domingo, enero 03, 2010

Electroestimulador muscular microcontrolado

Hace unos tres años había comprado un electroestimulador muscular (pagado bastante carito) y resultó un desastre!, luego de 3 meses la picana esta dejó de andar y lo había dejado tirado por ahi.

En diciembre del año pasado reviso que podía ser y me encuentro con un circuito muy peligroso, donde todo está mal hecho, no tiene la más minima medida de seguridad, no tiene diseño, nada de nada.

Entonces, ahi entra este proyecto, que puede parecer fácil pero no lo es, para nada.

Se deben implementar medidas de seguridad ya que se está aplicando hasta 100v a las personas, y se debe tener cuidado de no superar los 100mA (algo que el anterior SI hacía al apagarlo con los electrodos conectados y con el pote abierto, mamá que dolor!!! )

Como decía más alto que 100mA puede provocar fibrilación cardiaca.

Estos serían los requisitos para un diseño respetable de un electroestimulador.

Requerimientos
1. Medidas de seguridad
1.1. Doble o triple aislación eléctrica, por medio de transformador o fuente switching, luego por transformador de línea o trafo común
1.2. Filtro de red eléctrica

1.3. Fusibles!
1.4. Estimulación intencional o a demanda, es decir, la persona posee en sus manos la llave que activa o desactiva la estimulación cuando sucede algo que no le agrada.
1.5. Al encender o apagar el equipo debería iniciar sin voltaje a la/s salida/s.
1.6. Al iniciar la estimulación se debe verificar que los potenciómetros de regulación de corriente están cerrados.

2. Características técnicas
2.1. Alimentación: 220vac 50hz.
2.2. Impulsos: desde 0v a 100v máximo, de por lo menos 200us, de forma cuadrada o triangular, monofásica (continua pulsante) o bifásica (alterna).
2.3. Posibilidad de modificar el ancho, pausa y frecuencia.
2.4. Manejar trenes de pulsos.
2.5. Configurable por pc.
2.6. Regulable por tensión y corriente.
2.7. Lo más barato (pero SEGURO) posible

Posibles diseños
1. LM555 con un transformador de línea: No posee manera de generar monofásicas, ni trenes de pulsos, control de pausas por configuración, ni medidas de seguridad, un transformador de línea de las características necesarias sale aprox. 15 dólares contra 3 dólares de uno común, entre otras cosas.

2. Multiplicador de voltaje: Problema ya explicado en post anteriores, no hay aislación, la descarga de los condensadores no están agradable como algunos piensan...

3. Step-up Converter: Funcionaría algo así como los inversores de 12vdc a 110vac, el problema de vuelta es la falta de aislación eléctrica y el riesgo que algún error cause un voltaje muy alto, de hecho realicé pruebas y doy fe de ello.

4. Similar al 1, pero con un transformador normal, convirtiendo la tensión en continua y drenar la corriente en forma microcontrolada. Problema, como generar alterna a partir de continua --> inversor de polaridad con puente H

Creo que la mejor/barata es la 4, hasta nuevo aviso, tengo un trafo de 12v 300mA,

Significa que si P = 12V*0.3A = 3.6W

Regulo el drenado de la corriente por la salida de 12v para obtener 100VAC del otro lado (entrada de 220v).

Del otro lado P se mantiene en 3.6W, luego la corriente máxima que puede entregar el trafo es de:

P = V*I -> I = P/V = 3.6W/100V = 0.036A, es decir la corriente máxima a aplicar a una persona puede ser solo de 36mA máximo,
lo que nos da un margen de seguridad aceptable, ya que más de 40mA hay quienes no lo soportan.

Ondas
Cuadrada


Bifásica


Sinusoidal



Esquemático


Video con el prototipo




Versión pre-release funcionando


Fotos del aparato terminado


Placa del frente con el glcd incrustado


Felifix por dentro



Descargas en la sección correspondiente del blog.

24 comentarios:

  1. Realmente muy profesional.. me servira para bajar la panza.. ja Ja!!

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  2. este electro estimulador sirve para fisioterapia?

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  3. Hola Simon, si sirve, pero debe ser realizada por un profesional calificado para ese fin.

    saludos.

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  4. Hola Felixls.

    He estado mirando tu blog y me parece impresionante todo lo que publicas, me gusta todo lo relacionado con los ordenadores, pero más a nivel software, el hardware y la electrónica en general son cosa que veo desde otro mundo.

    Pasate por mi blog, si quieres.

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  5. Muy buen proyecto, pero de donde se puede descargar la ingo completa, como el programa del Pic, los impresos el gabinete y su diseño de frente, etc....Gracias..!!

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  6. Francisco, INTI: lo que está publicado por ahora está en la sección de descarga. El código del PIC no está listo todavía.

    saludos.

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  7. Felixls, no se te ha ocurrido nunca la construccion de una pantalla de LED alto brillo...?? Es un proyecto interesante y atractivo...

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  8. Hola Sergio, disculpa que te haga otra consulta pero en el foro habias puesto una tablita (prog., hz, intensidad, ancho de pulso us) muy simple y facil. Mi duda surge al no saber cual de las tres ondas (cuadradas, bifasicas o sinusoidales) son las que hay que usar con estos parametros, si se usan para unos tipos unas, todas para todos... bueno espero que se haya entendido mi nudo cerebral jeje.
    Desde ya muchas gracias!

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  9. Nacho, para responderte tengo que revolver el código que escribí en su momento en sdcc, ouch!, y ver la doc. etc, dame un tiempo y te respondo. saludos

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  10. UFF te complique la existencia jeje, no hay drama, yo porque precisamente estoy en esa etapa, generando el programa, ya hice casi todo, pero claramente al seleccionar en el menu que tipo de estimulacion se desea me encontre con este bache en mi jejeje. ¡obviamente cuando puedas!, gracias por la buena predisposicion.
    Saludos

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  11. Hola Sergio, odio preguntarte lo mismo pero es que para no molestarte busque por todos lados que tipo de onda se usan pero no encontre nada en concreto, tendras alguna pagina de donde sacar esos datos por lo menos?
    Gracias nuevamente, no quiero sonar melosto pero me falta eso solo :S

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  12. Nacho, gracias por esperar, lo que yo implementé en su momento viendo el código, fue señales bifásicas, tanto para descontracturante, tens, capilarizacion, firmeza, firmeza+, bodybuilding y fuerza explosiva. La diferencia entre estos parámetros es la frecuencia, ancho del pulso, relajación(tiempo entre ciclos), separación entre semiciclo.
    Obvio no soy una persona calificada en el tema, estos valores son de puro metido y por experimentación en mi persona, no doy garantías ni me hago responsable de cualquier daño que pudiera causar por el uso del mismo, aclaro.
    Para el que no sabe donde están esos parámetros:
    http://www.ucontrol.com.ar/forosmf/proyectos-con-pic/proyecto-electroestimulador-muscular/msg24409/#msg24409

    Algo que faltó decir es que a mayor frecuencia el músculo necesita descansar más, de modo que el tiempo de relajación debe ser proporcionalmente más grande.

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  13. Hola Sergio, no hay problema, por algo que haces de buena onda no podia encima apurarte jeje. Gracias por la respuesta, me suponia que habias hecho algo asi porque todo lo que encontre para leer hablaba solo de bifasicas cuadradas, una lastima haber conseguido senoidales y no usarlas. Me voy a poner en campaña para generar las famosas "ondas rusas" que son las que usan las senoidales.
    Respecto a lo que decias de la relacion de estimulo-descanso, fue lo que encontre mas facil en internet, gracias por la aclaracion igual!
    Sigo sin entender por que los estimuladores de venta comercial ponen "ondas cuadradas con barrido automatico de frecuencia", cuando no encontre NADA que hablace de las mismas como forma de estimulacion.
    Gracias nuevamente y saludos.

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  14. Si, es verdad, una lástima lograr las sinusoidales para darse cuenta que NO se deben usar, lo más "difícil" para la mayoría de los diseños es lograr ondas cuadradas perfectas y sobre todo bifásicas. Toda la parte de control de este proyecto hoy lo pensaría muy diferente para lograr regulación amplitud sobre todo.
    saludos!

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  15. Hola Felix. Descargué los archivos y resulta que la placa de potencia está incompleta (sólo aparece una cuarta parte) Podrías revisar las descargas, por favor?

    Te felicito por tu blog!!!

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  16. Koga, acabo de revisar y las placas me aparecen completas, de hecho son los mismos archivos que bajó Nacho y no tuvo problemas, tal vez el soft que estás usando para verlos no es el adecuado. saludos

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  17. Un gran saludo Felix. Si, tuviste toda la razón, el software que estaba utilizando para visualizar los archivos no era el adecuado. Nuevamente gracias, y éxitos en todas tus empresas....

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  18. Estimados, me interesa comunicarme con algun ingeniero/a que me presente el proyecto de electroestimulacion para fines esteticos con: ondas rusas, tens, ondas cuadradas contractoras. Opcion de tener diferentes programas. Fianciamiento y pago. Uno con 8 canales, con 4 y con 2 canales. Pantalla digital fondo azul. Por favor contactarse a bigbororo@hotmail.com . saludos, desde Santiago - Chile. Empresa particular.

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  19. Hola Felixls, que tàl? Estaba checando tu pagina y me parecio muy interesante tus publicaciones, y puedo ver el nivel de conocimientos en electronica y programacion y experiencia que tienes lo cual es digno de admirarse ; yo soy un estudiante de Ing.biomèdica de la universidad politecnica de chiapas y me encuentro cursando el 9 cuatrimestre de la carrera. Me encuentro realizando mi proyecto terminal el cual consiste en el diseño de un electro-estimulador. En este momento me encuentro investigando un diagrama que puede adaptarse a las expectativas del proyecto. Realmente estoy impresionado por tu trabajo, y no se si podrías apoyarme con nuestro proyecto, ya que tengo algunas deficiencias en esta área debido a que soy parte de la primera generación, me encantaría ver la forma si me podrías asesorar ya que como he dicho anteriormente he visto las excelentes habilidades que tienes en este campo y serìa muy grato para mi contar con tu apoyo; sin más por el momento espero tener tu pronta respuesta y agradecerte de antemano el apoyo brindado saludos!

    Te envió mi correo para poder contactarnos:
    danger_2832@hotmail.com

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  20. hola Felix, estaba viendo tu blog y me pareció muy interesante tu proyecto de electro estimulador; en especial por la generación de onda senoidal, al igual que jorge estoy estudiando ing. en el área medica y me gustaría saber si me podrías apoyar con un proyecto que me encargo un doctor, igual de electro-estimulacion. Saludos

    te dejo mi cuenta de correo, Saludos.

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  21. DEMASIADO ANALAOGICO LO DIGITAL FUNCIONA MEJOR
    }

    http://www.youtube.com/watch?v=x8DISTZSuBI

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  22. Hola! Felix, te felicito por todos los proyectos! Estuve revisando el del electroestimulador y la hoja de Potencia aparece cortada. Con que programa puedo abrirlo? Agradezco tu ayuda, saludos! Te dejo mi mail. jorbareiro@gmail.com

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  23. Hola Felix. Enhorabuena!
    Quisiera armar proyecto de electroestimulación.
    Serias tan amable facilitarme tarea?
    Porfavor, enviame lista componentes, esquemático y código pic. Voy a rutear PCB y sacar datos por LCD.
    ruizvalenzuelaignacio@gmail.com
    Si puedo ayudarte (impresora3D o drones) pidelo.

    Muchas gracias de antemano. Saludos

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