LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Thanh Nghĩa là giảng viên hướng dẫn đồ điện tử số - người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình t
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Máy tạo xung điện
Máy tạo xung điện dựa theo nguyên lý của máy điều trị dòng TENS có tác dụng kích thích thần kinh bằng xung điện qua da Đây là phương pháp giảm đau không can thiệp, không dùng thuốc và được sử dụng để điều trị các cơn đau cấp tính và mãn tính bằng cách sử dụng dòng điện ở tần số nhất định để kích thích hệ thần kinh ngoại biên của cơ thể con người bằng hai điện cực dán trên da
Máy tạo xung điện hoạt động bằng pin, có thể điều chỉnh độ rộng, tần số và cường độ xung Cường độ cũng có thể thay đổi từ cường độ cảm giác (là khi bệnh nhân cảm nhận được một kích thích mạnh mẽ nhưng thoải mái mà không bị co cơ, được kích thích ở tần số cao) thành cường độ vận động (là cường độ cao thường liên quan đến sự co cơ nhưng không gây đau cơ, được kích thích ở tần số thấp)
Trong bài thiết kế này, máy tạo xung được sử dụng bộ đếm thời gian NE555 để tạo ra sóng vuông Sóng vuông cho phép các tần số xuyên qua cơ thể một cách hiệu quả trong bất kì khoảng tần số nào Đây có thể được coi là dạng sóng đầu ra ưu việt trong quá trình chuyển đổi tần số thành sóng cho bất kỳ thiết bị hay máy tạo tần số nào [1]
Máy tạo xung điện được thiết kế để hoạt động theo hai cách: Ở tốc độ xung cao (90-130Hz) đây là phương pháp sử dụng thông thường, các xung điện tạo ra ở tần số này sẽ gây nhiễu và ngăn chặn các cảm giác đau được truyền đến não Điều này là do thuyết “cổng kiểm soát” trong tủy sống vận hành bằng cách tách biệt các loại bó sợ thần kinh có mang thông tin về các cơn đau Khi cánh cổng mở ra, những thông điệp đau đớn sẽ truyền đến não và chúng ta cảm thấy đau Khi cánh cổng đóng lại, những thông điệp đau đớn này bị chặn lại và chúng ta không cảm thấy đau Máy tạo xung điện được thiết kế để kích thích một số sợi không gây đau và đóng cổng Trên thực tế, não đang bận xử lý các thông điệp mà nó nhận được nhanh chóng từ máy tạo xung điện, thay vì các tín hiệu đau chậm hơn mà cơ thể nhận được ở một nơi khác
Khi máy được đặt ở mức xung thấp (2-5Hz), nó sẽ kích thích cơ tự tạo ra các chất giảm đau gọi là endorphin Endorphin về cơ bản là các peptide thần kinh nội opioid nội sinh có trong cơ thể, Chúng được sản xuất bởi hệ thống thần kinh trung ương và tuyến yên Endorphin là một trong những chất hóa học trong não được gọi là chất dẫn tuyền thần kinh Chúng là thuốc giảm đau tự nhiên và hoạt động giống như morphine Ngoài tác dụng giảm đau, chúng còn khiến con người cảm thấy dễ chịu hơn, giúp cải thiện tâm trạng [1]
2.1.2 Các dạng sóng của mạch tạo xung điện
Hình 1 Các dạng sóng của mạch tạo xung điện trong vật lý trị liệu
Hình a: Xung hình chữ nhật hai pha đối xứng, tác dụng kích thích cơ
Hình b: Xung hình chữ nhật hai pha không đối xứng, tác dụng giảm đau
Hình c: Xung hình chữ nhật xoay chiều, tác dụng kích thích vết thương [2]
2.1.3 Công dụng của máy tạo xung điện
Việc sử dụng thiết bị xung điện để trị liệu sẽ góp phần lớn trong việc hỗ trợ điều trị các tình trạng về cơ xương khớp, đau cổ và lưng, rối loạn vai, các tình trạng đau mãn tính, các vết thương mãn tính, sức khỏe tâm thần và rối loạn tâm trạng [3]
Máy tạo xung điện có khả năng kích thích các bó dây thần kinh, giúp giảm đau và cải thiện chức năng vận động cho các chứng bệnh như gai cột sống, vôi hóa cột sống, đĩa đệm, đau xương…
Tạo dòng điện kích thích thần kinh cảm giác ở vùng cơ đau một cách nhẹ nhàng Các xung điện nhỏ, truyền qua cơ thể thông điện cực được đặt trên một khu vực bị ảnh hưởng
Các tế bào thần kinh được kích thích nên làm giảm khả năng truyền tín hiệu đau lên não bộ, giúp giảm cảm giác đau và căng cơ
Giúp cơ thể kích thích sản sinh ra endorphin – một loại thuốc giúp giảm đau tự nhiên của cơ
2.1.4 Các lưu ý chống chỉ định trong các trường hợp
- Phụ nữ mang thai, đang hành kinh, không điều trị ở vùng bụng và thắt lưng
- Trẻ nhỏ, người bệnh tâm thần do không kiểm soát được
- Vùng da đặt điện cực là vết thương hở hoặc có vấn đề về bệnh ngoài da.
Giới thiệu về IC NE555
IC định thời 555 là một mạch định thời phổ biến và ổn định Nó được giới thiệu vào năm 1970 bởi Signetic Corporation và có tên gọi SE/NE 555 IC này có giá thành rẻ và đáng tin cậy Ngoài việc sử dụng làm bộ dao động đơn ổn và bộ dao động bất ổn, IC 555 còn có nhiều ứng dụng khác như chuyển đổi nguồn, đầu dò logic, máy phát sóng, đo tần số và tốc độ, điều chỉnh nhiệt độ và điện áp Nó có hai chế độ hoạt động là đơn ổn và bất ổn [4]
2.2.1 Sơ đồ chân và chức năng các chân
Hình 3 Sơ đồ chân IC NE555
- IC NE555 được sử dụng làm bộ tạo xung Ck
- Chân số 1 (GND): Chân nối mass để lấy dòng cho IC
- Chõn số 2 (Trigger): Chõn kớch, ngưỡng dưới, bắt đầu thời gian định thời, Trig < ẵ Cont ngõ ra lên mức cao và bắt đầu nạp điện
- Chân số 3 (Output): Chân xuất tín hiệu ngõ ra
- Chân số 4 (Reset): Dùng lập định mức định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối mass thì ngõ ra ở mức thấp, còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và chân số 6
- Chân số 5 (Control Voltage): Chân điện áp điều khiển ngưỡng so sánh, ngõ ra 2/3 Vcc’ cho phép kết nối tụ điện xuống mass
- Chân số 6 (Threshold): Ngưỡng trên, kết thúc thời gian định thời, Thres > Cont ngõ ra mức thấp và xả điện
- Chân số 7 (Discharge): Ngõ ra transistor hở cực thu sử dụng để xả tụ điện định thởi
- Chân số 8 (Vcc): Chân ngõ vào cung cấp nguồn, từ 4.5V đến 16V [4]
- Dòng điện cung cấp: 10mA- 15mA
- Điện áp logic ở mức cao: 0.5- 15V
- Điện áp logic ở mức thấp: 0.03- 0.06V
- Công suất lớn nhất: 600mW
2.2.3 Bảng trạng thái hoạt động
Bảng 1: Bảng trạng thái hoạt động của IC NE555
Low Irrelevant Irrelevant Low On
High 1/3VCC >2/3VCC Low On
High >1/3VCC