Tessmus: jag har - utan inkopplat elektronik - fått en pärla av grad av ett 1,5V batteri!!! Orsaken var att motståndet i huden var nära noll då jag hade lite syre på fingrerna.

Motståndet i kroppen utgörs nämligen i största utsträckning av huden, när strömmen har kommit igenom den är det "fritt fram" - men det bör du ju redan veta om du har researchad rätt.

Så till detta projekt MÅSTE det till en aktiv strömreglering - vilket inte är helt enkelt då det rör sig om AC. Och jag har designad elektronik professionellt under många år, digital som analog, så om detta är ditt första verkliga projekt och du ämnar fullföra med ditt nuvarande kundskapsnivå vill jag faktisk rekommendera att du skriver testamente först och lägger instruktioner om vad som ska hända vid grav hjärnskada.

När pälsindustrien ska döda pälsrävar tar de ett 12V batteri och kör ena polen i rävens rektum och har ett handtag med en plåtbit på som andra polen. Man lägger sedan plåten mot nosen, väntar några sekunder och räven är död. Detta är vad du vill leka med...

Tack för varningen Icecap! Visste faktiskt inte att ett vanligt batteri kunde ta livet av en.

Som tur är har jag inte tänkt sticka upp den i rumpan och jag antar iaf att skallbenets resistans inte kan minska till noll som hudens. Men det är hur som helst inte min avsikt att konstruera något som ens kan riskera att ge mig en stöt.

Hjälp mig gärna förstå grunderna i problemet här. Om det som vissa här säger krävs hundratusentals kronor, testteam och tre doktorsgrader i elektronik, neurofysiologi och kvantmekanik, för att bygga en sån här sak, ja, då får jag kanske ge upp och bygga en blinkande lampa istället, men jag vill iaf undersöka saken betydligt mer innan jag gör det.

Ett par frågor.

1. Vart ligger riskerna/problemet, om man bygger in ett motstånd i kretsen som (iaf i enlighet med ohms lag) förhindrar en ström större än en som kan vara skadlig? Antar att det isf måste ha att göra med kapacitiva/induktiva effekter?

2. Gällande aktiv strömreglering. Om de är så komplicerade att bygga, finns det "färdiga" komponenter/enheter för strömreglering som kan anses säkra i att de aldrig släpper ur sig mer än en viss given ström?

3. Jag vet att liknande apparater i kliniken ofta har system som mäter impedansen mellan elektroderna och använder detta för att reglera spänningen så att strömmen ut blir konstant. Jag hade hoppats komma runt denna lösning eftersom den är väldigt dyr/komplicerad, och istället bygga in en begränsning för den ström som kan gå ut ur kretsen. Strömregleringen blir kanske inte särskilt exakt, men det är mindre viktigt, så länge den aldrig blir för hög.

Obs! Jag har inte tänkt göra en kommersiell produkt, eller något som skall användas på patienter etc, detta är helt och hållet för eget bruk. Och jag kopplar den inte till skallen förrän jag känner mig säker på att den inte är farlig.

1: Skallbenet är nog en resistans i sig - men huden och köttet kring skallbenet är som resten av kroppen. Och då du inte kan GARANTERA att det inte är extra bra ledningsförmåga här och nu MÅSTE du bygga in säkerhet i form av strömbegränsning. Ett exempel som kanske är rimligt overkligt: någon har pressat en citron/apelsin och fått saft på sig. Elektroder råkar placeras där och en given (annars säker) spänning läggs på - och det blir flipperspel. Efteråt - till begravningen eller på rehab - kan man sedan förklara att om det inte just var för den sura saften hade allt gått bra...

2: Nej.

3: Anledningen till detta komplicerade sätt är att folk inte ska dö av skiten! Men ja, ett rätt designad utgångssteg ska kunde styra den maximala ström som kan gå ut. Inte enkelt men möjligt. Sedan kan ett impedansmätande system göra korta uppehåll och göra en impedansmätning relativt ofta och därmed faktisk anpassa sig till skiftande omständigheter.

Jag är ganska säker på att du inte vill koppla dig upp och veta att det "bara" finns 1 promille chans att du blir grillad... Visst, medicinska apparater har en MYCKET hög klassning av säkerhet men det du föreslår av säkerhet i ditt apparat motsvarar ung. att jämföra en gråsten med en JAS gripen.

Du har skrivit att det ska vara växelström - men INGET om vilken kurvform du avser.

Hej!


1. Så även om kretsen begränsas av ett motstånd på säg 900 Ohm (9V), så kan strömmen ut överstiga 10mA, pratar vi då om att det kan bli fel på motståndet, eller någon annan effekt?

3. Så inte omöjligt iaf Några tips på guider/litteratur som jag skulle kunna läsa för att börja förstå hur en sådan strömbegränsande krets skulle se ut? Detta känns som det viktigaste, resten kan jag testa mig fram med.

En promilles chans kan jag nog ta, men inte mycket mer än så

Signalen är en sinuskurva. En sinuskurva som förstärks av en liten audioförstärkare och 9V. Än så länge har kretsen en DC komponent ut verkar det som, men tanken är att den skall tas bort.

Det är väl just för att hitta alla upptänkliga sätt det kan gå fel på som all den där erfarenheten och kunskapen om både elektronik och människokroppen krävs. Men för egen del, hade jag ett 9V-batteri i serie med ett 900 Ω motstånd, fast inbyggt i en låda så att det inte gick att skada eller smutsa ner det hela på något sätt, och utan andra anslutningar, så skulle jag känna mig rätt säker med att sätta plus och minus över hjässan. Problemet är att du ju ska ha något slags aktiv elektronik för att generera vågformen också, och där blir det genast mycket mer tveksamt. Det kommer att krävas energilagrande komponenter (kondensatorer och ev. induktanser) i den vilket gör att batteriet/strömförsörjningen inte längre blir begränsande.



Öhm, det låter alltså som att du ska koppla in en signalkälla på något sätt, som inte drivs av 9V-batteriet? Hur strömförsörjs den?

Apropå vad som kan gå fel med ett motstånd: detta står i det första databladet jag hittade på Mouser för vanliga 0,6 W metallfilmsmotstånd:

Om strömmen bara går genom huvudet så är det mycket möjligt att dessa siffror gäller, men det finns en hel del andra aspekter att ta hänsyn till.

Ström genom vävnad orsakar uppvärmning, som t.ex. kan koagulera blodet.

Man får brännskador av hög strömtäthet, d.v.s. om kontaktytan är liten (tänk "pennspets") så kan även en låg ström ge brännskador på huden.
Risk för att brännskador uppstår finns vid en strömtäthet på mer än 2 mA per kvadratcentimeter.


Tittar man på medicinteknisk utrustning (jag jobbade 15 år med provning av sådan) så är det ganska strikta krav på vad som anses "ofarligt".

För apparater av typ B (endast kontakt med torr hud, inga nålar eller sår alltså och ingen fukt) tillåts så mycket som 100 uA (mätt genom 2000 ohm).

För apparater där elektriciteten inte har hudens skydd att ta sig igenom (t.ex. genom att apparatens elektroder förs in genom huden eller en kroppsöppning, eller att hudens resistans minskas genom t.ex. elektrodgel vid EKG) gäller istället 10 uA.

Sannolikheten för kammarflimmer är med denna ström (förutsatt att den går direkt genom hjärtat) ungefär 0,002 d.v.s. 1 på 500. För att strömmen skall gå direkt genom hjärtat måste dock elektroderna ligga direkt mot hjärtmuskeln, så det är inte helt relevant här. Men om man ser kroppen som en spänningsdelare eller ett motståndsnät så kan man med Kirchoffs lagar göra en uppskattning av hur strömmen fördelar sig.

Dessa strömmar är dock valda för att vara så säkra som möjligt och grundar sig dessutom på att det är frekvensen 50 Hz vi har att göra med. För likspänning är sannolikheten för kammarflimmer ungefär en femtedel vid samma ström, och vid 1 kHz är den 1,5 gånger mindre.

Sannolikheten för att en man kan känna en ström på 500 mikroampere är 0,01 och för kvinnor är sannolikheten 0,014 (förutsatt enbart kontaktelektroder, d.v.s. en metallplatta mot torr hud). Denna sannolikhet är normalfördelad.


Tittar man på TENS så gäller (eller gällde sist jag jobbade med det) följande:
för likspänning tillåts 80 mA
upp till 400 Hz tillåts 50 mA
upp till 1500 Hz tillåts 80 mA
över 1500 Hz tillåts 100 mA

Pulser kortare än 0,1 sekund får ha ett maximalt energiinnehåll på 300 mJ och får inte ha en toppspänning över 500 volt.

För TENS finns det dock ganska strikta regler på hur elektroderna får placeras, och där väger man alltså nyttan mot risken. De tidigare värdena gäller "oönskade" strömmar.

Även om du sätter motståndet på utgången (mycket mera säkert) så kan aktiv elektronik generera mycket högre spänningar än ingångsspänningen (tänk step-up-omvandlare i en gammal husvagns-TV för att ta ett extremt exempel; där kan du få ut tiotals kilovolt från ingångsspänningen på 12 V).

Alltså, det hela är inte enkelt, och det krävs mycket erfarenhet och kunskap för att bygga en sån här mojäng. Därav teamet med utvecklare med expertis inom flera olika kunskapsområden som nämndes tidigare...

Inom elsäkerhetsprovning pratar man om "Single Fault Condition".

För vanliga motstånd så räknar man visserligen normalt med att de vis SFC bara går till avbrott, men trådlindade motstånd man det bli kortis eller minskad resistans i.

Men SFC gäller ju inte bara motstånden, vad händer om nånting inuti apparaten (t.ex. en skruv eller en annan komponent) lossnar och landar på kretskortet så det kortsluter de mönsterkortsbanor som går till motståndet? Då blir motståndet kortslutet.

Utvärdering av olika SFC är en av de svåraste bitarna när det gäller att få komplexa konstruktioner säkra.

Kondingar och halvledare kan gå både i avbrott och kortslutning.
IC-kretsar räknar man med "avbrott i vilken pinne som helst" och "kortis mellan vilka två pinnar som helst".
För sladdar räknar man med att de lossnar från sin lödning eller ett skruvplint, och tittar på vad de då kan nå för andra delar av kretsen.
Finns det öppningar får man fundera på vad som kan trilla in där (vid provning använder man bland annat en 100 mm lång 3 mm metallpinne, provet kallas "halskedjeprov", finns även en testprob som är 15 mm lång och svagt konisk, kallas "pennprov").
Vad lossnar om man tappar apparaten i golvet? Håller höljet? Kan det samlas damm inuti som överbryggar isolationen?

Viktigt också att tänka på att ett fel bara är ett SFC om det upptäcks.

Klassiskt misstag att t.ex. sätta 2 transistorer i serie för att kretsen ska kunna bryta även om det blir kortis i den ena. Men hur vet du att det inte blir kortis i den första dagen efter att du lött dit den? Då är det bara den andra som bryter, och blir det kortis i den så kan kretsen inte brytas. Om du inte testar funktionen regelbundet så kommer du inte veta om redundansen finns eller inte.

Det krävs i princip åratal av erfarenhet för att kunna tänka rätt när det gäller SFC.


Och nu har jag bara pratat om SFC kring elchock, för många apparater måste man även utvärdera för t.ex. brand, höga temperaturer (brännskada eller skadad isolering) eller oönskad rörelse (man vill inte att en patientsäng plötsligt fäller ihop sig eller trycker upp patienten i taket).

Just nu genereras signalen från min mobil via AUX utgången, men tanken är att jag skall bygga eller köpa in en funktionsgenerator.

Nä, det verkar uppenbarligen vara klurigare än jag först trodde... Verkar inte finnas någon lösning på hur det enkelt går att göra rimligt säkert.

Om du ändå bygger detta, se till att funktionsgeneratorn också blir batteridriven. Använd inte någonting som på något sätt har kontakt med elnätet. (Har att göra både med risken för katastrofala fel i nätdelar m.m., men också med det som Nerre skriver om - läckströmmar.)

Jodå, lösning finns det. Men det finns ingen enkel lösning

Lösningen är att man måste konstruera en väl analyserad krets där man har tänkt på alla saker som kan gå fel.

Det här var ju en lärorik och intressant tråd.

Så tillbaka till den där strömbegränsande kretsen då kanske. i Stora drag, hur skulle en sådan kunna se ut?