english
Ostatnia modyfikacja podstrony: 14.01.2010 11:20
MIKROPROCESOROWY STEROWNIK STYMULATORA
Wprowadzenie
Stymulacja pracy organizmu ludzkiego, czyli pozytywne oddziaływanie na poszczególne układy, bądź też narządy może być realizowana za pomocą różnych technik i z wykorzystaniem rozmaitych nośników energii.
- Fotostymulacja, czyli oddziaływanie falami świetlnymi,
- Magnetostymulacja działająca polem magnetycznym,
- Elektrostymulacja wykorzystująca przepływ prądu elektrycznego,
- Stymulacja falą akustyczną.
Mikroprocesorowy sterownik dedykowany jest w zasadzie do fotostymulacji, choć może być również wykorzystany do pozostałych technik, nadaje się doskonale do syntezy wielotonów (również nieharmonicznych), których zastosowanie w terapii ostatnio wzrasta.
- Dzisiejsza medycyna dąży do zminimalizowania energii dostarczanej do organizmu. Aby jednak nie zmniejszać wielkości oddziaływania należy zmniejszenie energii zrekompensować wzrostem zawartości informacyjnej sygnału.
- Informacja jest zawarta w wielu czynnikach: wyborze techniki oddziaływania, miejsca wprowadzania energii do organizmu, czasie trwania zabiegu, a przede wszystkim w samym sygnale.
- Opisywany sterownik, zredukował ograniczenia parametrów sygnału do rozsądnego minimum, będącego kompromisem pomiędzy kosztem urządzenia, komplikacją jego projektu, a oferowanymi możliwościami.
- Wprowadzone zostały funkcje dotychczas niedostępne, które poparte odpowiednimi pomiarami i badaniami mogą stać się przełomem w technikach stymulacyjnych.
Sterownik stymulatora. Opis funkcjonalny
Mikroprocesorowy sterownik stymulatora składa się z:
- układu sterującego bazującego na mikrokontrolerze jednoukładowym,
- generatora zbudowanego z wykorzystaniem zmienno przecinkowego 32-bitowego procesora sygnałowego ADSP-21061SHARC firmy Analog Devices, połączonego ze wzmacniaczem wyjściowym,
- interfejsu użytkownika wykorzystywanego przy pracy autonomicznej (niezależnej od komputera PC),
- bloku łącza RS-232, bazującego na mikrokontrolerze jednoukładowym, który dekoduje rozkazy sterujące przesyłane z komputera PC oraz formuje pakiety danych przekazywane do komputera PC.
- zasilacza.
Parametry generatora:
- Generacja do 20 sygnałów sinusoidalnych o różnych (definiowanych, ustawianych cyfrowo) amplitudach, przesunięciach fazowych i częstotliwościach,
- Zakres generowanych częstotliwości 0,01 Hz - 20 kHz (skok 0,01 Hz w całym zakresie),
- Maksymalna prawidłowo wytwarzana częstotliwość 20,5 kHz. Przy maksymalnej dewiacji (równej 33%), maksymalna niezniekształcona częstotliwość środkowa 15,4 kHz,
- Amplituda składowej ustalana w zakresie od 0 do 5V ze skokiem 0,5mV,
- Modulacja częstotliwościowa o parametrach:
- Modulowany całkowity sygnał (wszystkie składowe),
- Dewiacja od 0,01% do 33% ze skokiem 0,01% ( , ),
, 
- Częstotliwość modulacji od 0,001 Hz do 2 Hz ze skokiem 0,001 Hz.
- Regulowana składowa stała w zakresie od -5 V do +5 V,
- Przetwarzanie cyfrowo-analogowe 16 bitowe,
- Wyjście analogowe sygnału do aplikatora 0...10 V,
- Odstęp sygnału od szumu na wyjściu wzmacniacza - około 55 dB,
- Obciążalność wyjścia analogowego
, wyjście dodatkowo zabezpieczone przed zwarciem, - Sprzętowe odłączanie wyjścia podczas zatrzymanej generacji (przekaźnik).
Program sterujący ProgMag:
- system Windows,
- edycja sygnału i obsługa sterownika przez łącze RS-232
- regulacja parametrów on-line:
- włączanie bądź wyłączanie składowych,
- zmiana amplitud składowych,
- modyfikacja faz i częstotliwości,
- przesyłanie zmian do sterownika w czasie generacji,
- zapis sygnału terapeutycznego do pliku lub EEPROM.
Biblioteka komunikacyjna SterCom.dll:
- Program ProgMag wykorzystuje bibliotekę SterCom.dll (ang. Dynamic Linked Library).
- Biblioteka stanowi rozszerzenie systemu Windows umożliwiające innym programistom napisanie aplikacji obsługującej sterownik w dowolnym języku programowania.
- Biblioteka SterCom.dll zawiera 20 funkcji służących do obsługi sterownika. Są to:
- inicjacja, bądź zakończenie połączenia,
- test transmisji,
- zatrzymanie lub uruchomienie generacji,
- przesłanie danych do modułu generatora
- zapis lub odczyt w pamięci sterownika rekordów zawierających kompletne sygnały terapeutyczne.
Dodatkowe zabezpieczenia (opisywany sterownik jest przeznaczony do celów medycznych):
- bity kontroli parzystości,
- sumy kontrolne CRC co 16 bajtów i na końcu rozkazu,
- separacja galwaniczna sterownika stymulatora od sieci i komputera sterującego. Gwarantowana wytrzymałość izolacji wynosi nie mniej niż 4 kV AC (RMS).
Kontakt: mgr inż. Paweł Pawłowski, tel.: 0(..61)665-28-29, e-mail: Pawel.Pawlowski@put.poznan.pl