![\"\"](\"http:\/\/crowave.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2023\/05\/tens_tns_sm2_06.jpg\")
<\/a>Na TENS stimulator TNS SM 2 mogu se spojiti dva para elektroda na kojima se mo\u017ee ograni\u010diti izlazna struja u rasponu 0-75 mA. Pode\u0161avanje frekvencije ponavljanja impulsa mo\u017ee se vr\u0161iti u rasponu 1-100 Hz i to su sve kontrole kojima je opremljen ovaj ure\u0111aj.<\/em> <\/span><\/p>\n<\/p>\n
<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n U pro\u0161loj objavi opisali smo sli\u010dan ure\u0111aj TENS stimulator Electrotone Pulse<\/a>, a osim toga opisali smo ve\u0107 i desetak drugih ovakvih ure\u0111aja. Objektivan \u010dlanak o TENS i drugim vrstama elektrostimulacije mo\u017eete pro\u010ditati na stranici O blogu<\/a>.<\/p>\n Ovakvi mali ku\u0107ni ure\u0111aji za razli\u010dite elektrostimulacije koji se u slobodnoj prodaji reklamiraju kao \u010dudotvorne naprave za rje\u0161avanje gotovo svih zdravstvenih tegoba, u zadnjih 20-tak godina lako se nalaze odba\u010deni po raznim buvljacima i elektroni\u010dkim otpadima. Meni su takvi ure\u0111aji zanimljivi isklju\u010divo sa gledi\u0161ta elektroni\u010dke sheme, odnosno na koji na\u010din su dizajnirani sklopovi (oscilatori i poja\u010dala) za generiranje razli\u010ditih oblika elektri\u010dnih impulsa.<\/p>\n Prema podacima koje smo uspjeli na\u0107i, tehni\u010dki podaci za na\u0161 ure\u0111aj su slijede\u0107i:<\/p>\n Vidimo da ovaj TENS ure\u0111aj za razliku od prethodno opisanog Electrotone Pulse<\/a> nema intervalno generiranje impulsa ve\u0107 samo kontinuirano, no zato ima podesivu frekvenciju ponavljanja impulsa. \u0160irina i amplituda pojedina\u010dnog impulsa pak je kod oba ure\u0111aja gotovo ista.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n U unutra\u0161njosti se odmah uo\u010davaju se dva transformatora pored kojih su dva pogonska (prekida\u010dka) tranzistora i logi\u010dki integrirani krug TC4093 (\u010detiri NAND vrata sa dva ulaza). Posve je izgledno da su NAND vrata ovdje u spoju oscilatora pravokutnog napona, a koji se onda dalje koristi za upravljanje pogonskim tranzistorima na primaru transformatora za dobivanje vi\u0161eg izlaznog napona. Gotovo uvijek \u0107emo kod ovakvih ure\u0111aja na\u0107i neki jednostavni relaksacijski oscilator koji se obi\u010dno bazira na logi\u010dkim integriranim krugovima, timeru 555, operacijskim poja\u010dalima ili u novije vrijeme na nekom mikrokontroleru.<\/p>\n No, to \u0161to smo otvorili ku\u0107i\u0161te i bacili pogled na elektroniku nije nas nau\u010dilo ni\u010dem novom. Prava vrijednost ovog sklopa zapravo le\u017ei u detaljima njegove elektroni\u010dke sheme i raznim sitnim promi\u0161ljenim trikovima koje su in\u017eenjeri ovdje morali implementirati da bi s jedne strane osmislili \u0161to jednostavniji i \u0161to jeftiniji ure\u0111aj za proizvodnju, a s druge strane zadr\u017eali funkcionalnost i performanse barem na razini onih koje nude konkurentni proizvo\u0111a\u010di sli\u010dnih ure\u0111aja.<\/p>\n Crtanje elektroni\u010dke sheme nekog sklopa (obrnuti in\u017eenjering) mo\u017ee biti odli\u010dna vje\u017eba za u\u010denje elektronike. Ovdje na primjer imamo sklop sa relativno malo komponenti, no iste su tijesno montirane na malu tiskanu plo\u010dicu sa obostranom \u0161tampom \u0161to svakako prili\u010dno ote\u017eava “skidanje” elektroni\u010dke sheme. Neke komponente su montirane ispod transformatora i uop\u0107e se vide. Vrlo lako je pogre\u0161no nacrtati neki spojni put \u0161to nas onda mo\u017ee navesti na pogre\u0161ne zaklju\u010dke i pogre\u0161na tuma\u010denja elektroni\u010dke sheme sklopa.<\/p>\n \u0160to vi\u0161e prakse steknete u dizajniranju i prepoznavanju temeljnih elektri\u010dnih krugova to \u0107ete lak\u0161e i br\u017ee izvesti elektroni\u010dku shemu nekog sklopa i manja \u0107e biti mogu\u0107nost neke pogre\u0161ke. Tako u na\u0161em slu\u010daju, ako znamo kako izgleda i kako funkcionira klasi\u010dni spoj relaksacijskog oscilatora sa NAND vratima (vidjeli smo ga primjerice kod ure\u0111aja Process Multimeter PMM 330A<\/a>) onda prakti\u010dki ve\u0107 znamo kako bi trebali biti povezani pinovi integriranog kruga TC4093, te samo trebamo potvrditi da li je to doista tako. Tako\u0111er, ako znamo kako u strujni krug trebaju biti povezani PNP i NPN tranzistori, onda opet samo trebamo potvrditi linije preko kojih su emiter i kolektor povezani na napajanje i tro\u0161ilo, te odakle dolazi signal koji pobu\u0111uje bazu.<\/p>\n U na\u0161em slu\u010daju smo vrlo lako nacrtali shemu oscilatora i principijelno shvatili kako funkcionira izlazni stupanj. No, vrlo \u010dudno je bilo to \u0161to nikako nismo mogli zujalicom za kratki spoj na\u0107i kako je GND pin, odnosno minus pol napajanja integriranog kruga povezan sa minus polom baterije. Ta GND linija je o\u010dekivano spajala kolektore pogonskih PNP tranzistora i primar transformatora ali potpuno neo\u010dekivano katode i anode pojedinih dioda. Na kraju smo morali izvaditi \u010dip iz podno\u017eja i odlemiti transformatore da vidimo kuda vode tiskane linije i koji elementi se nalaze ispod njih.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Sada kada imamo elektroni\u010dku shemu, vidimo u \u010demu je ovdje trik. Naime, dva izlazna kanala kontrolira jedan zajedni\u010dki oscilator, pa se ti kanali moraju nekako razdvojiti da rade zasebno. Ovdje nema zajedni\u010dke sklopke napajanja, nego kombinacija potenciometra i sklopke na svakom kanalu uklju\u010duje baterijsko napajanje za oscilator i pripadaju\u0107i izlazni stupanj. Pri tome su klju\u010dne diode D1 i D2 koje razdvajaju GND jednog i drugog izlaznog stupnja. Ako primjerice uklju\u010dimo sklopku za prvi kanal (Out 1), tada minus pol baterije (GND) prolazi preko D1 i napaja sve komponente vezane na masu. Me\u0111utim, s obzirom da je D2 u tom slu\u010daju obrnuto polarizirana, ona ne\u0107e propu\u0161tati GND na tranzistor drugog kanala (Out 2) i taj kanal ne\u0107e raditi, odnosno ne\u0107e nepotrebno tro\u0161iti struju. Sli\u010dno vrijedi i ako uklju\u010dimo sklopku za drugi kanal. Tada D2 vodi i napaja sve komponente na masi, no D1 je u takvom krugu obrnuto polarizirana i sada ona ne\u0107e propu\u0161tati GND na tranzistor prvog kanala (Out 2).<\/p>\n Mi smo na\u0161u zujalicu spojili na minus pol baterije i preko dioda D1 i D2 nismo imali indikaciju kratkog spoja sa GND pinom integriranog kruga jer je otpor, odnodno pad napona na diodi bio prevelik za takvu indikaciju.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Integrirani krug TC4093 sadr\u017ei \u010detiri NAND vrata, a ona su u na\u0161em krugu u spoju invertera (oba ulaza spojena zajedno). Vrlo \u010desto se umjesto gotovih invertera (AND vrata) koriste NAND vrata u spoju invertera. Razlog za to le\u017ei u unutra\u0161njoj elektri\u010dnoj shemi AND i NAND vrata koja se sastoje od serijskih i paralelnih kombinacija P-MOS i N-MOS tranzistora. Iako na prvi pogled izgleda \u010dudno, AND vrata imaju slo\u017eeniju elektri\u010dnu shemu od NAND vrata. Tako NAND vrata zauzimaju manje povr\u0161ine, daju ve\u0107u brzinu, manju struju curenja i stoga su po\u017eeljnija za neke elektri\u010dne krugove.<\/p>\n U na\u0161em slu\u010daju prva dva NAND vrata (u spoju invertera) rade kao oscilator pravokutnog napona, gdje frekvenciju (0,5-100 Hz) odre\u0111uju kondenzator i potenciometar u tom krugu. Tre\u0107a NAND vrata slu\u017ee kao bufer (sklop za odvajanje) i tu se pravokutni signal tako\u0111er i invertira. Nakon toga slijedi svojevrsni visokopropusni promjenjivi RC filtar koji ulazne pravokutne signale pretvara u kratke impulse trokutastog oblika.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na gornjim snimcima vidimo kako se pravokutni signal sa \u0161irinom periode oko 10 ms preko RC filtra pretvara u trokutaste impulse \u0161irine oko 1 ms. Ovdje je klju\u010dno to \u0161to se \u0161irina trokutastog impulsa mo\u017ee u odre\u0111enim granicama mijenjati pomo\u0107u potenciometra P1 u krugu RC filtra.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na gornjim snimcima vidimo kako se potenciometrom u krugu RC filtra mo\u017ee mijenjati \u0161irina trokutastih impulsa u opsegu cca 0,8 – 2 ms. Me\u0111utim, ovdje je nam je va\u017ean samo onaj dio impulsa koji prelazi prag okidanja slijede\u0107ih NAND vrata. TC4093 se napaja naponom 9 V pa je i izlazna amplituda napona oko 9 V. U tim uvjetima, prema tvorni\u010dkim podacima za TC4093BP, prag na kojem se prepoznaje logi\u010dka 1 je iznad 5,3 V, a prag na kojem se prepoznaje logi\u010dka 0 je ispod 4,5 V. Podru\u010dje izme\u0111u 4,5 i 5,3 V je nesigurno (nestabilno) i mo\u017ee biti razli\u010dito prepoznato.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na gornjim snimcima se lijepo vidi kako se logi\u010dka jedan prepoznaje na naponu malo vi\u0161em od 5 V kako je i navedeno u specifikacijama. Tako \u0107e naju\u017ei trokutasti impuls ovaj napon (prag okidanja) dosti\u0107i nakon 172 \u00b5s, a naj\u0161iri impuls \u0107e taj napon dosti\u0107i nakon 543 \u00b5s, \u0161to se lijepo vidi na na\u0161im snimcima. Sukladno tome, \u010detvrta NAND vrata \u0107e voditi samo u vremenu kada trokutasti impuls ima pozitivnu vrijednost napona ve\u0107u od 5 V. Me\u0111utim, ta vrata tako\u0111er i invertiraju signal, te \u0107emo u kona\u010dnici dobiti pravokutne impulse u vremenu kada je trokutasti impuls ispod 5,3 V. To se lijepo uo\u010dava na slijede\u0107im snimcima.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Oscilatorom sa jednim ili dva NAND (AND) vrata dobiva se pravokutni signal sa duty cycle (odnos izme\u0111u signala i pauze) od 50%, dakle simetri\u010dni izlazni signal. Da bi taj odnos smanjili i dobili kra\u0107e impulse iste frekvencije potrebni su neki dodatni sklopovi. Vidjeli smo kako je to rije\u0161eno u na\u0161em sklopu, no svakako za to postoje i druge mogu\u0107nosti. Osim toga mogao je biti upotrijebljen i 555 sa kojim bi se tako\u0111er uz svega nekoliko vanjskih pasivnih elemenata mogao izravno dobiti pravokutni oscilator podesive frekvencije i sa podesivim duty cycle. Odabir elektroni\u010dkih komponenti i dizajna elektroni\u010dkog kruga za neki sklop koji \u0107e u\u0107i u serijsku proizvodnju svakako ovisi o trenutnoj cijeni pojedinih komponenti na tr\u017ei\u0161tu kao i o ukupnom broju komponenti koje moraju biti ugra\u0111ene u sklop jer to izravno utje\u010de na slo\u017eenost (i cijenu) proizvodnje.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Izlazni pozitivni pravokutni impulsi dobiveni pomo\u0107u TC4093 dalje se vode na tranzistor BC337 koji slu\u017ei kao bufer ali i kao inverter pozitivnih u negativne impulse potrebne za okidanje PNP tranzistora. Amplituda impulsa iz TC4039 je oko 9 V, a maksimalni EB napon na BC337 smije biti 5 V. Stoga se amplituda signala smanjuje pomo\u0107u djelitelja napona R1-R2.<\/p>\n Na izlazu iz BC337 impulsi su opet amplitude pribli\u017eno 9 V (kao i napon napajanja), a maksimalni EB napon na tranzistorima BDX54C smije tako\u0111er biti samo do 5 V. Stoga se napon iz BC337 za baze BDX54C opet smanjuje djeliteljima napona R3-R4 i R5-R6 na ne\u0161to manje od 2 V. Na kolektorima tranzistora BDX54C se opet dobivaju impulsi amplitude oko 9 V. Me\u0111utim, nama ovdje nije bitno naponsko ve\u0107 strujno poja\u010danje. Tako se tranzistorima BDX54C maksimalna struja optere\u0107enja sa 0,8 A koliko izdr\u017ei BC337 pove\u0107ava na 8-12 A koliko izdr\u017ee BDX54C.<\/p>\n Naravno, u na\u0161em sklopu nigdje ne postoje ni pribli\u017eno toliko jake struje (one su reda nekoliko desetaka mA) i doista ne vidim razlog za upotrebu ovako sna\u017enih tranzistora. Osigura\u010d od 1 A ugra\u0111en u liniju baterijskog napajanja \u0161titi od kratkog spoja baterije ukoliko do\u0111e do proboja tranzistora BDX54C. Naime, struja kratkog spoja standardne alkalne baterije od 9 V mo\u017ee u prvom trenutku dose\u0107i i nekoliko ampera. No potro\u0161nja struje u normalnom radu ne prelazi 60 mA, pa time ni struja kroz tranzistore ne mo\u017ee biti ve\u0107a.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>U kompletu sa elektrostimulatorom TNS SM 2 dobili smo 9 v bateriju, dva para elektroda sa poveznim \u017eicana i poseban gel koji omogu\u0107uje bolji elektri\u010dni kontakt izme\u0111u elektroda i ko\u017ee.<\/em><\/span><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Ku\u0107i\u0161te samog ure\u0111aja djeluje vrlo \u010dvrsto sa kvalitetnim kontrolama (kombinacija potenciometara i sklopki). Iako je ovaj ure\u0111aj vrlo vjerojatno proizveden u Kini, tvrtka Pierenkemper GmbH ima tamo svoj ured za upravljanje kvalitetom i sva roba namijenjena Njema\u010dkoj podvrgava se strogoj provjeri kvalitete na temelju njema\u010dkih smjernica i standarda. Op\u0107enito gledano, razlika izme\u0111u originalnih kineskih proizvoda i proizvoda proizvedenih u Kini po nekim drugim kontroliranim standardima mo\u017ee biti vrlo velika i te dvije kategorije proizvoda treba gledati odvojeno.
\n<\/em><\/span><\/p>\n<\/a>Primarna namjena ovog gela je da zalijepi elasti\u010dne elektrode za ko\u017eu. Same elektrode djeluju kao da su od gume, no vjerojatno se radi o nekom materijalu na bazi grafita jer me\u0111usobno izravno priljubljene pokazuju otpor od cca 400 \u2126. Gel je tako\u0111er donekle vodljiv ali nismo uspjeli posti\u0107i prijelazni otpor ispod 200 k\u2126. Kad se nanese tanki sloj gela na elektrode pa se iste preko njega me\u0111usobno zalijepe cijelom povr\u0161inom, ukupni otpor ostaje otprilike isti kao i sa priljubljenim elektrodama bez gela (cca 400 \u2126).<\/em> <\/span><\/p>\n<\/a><\/p>\n
\n\n
<\/a>Snimak pojedina\u010dnog impulsa \u0161irine 200 \u00b5s i snimak slijeda impulsa najve\u0107e frekvencije ponavljanja od 100 Hz. Najni\u017ea frekvencija ponavljanja impulsa mo\u017ee se podesiti i ispod ozna\u010denih 1 Hz, na oko 0,5 Hz.\u00a0<\/em> <\/span><\/p>\n
\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Elektroni\u010dka shema TENS stimulatora TNS SM 2 i interna shema upotrijebljenih pogonskih tranzistora BDX54C.<\/em><\/span><\/p>\n
\n<\/a>Pravokutni signal na pinu 10 (\u017euto) i trokutasti impulsi na pinu 12-13 (plavo) dobiveni na izlazu iz RC filtra.<\/span> <\/em><\/p>\n<\/a>Minimalna i maksimalna \u0161irina impulsa koja se mo\u017ee namjestiti potenciometrom P1 u krugu RC filtra.<\/em> <\/span><\/p>\n<\/a>Naju\u017ei impuls dose\u017ee prag okidanja na 5 V nakon 172 \u00b5s, a naj\u0161iri nakon 543 \u00b5s (plavo). Izlazni signal (\u017euto) je invertiran nakon izlaska iz NAND (AND) vrata.<\/span> <\/em><\/p>\n<\/a>Izlazni invertirani pravokutni impulsi (\u017euto) traju samo onaj dio vremena u kojem je napon trokutastog impulsa ispod 5,3 V.<\/span><\/em><\/p>\n
\n<\/a>Izlazni signal iz sekundara transformatora bez optere\u0107enja – impulsi najkra\u0107eg vremena trajanja od 178 \u00b5s.<\/em> <\/span><\/p>\n