Uma montagem biônica bastante interessante é aquela que faz a interação entre um circuito eletrônico, gerador de alta tensão e um ser vivo, inclusive humano. O estimulador de nervos que descrevemos neste artigo, além de ser uma montagem simples que pode ser implementada numa matriz de contactos, serve também para mostrar como seres vivos reagem a estímulos elétricos. Atualizado em 2012, este artigo usa componentes que ainda são comuns no mercado, consistido numa excelente ferramenta para experimentos no laboratório de biologia.
Para vencer a resistência da pele humana, excitando as terminações nervosas de modo que alguma sensação possa ser obtida, é preciso aplicar tensões da ordem de 30 V e acima, o que não é conseguido a partir de pilhas comuns.
Assim, para o estímulos de nervos, não só devem ser geradas tensões acima desse valor como também na forma de pulsos, para que o efeito possa ser mantido.
Some-se a isso a necessidade de se limitar a intensidade da corrente para que o estímulo não se torne perigoso.
É por esse motivo que nunca se deve realizar experimentos utilizando diretamente a tensão da rede de energia que é extremamente perigosa, tanto pela sua elevada tensão pelo fato de não haver qualquer limitação de corrente.
Para a realização de experiências seguras tanto com animais como com seres humanos, recomenda-se a utilização de um circuito alimentado por pilhas e que tenha a limitação de corrente.
Mas, se as pilhas não fornecem a tensão necessária para os estímulos, o que fazer?
É justamente isso que descrevemos neste interessante projeto de um estimulador inofensivo, alimentado por pilhas e que ainda tem um controle da freqüência dos pulsos ou estímulos gerados. No site do autor temosm outras versões de estimuladores.
Como Funciona
O circuito consiste num pequeno inversor de baixa potência que eleva a tensão de 4 pilhas para valores máximos que podem ficar entre 200 e 400 V dependendo do transformador usado.
Para fazer essa inversão utilizamos um oscilador que tem sua freqüência controlada e selecionada em duas faixas determinadas por dois capacitores, conforme mostra a figura 1.
O capacitor maior determina os pulsos de menor freqüência ou intervalados e o capacitor menor, uma corrente alternada de saída.
Como o transformador é pequeno, apesar da tensão ser alta, a corrente é pequena o que torna o aparelho seguro.
Para controlar a tensão aplicada externamente existe um potenciômetro que permite ajustar seu valor entre zero e o máximo.
Montagem
O diagrama completo do estimulador de nervos é mostrado na figura 2.
Como essa seção visa ensinar aos leitores como utilizar uma matriz de contactos, a tecnologia usada para implementação do circuito é justamente essa. Temos então na figura 3 a disposição dos componentes nessa matriz de contactos.
O transformador é o único elemento do circuito que exige um pouco mais de atenção na escolha.
Em princípio qualquer transformador que tenha um enrolamento primário de 110 V ou 220 V com secundário de qualquer tensão entre 5 + 5 V e 12 + 12 V com correntes entre 200 e 500 mA serve.
Veja que mesmo tendo um primário de 110 V ou 220 V, não será essa a tensão que aparecerá nos eletrodos. A forma de onda gerada tem picos mais altos que podem chegar a valores bem superiores aos 300 e até mesmo 400 V.
A lâmpada neon serve para indicar que alta tensão está sendo gerada, pois esse tipo de lâmpada precisa de pelo menos 80 V para ser ionizada.
A alimentação do circuito pode ser feita com pilhas pequenas, mas como o consumo é algo elevado, para uma duração maior, caso o leitor use o circuito em experimentos prolongados, podem ser usadas pilhas médias ou grandes.
O uso de pilhas médias ou grandes não vai alterar a tensão gerada, apenas a durabilidade. Temos ainda a possibiliudade de usar fonte, mas nunca do tipo sem transformador, pois não possui isolamento da rede de energia.
O transistor precisará ser dotado de um radiador de calor caso sua utilização seja prolongada ou ainda se o leitor notar um aquecimento excessivo quando em uso.
Os eletrodos admitem diversas configurações. A mais simples consiste em dois fios com as pontas descascadas, os quais devem ser seguros pela pessoa que vai receber o estímulo, conforme mostra a figura 4. Veja em outros artigos no site formas alternativas para os eletrodos.
Outras possibilidades consistem em bastões de metal ou plaquinhas de metal.
Na montagem na matriz observe a posição de componentes como o transistor, circuito integrado e capacitores eletrolíticos, pois inversões podem impedir o funcionamento do circuito e até mesmo causar suas queimas.
Teste e Uso
Inicialmente, coloque as pilhas no suporte e conecte o suporte, observando a polaridade, na matriz de contactos.
O circuito já deve funcionar, o que será constatado pelo acendimento da lâmpada neon.
Atue sobre o potenciômetro de controle de freqüência para verificar como seu brilho se altera.
Agora, coloque P2 na posição de menor resistência e segure os fios de saída entre os dedos.
Vá gradualmente ajustando P1 e P2 até sentir uma sensação de formigamento ou pulsos, conforme o capacitor selecionado em S1.
Comprovado o funcionamento é só, usar sempre partindo de s2 na posição de menor resistência.
CI-1 - 555 - circuito integrado, timer
Q1 - BD135 - Transistor NPN de média pot6encia
R1 - 3,3 k ? x 1/8 W - resistor - laranja, laranja, vermelho
R2 - 10 k ? x 1/8 W - resistor - marrom, preto, laranja
R3 - 1,5 k ? x 1/8 W - resistor - marrom, verde, vermelho
C1 - 470 µF x 12 V - capacitor eletrolítico
C2 - 47 nF - capacitor cerâmico ou poliéster
C3 - 1 µF x 16 V - capacitor eletrolítico
S1 - Cave de 1 pólo x 2 posições
P1 - 470 k ? - potenciômetro
P2 - 10 k ? - potenciômetro
T1 - Transformador - ver texto
B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas, médias ou grandes
Diversos:
Matriz de contactos, fios, suporte de pilhas, etc.
* Dois projetos de bio-feeback (PN014)
* Máquina de choque (ART474)
* Bomba de choque (ART466)
* Choque elétrico (ALM182)
* Choque elétrico (EL005)
