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felix0503

03.01.2010,
15:10
 

Schaltung mit NE555 (Schaltungstechnik)

Hallo,
es geht um folgendes:
Ich habe ein schulisches Projekt am laufen, bei dem ich eine Rechteckspannung mit der Ausgangsspannung von 0-88V und der -leistung von 0-96mA erreichen muss.
Als Spannungsquelle steht mit ein 9V-Block aus 6x1,5V Mignonzellen zur Verfügung.
Um die Rechteckspannung zu erreichen, habe ich folgende Schaltung (Anhang benutzt).
Allerdings kann ich damit nicht meine Zielspannung und -leistung erreichen.

Meine Frage ist:
Wie muss man die Schaltung verändern, um das Ziel zu erreichen? Ich hoffe, dass irgendwer es lösen kann. Danke!

Theo(R)

E-Mail

Düsseldorf,
03.01.2010,
15:27

@ felix0503

Schaltung mit NE555

» Rechteckspannung mit der Ausgangsspannung von 0-88V und der -leistung von
» 0-96mA erreichen muss.
»


Hallo

Du meinst 0-96mW? Entweder Strom in mA oder Leistung in mW. Welche Frequenz wird erzeugt?

Theo

felix0503

03.01.2010,
15:34

@ Theo

Schaltung mit NE555

also ich hab mal meine unterlagen mit den Vorraussetzungen hinzugefügt. Vielleicht hilft es, wenn du weißt, dass es zur stimulation von muskeln verwendet werden soll. (Thema geht ein bisschen in die Bionik über, ist hier an der stelle aber nicht wichtig).

Hartwig

03.01.2010,
16:09

@ felix0503

Schaltung mit NE555

»Hallo,
da brauchst Du einen Übertrager!! ~100mA an 500Ohm sind 50V! geforderte Leistung also 5W. So ein Gerät ist absolut nicht mehr harmlos, 100mA durch den Körper (Herzachse!) können unter bestimmten Bedingungen bereits sehr gefährlich sein!
Als Übertrager käme für erste Versuche evtl. ein 100V-Audio-Übertrager in Frage. Die Ansteuerung würde ich dann aber nicht über einen 555 machen.
Aber wie gesagt, zur Anwendung als TENS-Gerät solltest Du sicherstellen, hier im erlaubten Bereich zu liegen.
Viele Grüße
HArtwig

felix0503

03.01.2010,
16:19

@ Hartwig

Schaltung mit NE555

danke Hartwig,... über die herzachse wollte ich sowieso nicht ansetzten. Mein Plan war nur der Oberarm und da ist es soweit ich weiß nicht schädlich. Diese Werte, die ich angegeben hab, waren Vorgabe bei einem TENS-gerät, also denke ich, dass es eigentlich nicht schädlich sein sollte und sie im erlaubten Bereich liegen.
Wie würdest du denn die Ansteuerung wählen?
liebe grüße

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

03.01.2010,
16:48

@ felix0503

Schaltung mit NE555

» Hallo,
» es geht um folgendes:
» Ich habe ein schulisches Projekt am laufen, bei dem ich eine
» Rechteckspannung mit der Ausgangsspannung von 0-88V und der -leistung von
» 0-96mA erreichen muss.
» Als Spannungsquelle steht mit ein 9V-Block aus 6x1,5V Mignonzellen zur
» Verfügung.
» Um die Rechteckspannung zu erreichen, habe ich folgende Schaltung (Anhang
» benutzt).
» Allerdings kann ich damit nicht meine Zielspannung und -leistung
» erreichen.
»
» Meine Frage ist:
» Wie muss man die Schaltung verändern, um das Ziel zu erreichen? Ich hoffe,
» dass irgendwer es lösen kann. Danke!
»
»

Mal davon abgesehen, das es sich da um absolut
lebensgefährliche Spannungen und Ströme handelt,
lässt sich ein solches Projekt mit einem normalen
9V-Block nicht mehr bauen. Du brauchst dafür ein
Netzgerät mit der entsprechenden Leistung und
solltest dann den Multivibrator auch diskret auf-
bauen und gleich mit der entsprechenden Spannung
versorgen. Wegen der potentiellen Lebensgefahr
ist das auch kein Projekt für Anfänger sondern
sollte zumindest in Zusammenarbeit mit einer
Elektrofachkraft ausgeführt werden.
Gruss
Harald

Theo(R)

E-Mail

Düsseldorf,
03.01.2010,
16:57

@ felix0503

Schaltung mit NE555

»
»

Hallo

Es kann sich also nur um mW handeln. Ein Schreibfehler.

Das kannst du aber nicht mit einem 555 umsetzten, da werden mehrere benötigt die sich gegenseitig beeinflussen. An einen Übertrager hatte ich auch gedacht, aber die Fu von 1Hz ist damit nicht zu übertragen.

Also grob überlegt würde ich einen XR2206 nehmen und den mit einem 555 modulieren. Die 88V würde ich über einen Konverter erzeugen und dann über eine Transistorstufe mit dem Ausgang des XR2206 steuern und über ein Poti regelbar machen.

Theo

felix0503

03.01.2010,
17:07

@ Harald Wilhelms

Schaltung mit NE555

naja, mein Ziel ist es ja, so ein Gerät wie es z.b. bei lidl oder aldi gibt zu bauen und nicht eins, welches in Praxen steht und nur von Ärzten benutzt werden dürfen.
So ein gerät von aldi bedarf sogar nur 2 kleiner Knopfzellen und es funktionniert auch.

Die technischen Hinweise die ich gefunden hab, basieren eigentlich auf genau so einem aldigerät, halt in diesem beispiel mit 9V als basis.

Ich weiß, dass die dort angegebenen Werte gefährlich aussehen, aber es scheint zu funktionnieren und ist auch nich lebensgefährlich (außer bei leuten mit herzschrittmacher und genetischen herzfehlern.

Deshalb sollte es doch eigentlich möglich sein, so ein Ding zu bauen ohne das Lebensgefahr davon ausgeht, deshalb sehe ich davon auch ab ein Netzteil zu benutzen, da man so leichter in den den lebensgefährlichen Bereich abrutscht denke ich.

Vielleicht überseh ich ja was in meinen Überlegungen. Wenn mir wer helfen kann, wie ich trotzdem noch zu einem Ergebnis käme, wäre das nicht schlecht.

Torsten(R)

E-Mail

03.01.2010,
17:15
(editiert von Torsten
am 03.01.2010 um 17:17)


@ Harald Wilhelms

Schaltung mit NE555

» Du brauchst dafür ein Netzgerät mit der entsprechenden Leistung

Nicht unbedingt. Da diese Geräte üblicherweise mit <= 100 Hz arbeiten und die Impulse eine Breite von ca. 200-300 µs haben, ergibt sich ein Tastverhältnis von ungefähr 0,002. Die durchschnittliche Leistung liegt somit bei 5 W * 0,002 = 0,01 W.

Um aber die kurzzeitigen Stromspitzen zur Verfügung zu stellen, muss ein Pufferkondensator verwendet werden.
Dieser sollte so bemessen sein, dass er zum einen ausreicht, um den Impulsstrom zur Verfügung zu stellen, aber zum anderen auch die Pulsenergie auf ungefährliche Werte begrenzt.

Da die hier zum Einsatz kommenden Spannungen und Ströme nicht mehr harmlos sind, ist das Abwägen zwischen den beiden Anforderungen nicht trivial.
Vermutlich müssen sowohl Spannung als auch Strom und Pulsenergie einzeln geregelt werden. Evtl. kann man die Energieregelung weglassen.
Zumindest Spannung und Strom sollten aber einstellbar sein und darüber hinaus darf die Begrenzungssschaltung für diese beiden Größen keinesfalls versagen - sie ist also ggf. redundant auszuführen.

Wegen der benötigten Spannungen ist zusätzlich noch ein Aufwärtswandler erforderlich oder eben alternativ der bereits angesprochene Übertrager.

Das ist mit Sicherheit kein Anfängerprojekt.

» Wegen der potentiellen Lebensgefahr
» ist das auch kein Projekt für Anfänger sondern
» sollte zumindest in Zusammenarbeit mit einer
» Elektrofachkraft ausgeführt werden.

Da stimme ich Dir vollkommen zu.

Gruß
Torsten

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
03.01.2010,
17:27
(editiert von geralds
am 03.01.2010 um 17:27)


@ Hartwig

Schaltung mit NE555

» Aber wie gesagt, zur Anwendung als TENS-Gerät solltest Du sicherstellen,
» hier im erlaubten Bereich zu liegen.
» Viele Grüße
» HArtwig

----
Hallo Hartwig,

Also wenn ich an die Abwehrwaffen mit 50kV denke,
und diese mit langen Drähten auf die "Opfer" abgeschossen
werden und n i e :-D über die Herzachse eindringen,
dann ist ja alles in Ordnung.

Dann brauchst nur mehr (k)ein Gesetz beachten.
"Der schnellere, der zieht, überlebt!"; John Wayne.

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

Hartwig

03.01.2010,
17:40

@ felix0503

Schaltung mit NE555

Hallo,

» naja, mein Ziel ist es ja, so ein Gerät wie es z.b. bei lidl oder aldi gibt
» zu bauen und nicht eins, welches in Praxen steht und nur von Ärzten benutzt
» werden dürfen.
» So ein gerät von aldi bedarf sogar nur 2 kleiner Knopfzellen und es
» funktionniert auch.
»
» Die technischen Hinweise die ich gefunden hab, basieren eigentlich auf
» genau so einem aldigerät, halt in diesem beispiel mit 9V als basis.
»
» Ich weiß, dass die dort angegebenen Werte gefährlich aussehen, aber es
» scheint zu funktionnieren und ist auch nich lebensgefährlich (außer bei
» leuten mit herzschrittmacher und genetischen herzfehlern.

Schon richtig, aber solche Geräte (auch für den Privatgebrauch) müssen bestimmte Sicherheitsanforderungen erfüllen. Und 0,1A an 500Ohm sind potenzeill gefährlich- die abgegebene Leistung in J/Impuls muß ebenfalls definiert sein . Die Einhaltung der angegebenen Daten garantiert so keine Sicherheit!

Und das, was hier als "genetische Herzfehler" bezeichnet wird, ist nicht einfach/risikolos zu diagnostizieren und leider nicht so selten. Und wenn man es merkt, ist es zu spät!!! (wahrscheinlich merkt man es nichteinmal mehr :-(

Und dann kommt noch das Problem der Elektroden dazu - die Pulsform sollte so sein, daß elektrochemische Reaktionen ausgeschlossen sind. (Du willst Dir ja weder irgendwelche Metallionen durch die Haut pumpen oder dir Elektroden durch Chlor aus Deinem Körper verunstalten . . .

»
» Deshalb sollte es doch eigentlich möglich sein, so ein Ding zu bauen ohne
» das Lebensgefahr davon ausgeht, deshalb sehe ich davon auch ab ein
» Netzteil zu benutzen, da man so leichter in den den lebensgefährlichen
» Bereich abrutscht denke ich.
»
» Vielleicht überseh ich ja was in meinen Überlegungen. Wenn mir wer helfen
» kann, wie ich trotzdem noch zu einem Ergebnis käme, wäre das nicht
» schlecht.

Billiger wird ein Selbstbau bestimmt nicht - nur deutlich unhandlicher....

Grüsse

Hartwig

Hartwig

03.01.2010,
17:47

@ geralds

Schaltung mit NE555

Hallo Gerald,
das ist wieder eine andere Anwendung, aber auch der Weidezaun mit seinen ~500V ist ja nicht verboten - schlußendlich ist es die Ladung pro Impuls, die abgegeben wird und die Wirkung erzielt. (Sonst müßten wir ja, wenn es beim Kämmen so schön knistert - tot umfallen. Und Nachbars Katze wäre ESD-Killer #1 :-P )
Grüße
Hartwig

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

03.01.2010,
18:04

@ Torsten

Schaltung mit NE555

» » Du brauchst dafür ein Netzgerät mit der entsprechenden Leistung
»
» Nicht unbedingt.

Netzgerät heisst nicht unbedingt Anschluss an das
230V Wechselstromnetz.

» Da diese Geräte üblicherweise mit <= 100 Hz arbeiten und
» die Impulse eine Breite von ca. 200-300 µs haben, ergibt sich ein
» Tastverhältnis von ungefähr 0,002. Die durchschnittliche Leistung liegt
» somit bei 5 W * 0,002 = 0,01 W.

Nun, ich muss zugeben, das ich die angegebenen
"Körperstromgeräte" nicht kenne. Ich habe nur die
knapp 10W gesehen, die eine 9V-Batterie mit Sicher-
heit nicht liefern kann. Falls die Impulse wirklich
nur so kurz sind, kann man die nötige Energie
natürlich in einem Kondensator zwischenspeichern.

» Da die hier zum Einsatz kommenden Spannungen und Ströme nicht mehr harmlos
» sind, ist das Abwägen zwischen den beiden Anforderungen nicht trivial.
» Vermutlich müssen sowohl Spannung als auch Strom und Pulsenergie einzeln
» geregelt werden. Evtl. kann man die Energieregelung weglassen.
» Zumindest Spannung und Strom sollten aber einstellbar sein und darüber
» hinaus darf die Begrenzungssschaltung für diese beiden Größen keinesfalls
» versagen - sie ist also ggf. redundant auszuführen.

Ja, gerade im medizinischem Bereich sind noch wesent-
lich strengere Vorschriften als in der allgemeinen
Elektrotechnik zu beachten. Deshalb halte ich ein
solches Projekt für einen Anfänger wie Felix für völlig
ungeeignet und werde aus diesem Grund in diesem Thread
auch keine weiteren Ratschläge geben.

» » Wegen der potentiellen Lebensgefahr
» » ist das auch kein Projekt für Anfänger sondern
» » sollte zumindest in Zusammenarbeit mit einer
» » Elektrofachkraft ausgeführt werden.
»
» Da stimme ich Dir vollkommen zu.

Selbst als Ingenieur würde ich, falls ich den Auftrag
für ein solches Projekt bekommen würde, mich gründlich
mit einem Fachmann für Medizinelektronik beraten.
Ein solcher Fachmann im Netz ist übrigens ein gewisser
"Joerg", der regelmässig in der NG d.s.e. schreibt.
So, wie ich Ihn kenne, wird er aber die Sicherheits-
aspekte ähnlich wie ich beurteilen.
Gruss
Harald
PS: Man sieht mal wieder, man muss nicht alles selber
wissen. Wichtig ist nur, das man Leute kennt, die man
fragen kann.:-) ;-) :-)

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

03.01.2010,
18:10

@ Hartwig

Hochspannung

» Hallo Gerald,
» das ist wieder eine andere Anwendung, aber auch der Weidezaun mit seinen
» ~500V ist ja nicht verboten - schlußendlich ist es die Ladung pro Impuls,
» die abgegeben wird und die Wirkung erzielt. (Sonst müßten wir ja, wenn es
» beim Kämmen so schön knistert - tot umfallen. Und Nachbars Katze wäre
» ESD-Killer #1 :-P )
» Grüße
» Hartwig

In meiner beruflichen Praxis hatte ich u.a. mit einem
Rasterelektronenmikroskop zu tun. Die dort verwendeten
100.000V Anodenspannung haben mich da wenig beeindruckt,
weil der Anodenstrom nur wenige uA beträgt. Richtig
gefährlich war dagegen die 8000V-Betriebsspannung für
die Ionengetterpumpe. Die konnte nämlich mit 100mA
belastet werden.
Gruss
Harald

felix0503

03.01.2010,
18:34

@ Harald Wilhelms

Schaltung mit NE555

"PS: Man sieht mal wieder, man muss nicht alles selber
wissen. Wichtig ist nur, das man Leute kennt, die man
fragen kann.:-) ;-) :-)"

und genau deshalb hab ich ja euch gefragt und ich glaube ich überlege es mir noch ein zweites mal, ob ich wirklich dieses projekt durchziehen will. ich bin schließlich nicht lebensmüde und es gibt auch sicher andere sachen, die ich einfacher lösen kann...

trotzdem danke für eure Hilfe!:-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
03.01.2010,
23:57

@ Hartwig

Schaltung mit NE555

» das ist wieder eine andere Anwendung, aber auch der Weidezaun mit seinen
» ~500V ist ja nicht verboten

Liegt der Weidezaun nicht weit im kV-Bereich?

So ein Weidezaun ist gar kein schlechter Klak-klak-klak-Störsender. So einen kann ich im Sommer zu hause auf der Langwelle breitbandig noch schwach empfangen, obwohl die "Sendeantenne" um die Kuhherde einen guten haben Kilometer entfernt ist.

» - schlußendlich ist es die Ladung pro Impuls,
» die abgegeben wird und die Wirkung erzielt. (Sonst müßten wir ja, wenn es
» beim Kämmen so schön knistert - tot umfallen. Und Nachbars Katze wäre
» ESD-Killer #1 :-P )

Ich falle darum jedesmal tot um wenn ich vom Stuhl aufstehe und etwas metallisch Grosses anlange. :rotfl:

--
Gruss
Thomas

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