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ELECTRÓNICA MÉDICA I

LABORATORIO PREVIO N° 1

ELECTROESTIMULADOR CON NE555

OBJETIVOS: Aprender a diseñar un electroestimulador con timers NE555 con las frecuencias deseadas. Adoptar nuevas experiencias en el campo de la electrónica médica, partiendo de un

circuito sencillo.

MARCO TEÓRICO: ¿Qué es un electroestimulador?

Un electroestimulador es un generador de corriente, que produce impulsos eléctricos con la energía suficiente para generar un potencial de acción en las células excitables: musculares o nerviosas, y así modificar su estado habitual, que es el reposoLa electroestimulación muscular, es una gran medida para la mejora de salud y la estética corporal.Resulta muy eficaz en contracturas, dolores cervicales y/o lumbares y calambres, proporcionan resultados inmediatos y no causan efectos secundariosLa electroestimulación es la técnica que utiliza la corriente eléctrica, para provocar una contracción muscular, mediante un aparato llamado electroestimulador, para prevenir, entrenar o tratar los músculos

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EL NE555

Este circuito es un "Timer de precisión", en sus orígenes se presentó como un circuito de retardos de precisión, pero pronto se le encontraron otra aplicaciones tales como osciladores astables, generadores de rampas, temporizadores secuenciales, etc., consiguiéndose unas temporizaciones muy estables frente a variaciones de tensión de alimentación y de temperatura.

CARACTERÍSTICAS GENERALES:

El circuito puede alimentarse con tensión continua comprendida entre 5 y 15 voltios, aunque hay versiones que admiten tensiones de alimentación hasta 2 V., pero no son de uso corriente. Si se alimenta a 5V es compatible con la familia TTL. La corriente de salida máxima puede ser de hasta 200mA., muy elevada para un circuito integrado, permitiendo excitar directamente relés y otros circuitos de alto consumo sin necesidad de utilizar componentes adicionales. La estabilidad en frecuencia es de 0,005% por ºC. Necesita un número mínimo de componentes exteriores, la frecuencia de oscilación se controla con dos resistencias y un condensador. Cuando funciona como monoestable el retardo se determina con los valores de una resistencia y de un condensador.

CIRCUITO ASTABLE

Cuando se conecta la alimentación, el condensador está descargando y la salida del 555 pasa a nivel alto hasta que el condensador, que se va cargando, alcanza los 2/3 de la tensión de alimentación, con esto la salida del biestable RS pasa a nivel "1", y la salida del 555 a cero y el condensador C1 comienza a descargarse a través de la resistencia RB. Cuando la tensión en el condensador C1 llega a 1/3 de la alimentación, comienza de nuevo a cargarse, y así sucesivamente mientras se mantenga la alimentación.

RA toma valores entre 1k y 10M, RB<RA

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PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Para el siguiente laboratorio, tomando como referencia el siguiente circuito, procedemos

a calcular el valor de sus componentes ya que se va a necesitar para la salida del primer timer una onda cuadrada de 50Hz y para la salida del segundo timer una onda de 500Hz

Como vemos los timers están conectados en una configuración astable, por lo tanto procedemos a aplicar las formulas de dicha configuración:

PARA EL PRIMER TIMER (ONDA DE SALIDA A 50 HZ)

Se asume el valor del capacitor C2=0.1uf. Procedemos a calcular las resistencias:

f= 10.693×C2× (R1+2R2 )

Despejamos la suma de las resistencias:

(R1+2 R2 )= 10.693×C2×f

Reemplazamos:

(R1+2 R2 )= 10.693×0.1uf ×50

(R1+2 R2 )=288 .8K Ω

Entonces le damos valores a las resistencias:

∴R1=100 k ΩR2=100k Ω

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PARA EL SEGUNDO TIMER (ONDA DE SALIDA A 500 HZ)

Se asume el valor del capacitor C3=0.1uf. Procedemos a calcular las resistencias:

f= 10.693×C3× (R3+2R4 )

Despejamos la suma de las resistencias:

(R3+2 R4 )= 10.693×C3×f

Reemplazamos:

(R3+2 R4 )= 10.693×0.1uf ×500

(R3+2 R4 )=280.8K ΩEntonces le damos valores a las resistencias:

∴R3=10k ΩR4=10k Ω

GRÁFICOS

Grafico de ondas : amarilla – salida del primer timer. Azul – salida del segundo timer.

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Roja – salida del TIP

CONCLUSIONES U OBSERVACIONES:

Una vez más podemos apreciar una de las tantas aplicaciones del timer, en este caso en

circuitos electroestimuladores.

Recordamos los tipos de configuración del NE555.

Al momento de instalar el transformador con los electrodos se recomienda usar los

conectores de dicho electrodo para así evitar pérdidas o ruido indeseado y tener una

experiencia de laboratorio satisfactoria.

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