Каталог статей

Главная » Все схемы » Схемы устройств на микроконтроллерах » Устройства на микроконтроллерах

Выбранная схема!!!


2365
Электромассажер на МК

В практике радиолюбителя встречаются приборы медицинского назначения. Зарубежные производители, используя простые методы преобразования напряжения, создают безопасные электромассажеры. Автор неоднократно пользовался такими приборами в медицинских учреждениях, но для быта импортный аппарат стоит очень дорого. В этой главе рассматривается простой аналог импортного электромассажера, который легко настроить с помощью регулятора длительности частоты и времени импульсов.

В основе схемы (рис. 7.1) заложен микроконтроллер ATtinyl5 от компании Atmel [3], оснащенный Flash-памятью на 1 Кбайт, памятью EEPROM на 64 байт, шестью линиями ввода-вывода, встроенным RC-генератором, АЦП, аналоговым компаратором и двумя таймерами/счетчиками.


Рис. 7.1. Схема электромассажера

Схема построена как классический полумостовой несимметричный преобразователь с трансформаторной гальванической развязкой. Расчет трансформатора основан на [10]. При этом учитывается максимальная длительность импульсов, которая в сумме составляет частоту преобра-

зователя. Время паузы между импульсами в конструктивных расчетах трансформатора не учитывается.

Питание схемы осуществляется от внешнего источника 4,5 В. После включения тумблера S1 питание подается на микроконтроллер IC1 и выходной каскад Ql, Q2. Для исключения влияния импульсных помех во время работы питание подается через фильтр Rl, СЗ. Стабилитрон D1 выполняет роль стабилизатора напряжения 4 В. Применение в схеме стабилизации напряжения одного стабилитрона вполне оправдано, поскольку ток потребления микроконтроллера достигает максимум 10 мА.

Во время включения питания происходит сброс микроконтроллера через R5, после чего микроконтроллер опрашивает входы АЦП ADC1, ADC2 и формирует импульсы управления MOSFET-транзисторами Q1, Q2. Напряжение на АЦП регулируется переменными резисторами R3, R4. Для устранения шума во время регулировки установлены конденсаторы С5 и Сб.

Выходной каскад собран по схеме полумостового преобразователя на MOSFET-транзисторах. Применение этих транзисторов позволило упростить схему выходного каскада. Для ограничения тока преобразователя применен резистор R2. Поочередная коммутация первичной обмотки трансформатора TR1 вызовет ЭДС на вторичной обмотке. Поскольку трансформатор — повышающий, то импульсы, формируемые во вторичной обмотке, будут иметь большую амплитуду около 20 В. При изменении частоты амплитуда импульсов так же будет изменяться. Эти импульсы вызывают сокращение мышц человека при контакте с электродами во время работы прибора. На этом эффекте и основана функция массажера, что давно применяется в медицине. В схеме не предусмотрена защита от КЗ электродов.

Программа

Код программы на ассемблере представлен в листинге 7.1, а шест-надцатеричный код — в листинге 7.2.



В начале программы выполняется конфигурирование микроконтроллера. В этот момент все выводы обнулены, поэтому светодиод LED1 засвечивается. Далее АЦП микроконтроллера считывает напряжение с резисторов R3, R4. Пропорционально считанному напряжению устанавливается время включения и выключения обоих плеч полумостового преобразователя. На выводы микроконтроллера РВО и РВ1 поочередно подаются импульсы управления. Паузы между импульсами задаются значением напряжения на R3. Длительность импульсов задается значением напряжения R4. Длительность формируется программным путем.

Считывание данных на АЦП производится несколько раз, и по результатам среднего арифметического получают более точные данные длительности пауз и импульсов

Во время работы прибора светодиод LED1 мигает с частотой, пропорциональной напряжению на АЦП1. Если микроконтроллер не работает, светодиод LED1 не мигает. В этом случае необходимо перепрограммировать микроконтроллер. В программе автор не использовал таймеры, поскольку длительность пауз очень большая, и потому ресурс таймера недостаточен. Во время пауз сторожевой таймер сбрасывается, благодаря чему микроконтроллер не переходит в "спящий" режим.

Конструкция

Монтажная схема платы представлена на рис. 7.2, а двухсторонняя разводка проводников — на рис 7.3.


Рис. 7.2. Монтажная схема платы электромассажера

Плата изготовляется из двухстороннего металлизированного текстолита. Автор предлагает дизайн прибора, представленный на рис. 7.4. Экспериментальная модель (рис. 7.5) была собрана на макетной плате. Сверху платы управления устанавливаются детали, выключатель питания, регуляторы длительности и трансформатор, снизу — батарейный отсек питания. От трансформатора (снизу платы) отводятся разъемы для жгутов электродов. На плате вертикально установлен светодиод, который входит в отверстие в корпусе прибора. С верхнего торца прибора установлен выключатель питания. Все детали импортного производства.

При изготовлении трансформатора вторичная обмотка была разделена на две секции по 537 витков (рис. 7.7).


Изоляция обмоток выполнена тефлоновой лентой 0,2 мм (применяется в сантехнике), а экранирование трансформатора — алюминиевой лентой 0,5 мм (применяется в воздухотехнике). Сердечник стянут по периметру нейлоновой стяжкой.

Стабилитрон D1 — любой на 4 В (например, КС139). Микроконтроллер ATtiny 15 установлен на панельку для возможности свободного монтажа при перепрограммировании. Полевые транзисторы IRF540 в схеме не имеют радиаторов, поскольку мощность нагрузки незначительная. На плате установлен разъем для возможности подключения внешнего источника питания.

Настройка

На выводах 5 и 6 микроконтроллера в среднем положении регуляторов при включенном питании должна быть получена осциллограмма,

показанная на рис. 7.8, на выводах вторичной обмотки трансформатора — осциллограмма, показанная на рис. 7.9, а на первичной обмотке — осциллограмма, показанная на рис. 7.10.

Если напряжение на электродах будет иметь уровень, вызывающий болезненные ощущения у пациента, то необходимо увеличить сопротивление R2. Для уменьшения амплитуды выходного импульса достаточно параллельно вторичной обмотке трансформатора подключить резистор номиналом от 100 кОм до ЮМОм (или переменный резистор мощностью 1 Вт). Ощущения массажа можно улучшить, добавив параллельно вторичной обмотке конденсатор емкостью от 100 пФ до 0,1 мкФ. Емкость конденсатора зависит от частоты импульсов. Настройка производится для каждого пациента отдельно, поскольку ощущения зависят от проводимости кожи.

Эксплуатация

На электроды насаживаются смоченные в дезинфицирующем растворе тампоны. Электроды с тампонами накладываются на место массажа на теле человека, после чего включается прибор. Регулировка параметров частоты и скважности импульсов соответствует ощущениям пациента. Электроды медленно перемещают по месту массажа. Настройку длительности импульсов необходимо производить плавно, не создавая болевых ощущений пациенту.

Внимание!

Во время манипуляции электродами необходимо отключать питание прибора!

Файлы к статье Электромассажер на МК

Категория: Устройства на микроконтроллерах | Добавил: Администратор (23.10.2011)
Просмотров: 8897 | Теги: МК, НА, Электромассажер | Рейтинг: 0.0/0


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016