O Site do Hardware Livre - OSHW

Eletroestimulador (MA023)

 

A aplicação de eletrochoques de forma controlada em terapias, relaxamento, yoga e mesmo massagens já encontra uma ampla aceitação pelo público em geral. De fato, aparelhos capazes de produzir estímulos de baixa intensidade não só podem ser adquiridos com facilidade mas utilizados até mesmo sem acompanhamento médico (Na verdade, existem algumas contra-indicações que já começam a ser notadas no uso de tais aparelhos, principalmente quando feito de forma prolongada ou descontrolada.). Se bem que os equipamentos comerciais tenham características determinadas por muitos estudos feitos por especialistas, existem os interessados em fazer suas próprias pesquisas ou experimentações, daí fornecermos um circuito para esta finalidade. Também lembramos que este tipo de aparelho pode ser usado com finalidades didáticas nos laboratórios de biologia.

 

 

Assim, alguns dos aparelhos deste tipo que vemos hoje anunciados em nossa TV e mesmo em revistas gerais foram proibidos nos Estados Unidos, justamente por terem efeitos colaterais ainda não determinados.

Lembramos que impulsos elétricos aplicados ao corpo podem alterar sua constituição de forma irreversível, como por exemplo, dada a ação de eletrólise e mesmo sobre o sistema nervoso.

Os estimuladores por eletrochoque não são circuitos que podem ser tratados sem um certo cuidado.

De fato, o choque elétrico, aplicado de forma descontrolada é perigoso.

Desta forma, os aparelhos de eletrochoque ou estimulação elétrica devem ter características que limitem sua atuação no sentido de se evitar um perigo maior ao usuário.

Uma forma de se garantir segurança para este tipo de aparelho é a alimentação através de pilhas ou bateria e nunca pela rede de energia.

De fato, o perigo em potencial que a rede de energia apresenta está na não limitação da corrente que pode atingir valores suficientemente altos para causarem a morte.

Com equipamentos alimentados por pilhas e baterias, as correntes não podem chegar a tanto e um controle mais efetivo sobre o aparelho é mais facilmente obtido.

O que propomos neste artigo é a montagem de um simples eletroestimulador portátil que pode ser usado em relaxamento, ioga, meditação, massagens e até mesmo na terapia da dor, e que usa poucos componentes de fácil obtenção.

Também sugerimos a utilização deste aparelho nos laboratórios de biologia no sentido de se estudar os efeitos de estímulos em células vivas, eletrotropismo, condicionamento, etc.

O aparelho possui duas modalidades de operação com três controles.

Na primeira modalidade são gerados estímulos de freqüências na faixa de áudio controladas por um potenciômetro.

Na segunda modalidade temos a produção de trens de pulsos, ou seja, estímulos modulados, com intervalos ajustados também por um potenciômetro.

A intensidade dos estímulos é ajustada pelo terceiro controle do aparelho.

O importante a observar neste projeto é que os componentes que ajustam as freqüências podem ser alterados no sentido de se modificar o comportamento do aparelho conforme a aplicação desejada.

 

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 6 ou 9V (4 pilhas ou bateria)

* Consumo: 50 a 100 mA (tip)

* Intensidade dos estímulos: 0 a 30  Vpp (tip)

* Faixa de baixas freqüências: 0,1 a 10 Hz

* Faixa de altas freqüências: 100 a 5 000 Hz

 

COMO FUNCIONA

Para gerar os pulsos temos dois osciladores montados em torno de duas portas NAND de um circuito integrado CMOS do tipo 4093B.

Os sinais deste osciladores podem ser controlados por potenciômetros no circuito de realimentação e sua faixa de operação depende basicamente do capacitor associado.

Para o circuito de modulação (baixa freqüência) podem ser usados valores entre 470 nF e 4,7 uF e para o circuito de alta freqüência podem ser usados capacitores de 22 nF a 220 nF.

Maiores valores implicam na produção de freqüências mais baixas.

A combinação dos sinais nas etapas seguintes do circuito pode ser feita dependendo da posição da chave S2.

Se a chave S2 colocar as entradas das outras duas portas correspondentes aos pinos 8 e 13 no nível alto, teremos a passagem somente dos pulsos de alta freqüência e o circuito opera na forma sem modulação.

Os sinais sem modulação são então aplicados na base de Q1 que os amplifica digitalmente e os aplica ao enrolamento de baixa tensão de um transformador.

Se a chave S2 conectar a saída do oscilador de modulação às duas etapas de amplificação digital, teremos um sinal modulado aplicado a Q1.

No transformador temos a elevação da tensão do circuito que se mantém entre 0 e 6 ou 9V.

Como a forma de onda do sinal é retangular, quando aplicamos este sinal no transformador, não só ele sofre uma alteração de sua tensão como também na forma de onda.

O resultado é que, mesmo usado um transformador pequeno de 220V de tensão de primário, dada a forma de onda diferente obtida, a tensão de pico na saída pode superar facilmente os 300 V, conforme mostra a figura 1.

 

Evidentemente, esta alta tensão não é perigosa dada a limitação de corrente.

O circuito não consegue fornecer mais do que fração de miliampère.

Se for exigida uma corrente maior, a tensão cai rapidamente.

É por este motivo que, se ligarmos na saída deste circuito um multímetro comum para medir a tensão, teremos uma falsa indicação, com apenas algumas dezenas de volts.

O multímetro "carrega"  o circuito provocando uma forte queda de tensão.

Para monitorar a tensão de saída, o ideal é usar uma lâmpada neon, conforme mostra a figura 2.

 

Os pulsos, modulados ou não, são obtidos nos terminais X1 e X2 de onde podem ser aplicados por meio de eletrodos apropriados ao paciente.

Não se recomenda, de modo algum, que o aparelho seja usado com fonte de alimentação ou eliminadores de pilhas, por questões de segurança.

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do Eletroestimulador em sua versão básica.

 

Os componentes são montados numa placa de circuito impresso, conforme mostra a figura 4.

 

Sugerimos que o circuito integrado seja montado em soquete DIL de 14 pinos, para maior segurança e facilidade de troca em caso de necessidade.

Os resistores usados são de 1/8W ou maiores e os capacitores C1 e C2 são cerâmicos ou de poliéster.

C3 é  um capacitor eletrolítico com tensão mínima de trabalho de 12V.

Os potenciômetros tanto podem ser lineares (lin) como logarítmicos (log).

Se for feita uma escala de tensões de saída, será interessante que P3 seja linear.

O transistor admite equivalentes e deve ter um pequeno radiador de calor.

S1 é um interruptor simples e S2 uma chave comutadora deslizante de 1 p¢lo x 2 posições.

O transformador é de força ou alimentação com primário de 220V e secundário de 6 a 9V com corrente de 200 a 500 mA.

Para alimentação podem ser usadas 4 pilhas pequenas ou ainda uma bateria de 9V.

A bateria de 9V fornece estímulos mais potentes, mas sua durabilidade é menor.

Como o preço desse tipo de bateria é mais elevado do que 4 pilhas pequenas, o montador deve pensar bem antes de fazer sua opção.

A vantagem adicional da bateria de 9V ‚ que ela é menor do que 4 pilhas pequenas.

Todo o conjunto pode ser instalado numa caixa plástica de pequenas dimensões, conforme mostra a figura 5.

 

Os eletrodos dependem das aplicações.

Para um trabalho de relaxamento ou meditação, o paciente pode segurar os eletrodos o que significa que eles podem ser pequenos bastões de metal, conforme mostra a figura 6.

 

Para aplicação em trabalhos de biologia, como por exemplo estímulos de plantas ou verificação de eletrotropismo num aquário, podem ser usados eletrodos em forma de agulhas ou fios descascados, conforme mostra a figura 7.

 

UTILIZAÇÃO

Para relaxamento, meditação ou outras aplicações que não exijam acompanhamento médico, o usuário segura os eletrodos e inicialmente, antes de ligar S1, ajusta P3 para a posição mínima.

Depois, escolher a modalidade de aplicação em S2 (com ou sem modulação) e liga o aparelho.

Abrindo vagarosamente P3, chega um instante em que se percebe um leve formigamento.

Ajusta-se então P1 e P2 para se obter os estímulos na freqüência desejada e P3 para a intensidade ideal.

Na figura 8 temos uma sugestão de eletrodo para massageamento, usado no local de dor de modo a interromper o ciclo tensão-espasmo-dor, excitando os nervos e músculos do local.


LISTA DE MATERIAL

 

Semicondutores:

CI-1 - 4093B - circuito integrado CMOS

Q1 - BD136 - transistor PNP de potência

 

Resistores: (1/8W, 5%)

R1, R2 - 4,7 k ohms - amarelo, violeta, vermelho

R3 - 10 k ohms - marrom, preto, laranja

P1, P2 - 1 M ohms - potenciômetros

P3 - 10 k ohms - potenciômetro

 

Capacitores:

C1 - 470 nF - cerâmico ou poliéster

C2 - 22 nF - cerâmico ou poliéster

C3 - 470 uF/12V - eletrolítico

 

Diversos:

S1 - Interruptor simples

S2 - Chave de 1 pólo x 2 posições

T1 - Transformador com primário de 220V e secundário de 6 a 9V com corrente de 200 a 500 mA

B1 - 6 ou 9V - 4 pilhas ou bateria

 

Placa de circuito impresso, suporte de pilhas ou conector de bateria, caixa para montagem, botões para os potenciômetros, eletrodos, fios, solda, etc.

 

Artigos Relacionados

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

Opinião

Ser não ser honesto (OP192)

Não há dúvida de que estamos passando por uma época de transformações políticas e sociais. Já não se admite desonestidade na política, e evidentemente em qualquer outro tipo de atividade em nosso país. A pressão tem sido cada vez maior no sentido de erradicar este mal, mas infelizmente ainda vemos que em alguns setores, esta mentalidade parece não estar mudando com a devida velocidade.

Leia mais...

Tempo
Domar o tempo não é matá-lo, é vivê-lo.
Afonso Arinos de Melo Franco - A escalada - Ver mais frases


Instituto Newton C Braga
Entre em contato - Como Anunciar - Políticas do Site

Apoio Social
Lions Clube de Guarulhos Sul SOS Mater Amabilis
Advertise in Brazil
If your business is Electronics, components or devices, this site is the correct place to insert your advertisement (see more)