Biometria


TENS

TENS è l’acronimo di TransCutaneous Electrical Nerve Stimulation. La TENS consiste nell’applicazione sulla cute di lievi impulsi elettrici, che attivano fibre nervose. Gli effetti biologici sono controversi, secondo alcuni l’unico effetto accertato è la riduzione del dolore. Secondo altri si hanno anche effetti curativi. Gli impulsi TENS vengono anche utilizzati posizionando gli elettrodi sui muscoli per provocare forti contrazioni e aumentare la massa muscolare.

Non siamo qui per decidere cosa sia vero e cosa non lo sia, e non importa se questo o quell’effetto sia solo una bufala. Tutti concordano che qualche effetto biologico ci sia, perlomeno la riduzione del dolore, e molte persone utilizzano apparecchi TENS. Inoltre sperimentare è sempre positivo ma questi apparecchi sono costosi e non permettono di fare prove perché sono programmati con una serie di onde, frequenze e cicli e non è possibile modificare la loro programmazione.

Pubblichiamo quindi questo progetto per facilitare la sperimentazione. Il modulo è semplice, poco costoso e facilmente costruibile con componenti comuni ma le caratteristiche del segnale prodotto sono comparabili ai migliori apparecchi professionali. La particolarità di questa soluzione è di gestire tutti i parametri (corrente di uscita, tempi, ripetizioni e pause) da una applicazione sul PC per cui si ha il controllo totale su tempi, intensità e ripetizioni, ideale per chi vuole sperimentare.

IN COSTRUZIONE

Un apparecchio controllato da un Tablet

Più volte ci hanno chiesto di progettare un apparecchio come questo. E ci hanno anche preparato una analisi di come sono fatti gli apparecchi commerciali e di come dovremmo progettarlo:
– Display a due righe collegato in I2C per presentare il menu.
– Alcuni pulsanti.
– Una manopola per regolare l’intensità.
– Batterie in modo da avere un apparecchio portatile.

Ringraziamo quelli che ci hanno scritto per il loro lavoro di ricerca, ma la via thereminica è diversa, si riduce al minimo l’hardware e ci si appoggia ad un PC, o meglio in questo caso a un Tablet che provvederà anche alla alimentazione dei circuiti (fino a 12 indipendenti).

Un Tablet è perfetto per sistemi portatili. Si può lavorare isolati dalla rete per la massima sicurezza. Non si devono costruire circuiti stampati, display LCD e pulsanti. E si ha anche un pannello facilmente modificabile in futuro, nonché le batterie, l’alimentatore da rete a norme di legge, il collegamento remoto in WiFi e anche una infinità di memoria e di potenza di calcolo. Il tutto in poco volume, con qualche watt di consumo totale e (tutto contato) anche risparmiando.

Sicurezza

Premessa: gli elettrodi degli apparecchi TENS non vanno usati in caso di malattie cardiache o da chi utilizza un pacemaker. E non vanno mai posizionati in modo che la corrente attraversi il cuore. Forse sono raccomandazioni eccessive ma è bene rispettarle sempre.

Questo generatore è intrinsecamente sicuro, la corrente massima è di 10 mA e non è possibile aumentare questa corrente nemmeno per errore. Si parte da soli 5 volt e c’è subito un resistore da 100 ohm in serie che limita la corrente di alimentazione a meno di 50 mA. Poi questi 50 mA vengono divisi per il rapporto di trasformazione del trasformatore e più di pochi milliampere non si possono ottenere a meno di modificare quasi tutti i componenti del circuito.

Una corrente di 10 mA può in alcuni casi essere dolorosa ma è considerata del tutto sicura. Inoltre, dato che gli impulsi sono brevi (qualche millisecondo al massimo), la corrente che viene considerata pericolosa è molto più alta, come si vede nella prossima immagine.

Theremino Tens - Dangerous Current

Guardando questa immagine si può notare che 10 mA sono persino pochi. Alcuni apparecchi commerciali arrivano fino a 50 mA e oltre. Dalle prove fatte ci sembra che 10 mA siano sufficienti ma suggeriremo delle varianti per chi volesse aumentare la corrente.

Corrente di uscita

La corrente di uscita si regola con il segnale PWM da zero fino a poco meno di 10 mA. La corrente è abbastanza indipendente dalla resistenza del corpo (tra circa 1 k ohm e 50 k ohm) e la forma d’onda di uscita è bilanciata (uguale energia nella fase negativa che in quella positiva) in modo da ridurre al minimo il rischio di reazioni sulla pelle.

La forma d’onda è quella classica degli apparecchi TENS, cioè una semionda positiva di forma quadrata della durata di qualche millisecondo, seguita da un impulso negativo che torna a zero in modo asintotico e che ha la stessa area della semionda positiva in modo da bilanciare il totale e evitare effetti di dissociazione galvanica ed elettroforesi.

IN COSTRUZIONE

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