Мозковий електростимулятор BrainStar
У цій статті описується як самостійно виготовити мозковий електростимулятор для ТЕС-терапії.
Трохи про ТЕС-терапію
Метод ТЕС-терапії (транскраніальної електростимуляції захисних механізмів мозку) розроблено близько 20 років тому в Інституті фізіології ім. І.П.Павлова української Академії Наук (Санкт-Петербург) групою вчених під керівництвом доктора медичних наук, професора, академіка українських Академії Природних Наук та Академії медико-технічних наук, лауреата Держ. премії СРСР В.П.Лебедєва із застосуванням принципів доказової медицини.
В даний час метод ТЕС-терапії є загальновизнаним методом фізіотерапії.
Комерційним виготовленням стимуляторів в Україні займаються кілька організацій: Центр транскраніальної електростимуляції (http://www.tes.spb.ru/) (апарати «Трансаір» і «Доктор-ТЕС»), сторонній розробник, який використовує дещо інший метод стимуляції у своєму апараті "Альфарія" (http://www.alpharia.ru/). Про роботу та вплив даного методу можна детально ознайомитись на їхніх сайтах.
Пропонований пристрій є своєрідною копією кількох комерційних апаратів, а саме таких як "Альфарія", "Доктор ТЕС" та "Трансаїр 05".
У схемі використовується широко поширений мікроконтролер ATmega8-8SU (у планарному корпусі, застосування версії в DIP-корпусі НЕ ПОПЕРЕДЖЕНО!)
Живлення схеми здійснюється від АКБ Ni-MH (або Li-ION) з номінальною напругою 3.6в. Як підвищує перетворювача в схемі застосований DC-DC перетворювач, керований МК. У конструкції передбачено заряджання АКБ від USB (5в). Також є сплячий режим (режим, коли пристрій «вимкнено»), що зручно з погляду економії заряду АКБ, т.к. є функція автовимкнення. Наявність механічного вимикачахарчування чисто опціонально, потреба у ньому може виникнути лише у випадках, коли передбачається тривале зберігання.
Схема не потребує налаштування і при правильному складанні та намотуванні трансформатора T1 починає працювати відразу.
УВАГА. На платі ланцюга затвора VT8 є перемичка між VT8 і DD1, при програмуванні МК її не повинно бути. Вона паяється лише після того, як МК запрограмовано та перевірено працездатність програми.
Намотувальні дані трансформатора вказані на принциповій схемі. Як транзисторів VT1-VT4, VT6, VT7 використовуються BC817-25, як VT5 BC807. Як VT8 можна застосувати BSS138 або аналогічний N-канальний MOSFET, також можна застосувати біполярний NPN транзистор, але для цього потрібно виключити R25, а замість перемички встановити резистор 2.2кОм. Діоди VD1-VD3 КД522 чи 1N4148. Діод VD4 будь-який малогабаритний діод Шоттки із зворотним напруженням не менше 50В і прямим струмом не менше 25мА. Як роз'єм X1 зручно використовувати аудіороз'єм mini-JACK 3.5мм.
Після монтажу всіх компонентів на плату (за винятком перемички між затвором VT8 та DD1) виконується програмування DD1 внутрішньосхемним програматором. Живити схему при цьому краще від АКБ, або від самого ПК (USB). Інакше є можливість вивести з ладу порти ПК та МК.
Біти конфігурації МК (Fuses): BootLock12 = Unprogrammed (1) (галки немає) BootLock11 = Unprogrammed (1) (галки немає) BootLock02 = Unprogrammed (1) (галки ні) BootLock01 = Unprogrammed (1) (галки немає) Lock2 = Unprogrammed (1) (галки немає) Lock1 = Unprogrammed (1) (галки ні)
RSTDSBL = Unprogrammed (1) (галки немає) WDTON = Unprogrammed (1) (галки немає) SPIEN = Programmed (0) (галка є) CKOPT = Unprogrammed (1) (галки немає) EESAVE = Unprogrammed (1) (галки немає) BOOTSZ1 = Unprogrammed (1) (галки немає) BOOTSZ0 = Unprogrammed (1) (галки немає) BOOTRST = Unprogrammed (1) (галки ні)
BODLEVEL = Unprogrammed (1) (галки немає) BODEN = Programmed (0) (галка є) SUT1 = Unprogrammed (1) (галки немає) SUT0 = Unprogrammed (1) (галки немає) CKSEL3 = Unprogrammed (1) (галки немає) CKSEL2 = Unprogrammed (1) (галки немає) CKSEL1 = Unprogrammed (1) (галки немає) CKSEL0 = Unprogrammed (1) (галки немає )
Після прошивки від'єднайте програматор та подайте живлення на схему. На індикаторі має відобразитися привітання "-HI-" і далі повідомлення "STOP". Це говорить про те, що МК пройшовся і програма запустилася.
Далі можна встановити перемичку між затвором VT8 та DD1 та спробувати включити пристрій у режим стимуляції за програмою 02 (див. Інструкцію з експлуатації). Якщо при запуску процесу стимуляції на дисплеї відображається повідомлення Err.1, то це означає, що у вас не правильно працює DC-DC перетворювач, перевірте трансформатор, фазування обмоток, VT8, VD4, R30, R31, R21, DA1, C6, C11, C13, C14. При нормальній роботі на катоді VD4 має бути напруга близько 25В.
Якщо повідомлення про помилку не виводиться і по дисплею пересувається «чорточка» можна переходити до тестування виходу. Для цього підключіть на вихід X1 резистор опором 30-40 кОм і підключіть паралельно осцилограф. Збільшуючи струм (див. Інструкцію з експлуатації), проконтролюйте наявність біполярних імпульсів. Сенс у тому, щоб проконтролювати роботи обох плечей вихідного каскаду (DA1). Рівні позитивного та негативного імпульсу повинні бути однаковими, а величина не нижче 20В (при встановленні величини струму приблизно в середнє положення).
В данномустимулятор використовується два види електродів. Один з них у вигляді кліпсів на вуха, а другий у вигляді одного електрода на лоб і двох електродів, які кріпляться за вухами на поверхні голови на рівні мочок вух.
Електроди краще виготовляти з металів не схильних до корозії або хоча б мають таке покриття.
УВАГА! Для кожного режиму потрібно застосовувати свій вид електродів (див. Інструкцію з експлуатації).
Завантажити прошивку, друковані плати у форматі LAY можна нижче Інструкція з експлуатації приладу