Электронный массажер Амплипульс-ИК

Любой человек, которому хоть раз в жизни назначали курс физиотерапии на аппаратах серии Амплипульс знает, на сколько она эффективна. По ощущениям и терапевтическому эффекту она очень похожа на классический массаж. Очень удобно иметь подобный аппарат в личном, домашнем использовании, но цены на промышленные образцы достаточно велики, а любительских конструкций с требуемыми параметрами, в силу разных причин, нет. В настоящей статье предпринята попытка восполнить этот пробел. Описанный аппарат совмещает в себе возможности не только электронного массажа, классической физиотерапии (амплипульстерапии) и электрофореза, но годится так же для мио-стимуляции. Его характеристики полностью повторяют аналогичные промышленные приборы этих направлений, но его при этом не сложно изготовить своими руками.

После эксплуатации аппарата Амплипульс-МИО, полное описание которого легко находится в интернете, накопился достаточно большой объем информации. После анализа этой информации, как дальнейшее развитие прибора, был сделан Амплипульс-ИК. В нем основное внимание было уделено оптимизации конструкции и повторяемости в домашних условиях. Подверглись сокращению узлы и функции, которые были или редко востребованы или вообще не использовались. По соображениям безопасности, было решено отказаться от встроенного аккумулятора со схемой заряда. Был убран узел измерения тока через тело пациента, так как по опыту эксплуатации, уровень все равно выставляется по ощущениям. С целью облегчить изготовление прибора своими руками, была выбрана другая конструкция корпуса. Экзотические компоненты схемы заменены на более распространенные и доступные. Применен более дешевый микроконтроллер с крупным шагом выводов. Сокращена площадь печатной платы, увеличена ширина дорожек, убраны переходы под компонентами.

Принципиальная схема. Микроконтроллер управляет всеми узлами прибора. Источник питания к схеме подключается через ключ. При нажатии на энкодер этот ключ отрывается, и схема получает питание. Далее микроконтроллер блокирует ключ в открытом состоянии. Также факт нажатия на энкодер через диод отслеживается и микроконтроллером. Ключ, управляемый ШИМ сигналом с микроконтроллера, позволяет регулировать яркость подсветки индикатора. Для формирования выходного сигнала имеются несколько импульсных преобразователей. ШИМ сигналы для них формируются микроконтроллером. Два повышающих преобразователя (+15В и +50В) имеют обратные связи заведенные на АЦП микроконтроллера. Основной формирователь выходного сигнала - мостовой. Выходные транзисторы управляются драйверами. В качестве драйверов транзисторов повышающих преобразователей применены КМОП версии таймера 555 с двухтактными эмиттерными повторителями. На элементах микросхемы 4066 собран узел, с помощью которого открывается нижнее плечо каскада отрицательного электрода, тем самым формируя на выходе полярный сигнал, необходимый для проведения электрофореза.

Монтаж. Сначала на плату нужно запаять компоненты поверхностного монтажа, затем выводные (кроме разъема XP2), затем дисплей. Полный список компонентов указан в приложенном перечне компонентов. Проверить правильность монтажа. Прошить микроконтроллер и убедиться в работоспособности дисплея. Прошить можно недорогим программатором ST-Link V2.

Затем нужно включить режим терапии и убедиться в правильности работы преобразователей +15В и +50В, их напряжения отображаются в правой части дисплея серым цветом. Сверху отображается напряжение источника питания (в десятках милливольт). Затем подключить на выход прибора нагрузку 280 Ом (не менее 2-3Вт) и вращая энкодер по часовой стрелки убедиться в присутствии чистой синусоиды частотой 5 кГц. При максимальном уровне ток должен быть около 100 мА (размах от пика до пика около 70В), при этом не должно быть ощутимого нагрева каких-либо компонентов прибора.

Сборка. В качестве корпуса хорошо подходит G1022B с размерами 130х68х44мм, это минимально необходимые размеры. Данный вариант прибора был собран в корпусе G1033B с размерами 129х64х44мм, поэтому пришлось срезать направляющие на дне корпуса и углы печатной платы со стороны энкодера. На дне корпуса на двухсторонний скотч приклеить держатель для четырех элементов АА. Изготовить прозрачную крышку из оргстекла или поликарбоната толщиной 2-3мм. Напечатать этикетку. Чертеж прозрачной крышки и этикетки прилагается (для G1033B). Затем нужно примерить положение печатной платы на крышке и в нужном положении приклеить на двухсторонний скотч дисплей. После этого окончательно закрепить на крышке печатную плату с помощью двух зажимов с втулками и энкодера. Если энкодер без резьбы, то можно применить два винта с втулками подходящей высоты. Существуют разновидности таких корпусов с алюминиевой верхней крышкой, они немного дороже, но тоже годятся, так как крышка все равно не используется. Впрочем можно отказаться от изготовления прозрачной крышки и задействовать штатную, прорезав в ней прямоугольное окно для дисплея.
В качестве проводов электродов используются стандартные шнуры от мультиметра (со штекерами Banana). Что-бы они входили в зажимы на них нужно срезать защитную юбку.

Настройка. В настройке прибор не нуждается. Если были применены резисторы близких номиналов, может потребоваться подобрать делители обратных связей повышающих преобразователей и делителя измерения уровня батареи.

Управление прибором. Включение и выключение прибора осуществляется удержанием энкодера. Коротким нажатием на энкодер осуществляется перемещение указателя (белая галка) по параметрам. Запуск сеанса терапии осуществляется двойным нажатием на энкодер. При вращении энкодера изменяется параметр, на который указывает в настоящий момент указатель, в режиме терапии вращением энкодера регулируется выходной уровень (ток пациента). Для экономии энергии батареи, через некоторое время бездействия прибор выключается или пригасает подсветкой.

Прибор имеет 9 предустановленных профилей для разных вариантов использования, с различными параметрами работы:
1. Позвоночник, верхний отдел.
2. Позвоночник, поясница.
3. Плечо, голеностоп.
4. Стопа, кисть, колено.
5. МИО-стимуляция глубокая.
6. МИО-стимуляция интенсивная.
7. Пост-тренировка.
8. Обезболивание.
9. Пользовательский.
 Параметры профилей можно регулировать по собственному усмотрению. Новые значения параметров текущего профиля запоминаются во внутренней энергонезависимой памяти в момент запуска сеанса.

Для того, чтобы вернуть параметры профилей к заводским значениям нужно проделать следующую последовательность действий:
1. На выключенном приборе замкнуть ноги 1 и 2 разъема программирования XP2.
2. Нажать и удерживать энкодер около 1 секунды.
3. Не отпуская энкодера убрать перемычку с 1 и 2 ноги XP2.
4. Дождаться включения индикатора и отпустить энкодер.

Абсолютно недопустимо питать прибор от сетевых блоков питания. Типовые блоки питания не предназначены для питания устройств, имеющих непосредственный контакт цепей с телом человека. Прибор можно питать только от батарей или аккумуляторов.

Инструкции, рекомендации по использованию и проведению сеансов прибором Амплипульс-ИК те же, что и для Амплипульс-МИО и других приборов для физиотерапии серии Амплипульс и аналогичных. Внимательно ознакомьтесь с противопоказаниями и ограничениями использования такого рода процедур. Помните, между электродами может протекать значительный ток, поэтому относитесь к процессу терапии с осторожностью и вниманием. Никогда не располагайте электроды на теле так, чтобы ток протекал через внутренние органы непрогнозируемо, т.к. это может привести к серьезным последствиям вплоть до летальных. При бездумном отношении, прибором можно нанести не меньше вреда, чем охотничьим ножом.

Теги:

• STM32
• Микроконтроллер