multiZAP++ prototyp dyskusja

Fora

nucleo

Prace nad multiZAPem trwają. Urządzenie będzie miało o wiele większe możliwości niż pierwotnie planowałem.

  • Będzie mógł generować dowolne obwiednie sygnału: sinus, piłozębne, prostokąt, zadane przez użytkownika dowolny kształt.
  • Elektrody 0-200kHz   0-12V
  • Cewki 0-12V  0-40kHz
  • Obwód pomiarowy rezystancji będzie galwanicznie odizolowany. Obsługa EAV (elektro-akupunktura Volla) w pierwotnej wersji oraz pomiar reakcji układu wegetatywnego na markery częstotliwościowe podawane matą lub fizycznie wkładane próbki do elektrody.
  • Docelowo wyświetlacz graficzny pokazujący skany i opadanie wskazówki na wykresie. Najpewniej e-paper z uwagi na wysoką czytelność w terenie.

Zamieszczam schemat obwodów generowania sygnału na cewkach (analogowe) i elektrodach w celu zebrania waszych komentarzy i uwag, które można jeszcze uwzględnić na etapie projektowania.

Sercem urządzenia jest NUCLEO L432KC, które eliminuje konieczność stosowania zewnętrznych generatorów sygnału, potencjometrów elektronicznych itp.. Bardzo się upraszcza urządzenie i możliwości znacznie rosną.

Procesor posiada 256 kB Flash i 64kB SRAM co pozwala na bardzo skomplikowane oprogramowanie. Sygnały i pomiary sygnałów są realizowane sprzętowo z pominięciem CPU co ma swoją zaletę.

 

Obwód elektrod jest tradycyjnie na AD811. Rezystor R8 zabezpiecza przed zwarciem oraz pozwala mierzyć prąd płynący prze elektrody. Sterownie vmin i vampl jest realizowane w procesorze sprzętowo z dokładnością około 90mV (zależy od dokładności rezystorów R5, R6). Pasmo kilkadziesiąt MHz daje idealne odwzorowanie prostokąta.

1

 

 

Układ sterownia cewką jest oparty o wzmacniacz mocy do sterownia cewką. Graniczne pasmo 5,5MHz jest wystarczające. Diody Shottky-ego zabezpieczają układ wyjściowy i odzyskują część energii co powoduje się mniejsze grzanie cewek mocy. vmin i vapml są także regulowane. Obwiednia sygnału dowolna.  

2

 

Proszę o opinię. Niedługo umieszczę schemat separowane galwanicznie układu elektrod pomiarowych. Do EAV oraz reakcji układu wegetatywnego na czynnik stresujący.

Zamiast LM675, którego ciężko zdobyć, można zastosować TDA2030. Parametry gorsze, ale działa do 300/400kHz z markerami częstotliwości (sinusoida) i daje wystarczająco prostokątny sygnał do około 40kHz. Napięcie wyjściowe maksymalne to około 9V. Kondensator C1 trzeba zamienić na 10nF. Zasilanie ujemne pobiera przy obciążeniu wyjściowym 10om około 18mA dla -12V. Przy zasilaniu ujemnym - 3.5V do -5V będzie to o połowę mniej. Wyprowadzenia TDA2030 są kompatybilne z LM675T.

tda2030

 

Pinout

Przeznaczenie pinów:

  • A0 - EAV btn in?
  • A1 - coil current in
  • A2 - electrodes current in
  • A3 - coils signal out
  • A4 - electrodes signal out
  • A6 - EAV current in
  • A7 - power voltage in

 

  • D0/RX - TX bluetooth
  • D1/TX - RX bluetooth
  • D2 - bluetooth power on out
  • D3 - power on out
  • D4 - I2C: LCD, keyboard NANO
  • D5 - I2C: LCD, keyboard NANO
  • D6 - keyboard?
  • D7 - NC
  • D8 - NC
  • D9 - keyboard?
  • D10 - keyboard?
  • D11 - keyboard?
  • D12 - keyboard?
  • D13 - buzzer out

 

SPI3: D11, D12, D13  może się przydać do obsługi np. wyświetlacza, pamięci.....

Klawiaturę obsłużyć przez  I2C i np. PCF8574, PCF8575 w zależności od potrzeb.

 

 

Rano wpadłem na pomysł, aby klawiaturę obsłużyć własnym sterownikiem na arduino NANO lub arduino STM32F103

Zalety:

  • Zaciski klawiatury od razu podłączane do pinów Arduino,
  • Procek zasilany 3.3V (NANO z wew. zegarem)
  • Wyjście z Arduino I2C slave do I2C Nucleo na którym jest LCD,
  • Gotowa integralna płytka, nic nie trzeba kombinować,
  • Bułka z masłem oprogramowanie i zostaje wiele pinów, które w razie czego można wykorzystać do obsługi interfejsu np. dodatkowych ledów itp.
  • Arduino może obsługiwać buzer do klików klawiatury
  • Rozważyć należy też włącznik zasilania - usypianie.

 

Może warto tak przegrupować piny by wolny był dodatkowo uart na wypadek gdyby przyszła Ci ochota np. na LCD z panelem dotykowym.

 

Driver analogowy dla cewek burzy bilans energetyczny i zasilacz może okazać się niezbędny.

Są też oszczędniejsze wyświetlacze ale trochę trudniejsze w obsłudze.

Mam nawet coś lepszego. Otóż rozdzielę warstwę sprzętu i języka bioZAP od obsługi. Będzie można budować własne wyświetlacze/ klawiatury lub aplikacje na dowolnej platformie. Nie ma znaczenia czy jest to PC/Android czy Linux. Nie ma znaczenia język. Sterowanie będzie się odbywać przez bioZAP poprzez wysyłanie odpowiednich komend.

1

 

Przykład z klawiaturą i wyświetlaczem zabudowanym do urządzenia:

2

Klawiszom 0,1,...,9, A, B, C, D, *, # będą przypisane odpowiednie makra np. do klawisza 1: exe 1; pbar; , a do klawisza D: vmin %1; vampl %2; , do klawisza #: off; (średnik zastępuje koniec linii - tak już działa bioZAP).

 

Przykład bardziej zaawansowanego oprogramowania połączonego z bazą na portalu.

3

 

Zalety:

  • Rozdzielamy działanie urządzenia od obsługi menu - prościej sterować obwodami i jest to sterowanie lepszej jakości. Wystarczy zgodność tylko z bioZAP.
  • Użytkownik może sam zmieniać działanie makr i tym samym menu.
  • Zaawansowani użytkownicy mogą tworzyć własne sterowniki (klawiatury/wyświetlacze) urządzenia.
  • Oprogramowanie na PC czy komórkę działają w tej samej warstwie bioZAP i jest przenoszalne na dowolne urządzenie.
  • Nad poszczególnym oprogramowaniem mogą pracować projektowo różni programiści. Wspólną bazą jest implementacja odpowiedniej wersji języka bioZAP.
  • Oszczędzamy porty mikro-kontrolera urządzenia i możemy więcej parametrów mierzyć i dowolnie je przez bioZAP rejestrować i wykorzystywać.
  • Obsługa menu i peryferiów zabiera najwięcej zasobów. Zostaje więcej SRAM, EEPROM i FLASH na obsługę funkcji bioZAP. Pomaga to dalej rozwijać projekt freePEMF gdzie obecnie doszliśmy do granic możliwości związanej z pamięcią RAM (tylko 2kB w ATMEGA 328).
  • Wreszcie będzie można dodać obsługę pulsometru do freePEMF dla której brakowało pamięci RAM.

Implementacja języka bioZAP

 

Tak wygląda od środka (w pokrywce multiZAPa). Komunikuje się z NUCLEO  bioZAP/ port szeregowy. Obsługę menu i bajery można samemu zmieniać. Docelowo nawet będzie można definiować działanie własnego menu i wgrywać do EEPROM.

terminal2

W stosunku do muliZAP, którego już znacie. koszt jest większy o dodatkowe arduino NANO (około 13zł), bo poprzednia wersja urządzenia posiada klawiaturę, wyświetlacz LCD i jego sterownik.

Grafika płyty czołowej jest oczywiście nieaktualna. Jakaś stara mi została. Nie planuję obsługi karty SD.

Zasilanie podstawowe składa się z trzech ogniw 18650 Li-ION. Pojemność zależy od zastosowanych, jednak jest 2-3 większa niż akumulatora żelowego.

Dodatkowo zasilacz posiada jedno ogniwo 18650 (3,7V) pełniące dwojaką rolę. Zapewniające ujemne zasilanie dla obwodów sygnałowych zbudowanych na  wzm. operacyjnych, a także odseparowane galwanicznie zasilanie układu do pomiaru reakcji układu wegetatywnego i elektroakupunktury Volla. Mimo, że urządzenie w 100% jest zasilane z baterii, nie jest także podłączane przez USB czy port szeregowy do komputera PC, to mimo wszystko odseparowano układ pomiarowy od mikrokontrolera. Pomimo, że w module NUCLEO planuję wykorzystać specjalne tryby pracy i inne ustawienia o wyjątkowo niskiej emisji zakłóceń EM.

Dzięki temu pomiary mają prawo być wiarygodne, co nie jest spełnione w większości urządzeń fabrycznych. Tylko najdroższe za około 1000tys PLN mają w podobny sposób rozwiązany obwód pomiarowy. Nadmienię także, że urządzenie nie korzysta z żadnych przetwornic napięcia generujących zakłócenia i wpływających w sposób znaczący na osiągane wyniki pomiarowe. Jedyna przetwornica jest włączana tylko w czasie ładowania akumulatora. W okresie pracy jest całkowicie odłączona.

Z punktu widzenia wiedzy o elektronice stosuje się odpowiednie filtry i tłumi się te drgania do poziomu szumu czyli zdolności pomiarowych urządzeń. Niemniej układ wegetatywny jest znacznie czulszy i tego typu zakłócenia oczywiście mają znaczenie. O wpływie elektrosmogu nie wspominam. Urządzenie będzie można zabrać na łąkę z dala od infrastruktury elektrycznej oraz nadajników GSM. Wtedy wyniki pomiarów będzie można uznać za porównywalne do czasów, w których dr Voll i jego następcy prowadzili swoje badania.

power

Na multiZAP przyjdzie poczekać, bo trzeba stworzyć soft i wiele testów. Poza tym freePEMF ma funkcje, których nie ma w multiZAP np. zmianę kierunku pola cewki/maty. Inaczej jest także generowany sygnał. freePEMF ma większą moc.

TDA2030 (cena około 4zł)

Zasilanie: +11.7V oraz -3.7V (testowano też +11.7V oraz 0V - podłączone do GND).

Generowanie markerów  (sygnał sinusoidalny)

Maksymalne sensowne częstotliwości z uwagi na indukcyjność:

  • Cewka pomarańczowa (3) - potrójnie zwinięta: 2,5kHz
  • Cewka pomarańczowa (1): 8kHz
  • Mata (drut 0,4mm, 21om): 6kHz
  • Cewka żółta: 16kHz
  • Specjalna mata programująca: ok 200kHz (wymaga pomiarów - wartość teoretyczna).

 

Magnetoterapia (prostokąt i piłozębna obwiednia)

Cewka pomarańczowa (3) - prostokąt 20Hz. Prąd w impulsie 0,8 A (ch2: mierzony na rezystorze 1 om = 0,800mV). Czas narastania około 2ms (błąd w pomiarze).

20Hz sqr

 

Piłozębna obwiednia

100Hz trg

Zniekształcenie w górnej części jest spowodowane przesterowaniem wzmacniacza opamp oraz indukcyjnością cewki.

 

Zamieszczam na razie nie testowany układ. Proszę o uwagi i opinie.

  • Pen switch - przycisk w elektrodzie do zapisywania wyników pomiaru BAP.
  • Jeśli tylko mierzymy rekcję to przyklejamy dwie elektrody do ciała wejścia VEG 1 i VEG 2 (numery zacisków gniazda 3 pin są do ustalenia).
  • Wzmacniacz operacyjny niskonapięciowy. Do ustalenia
  • IL300 - transoptor liniowy. Dioda wewnętrzna D3 linearyzuje sprzężenie transoptora w stosunku do D2.
  • Rezystancja według podręcznika w BAP powinna wynosić od 12k do 400kom, przy napięciu spoczynkowym 3V
  • Prąd od 5,5uA do 11,25uA
  • Rezystancja wejścia  powinna wynosić 100kom w obwodzie elektrod. Realizowana jest przez rezystor.

EAV

 

Krzywa wykorzystywana w EAV

2

Elektrody z AM SCAN - widać microswitch do zapisywania wyników

3

- patrze na schemat podobnego urządzenia (ENSO) i tam sonda jest podłączona od strony masy.

- w twoim schemacie nie można uziemić sondy.

- tak samo przycisk zapisu, w oryginale łatwiej jest go deszyfrować.

- na wejściu brakuje jakiegoś filtru górnoprzepustowego, np. 100kOm + 15 nF szeregowo, wzmacniacz nie potrzebnie będzie wzmacniał te wyższe czestotliwości i może sie nawet blokować.

- IL300 ma pasmo do 200 kHz, no ale to już wyjście.

- w jakim celu jest w obwodzie dioda schotkiego od zasilania ?

 

- cos mi także nie gra z wykresem, rezystancja mała, napiecie małe.

- rezystancja duża, napięcie duże, to układ potencjometryczny z potencjometrem podłaczonym od masy ukladu a nie od zasilania.

Spairo - chętnie przytulę schemat urządzenia o którym piszesz. Podeślij mi proszę go na emaila: krzysiek@... nazwa domeny witryny. Dziękuję

Odpowiadając na twoje pytania:

  • W urządzeniach typu AMSCAN i podobnych nie ma izolacji galwanicznej układu pomiarowego od układu procesora i komputera więc gdzieś muszą elektrody być podłączone. Projektanci wymyślili do masy. Ja uważam to za błąd konstrukcyjny. Jeśli jest izolacja galwaniczna pojęcie "masy na elektrodach" nie ma sensu.
  • Nie można uziemić sondy - to celowe, jeśli chodzi ci o ziemie elektryczną układu elektronicznego. Do samej ziemi można jak komuś zależy. Generalnie obowiązuje zasada separacji galwanicznej w urządzeniach medycznych tych elementów, które mają kontakt z ciałem pacjenta. 
  • Co do przycisku to zakładam, że kwestia potencjału to załatwi. Układ mierzy dokładnie napięcie na dodatnim wejściu wzmacniacza operacyjnego. Jeśli to napięcie będzie równie napięciu zasilania referencyjnego po stronie pierwotnej to wiemy, że przycisk naciśnięto. Posłuży on także do kalibracji. Oczywiście zawsze sondy będzie można zewrzeć.
  • Zastosowany wzmacniacz MCP 6142 lub MCP 6141 o paśmie do 100kHz załatwia sprawę. Dodałem na wszelki kondensator 100p. Nie wiem czy jest potrzebny.
  • Doda zapewnia podobny punkt pracy D2 i D3. PO jednej stronie jest 3V a po drugiej 3.3V. Przemyślałem sprawę i zastosuję 3.3V po obu stronach, aby uprościć układ. Czyli Sottkego już nie będzie. 

Przy okazji zamieszczam dokument opisujący zasadę działania EAV. W oryginale stosowano 1.2V - 1.5V potem to napięcie zwiększono do około 3V. Głównie chodzi o wielkość prądu płynącego przez BAP. Jeśłi jest za duży to za szybko wyczerpuje te punkty. Chodzi o zjawisko związane z jonami i elektrolizą wewnątrz organizmu.

1

2

Więcej znajduje się w tym pliku: EAV

Co do reprintera to oczywiście będzie można podłączyć, ale obwód EAV nie ma z nim nic wspólnego. Tu mamy do czynienia tylko z prądem stałym. Obwód elektrod podłącza się do reprintera. W urządzeniach typu AMSCAN do obwodu elektrod wprowadza się markery częstotliwościowe i takie działanie z EAV nie ma nic wspólnego. Metoda VEGA TEST została zaprojektowana na takiej zasadzie.

Poprawiony schemat

eav circuit 2

- schematu nie mam, akurat jak odbierałem naprawiony Enso, to mogłem zobaczyć jak to wyglada na schemacie od strony wejścia.

- jakim programem robisz schematy elektryczne ?

- podaj proszę link do tych przekazników, nie mogę znależć podobnych , na alegro same takie jakieś nie ciekawe.

 

Dodane przez spairo w odpowiedzi na

Ja jestem z tych starych czasów... wiesz protel windows 95/98 itp. Więc teraz robię VISIO, a przedtem kartki i pisaka używałem.

 

Przekaźniki na Allegro

https://allegro.pl/oferta/modul-2-przekaznikow-5v-dpdt-do-arduino-7518471378

 

aaa i zobacz Spairo tu... 

Zacytuję kultową kwestię filmową "Udało się? Udało się jak cholera, ha"