целителем" произошла такая беда. IMHO в память о нем просто по-человечески стОит "довести до ума" его "ноу-хау". Но тут возникает другая проблема - кто его последователи? Как их найти? Если тупо пытаться запустить прибор в "широкое" применение - возникает вопрос о его сертификации. А это - очень муторное и дорогое занятие. В 90-х годах такая сертификация в Украине стоила порядка $120 тыс. Если просто выложить схему прибора и методику в открытый доступ - можно больше навредить, т.к. на него рванет толпа профанов. В общем, есть над чем хорошо подумкать.

Пишите, чем могу - помогу.