Охорона праці та навколишнього середовища

    N – кількість мікросхем, котрі містяться на платі формувача імпульсів;

      – середня вартість одної мікросхеми;

    Отже, сумарна вартість усіх мікросхем, котрі  містяться на формувачі імпульсів  апарату електроміостимулятор ”Физиотрон-02” становить 38,5 грн, а вартість мікроконтролера складає 2,5 грн.

    З отриманих результатів можна  зробити висновок, що удосконалення  приладу шляхом заміни мікросхем  на сучасний мікро контролер є  економічно вигідним, оскільки затрата в коштах зменшиться майже в 15 раз. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА.

1. . Структурно- функціональна схема приладу (системи).

    Функціональна схема (рис. 2.1) апарату складається з наступних функціональних вузлів:

   Рис. 2.1

1. пристрій індикації, А1;
2. формувач стимулів, А2;
3. формувач часових інтервалів, А3;
4. пристрій керування, А3.1;
5. формувач тривалості процедури, А3.2;
6. формувач переривання процедури, А3.3;
7. дільник частоти, А3.4;
8. формувач імпульсів, А4;
9. формувач пауз, А4.1;

    10)   формувач посилок, А4.2;     

    11)  формувач тактових імпульсів, А4.3;

    12)  формувач протяжності імпульсів, А4.4;

    13)  дільник частоти, А4.5;

    14)   пристрій дистанційного керування, А5;

    15)   блок живлення, G1. 

    2.2. Принцип роботи  об’єкту проектування (призначення  окремих елементів та їх взаємодія). 

    Принцип роботи апарату заснований на перетворенні електричної енергії в серії  прямокутних біполярних імпульсів, які регулюються по амплітуді  і різним часовим параметрам.

    Пристрій  індикації А1 призначений для  відображення інформації про значення регульованих тимчасових параметрів, індикації роботи каналів сигналізації про закінчення процедури і про ненульове положення регуляторів амплітуди.

    Формувач  стимулів А2 призначений для регулювання  початкового і кінцевого рівня  автоматичного наростання амплітуди  вихідних імпульсів апарату.

    Формувач  тимчасових інтервалів А3 призначений  для формування загальної тривалості процедури і режиму її переривання, а також для формування сигналів введення і виведення даних про  значення регульованих тимчасових параметрів і імпульсів, що синхронізують роботу різних вузлів.

    Пристрій  управління А3.1 призначений для вводу  з лицьової і задньої панелі або дистанційно даних про значення регульованих параметрів, для задання режиму роботи каналів, формування сигналів початку і кінця процедури.

    Формувач  тривалості процедури  А3.2 задає  інтервал часу, на протязі якого  пацієнт  піддається стимулюючій дії періодичної послідовності імпульсів.

    Формувач  переривання процедури А3.3 задає  повторювальний в процесі процедури  режим 2-х хвилинного впливу з подальшою перервою від 0 до 3 хв.

    Формувач  імпульсів А4 призначений для  формування посилок і пауз між  ними.

    Формувач  пауз А4.1 встановлює відношення тривалості пауз до тривалості посилки в діапазоні від 0 до 5.

    Формувач  посилок А4.2 формує тривалість стимулюючої  дії, що визиває одиночні скорочення в діапазоні від 1 до 10 с і сигнал з трапецеїдальною кривою, що моделює  амплітуду вихідних імпульсів. Причому  на протязі  амплітуда імпульсів наростає і, досягає максимуму, на протязі - залишається незмінною, а за ті, що залишилися амплітуда імпульсів спадає до початкового рівня.

    Формувач  тактових імпульсів А4.3 моделює період імпульсів по трапецеїдальному закону, при цьому за 3/8 період зменшується до мінімуму , далі на протязі 2/8 залишається постійним, а потім за 3/8 збільшується і досягає вихідної величини.

    Формувач  тривалості імпульсів А4.4 формує в  кожному каналі різнополярні імпульси тривалістю 128 мкс (або 64 мкс).

    Пристрій  дистанційного керування А5 призначений  для дистанційного запуску одиночної  серії імпульсів тривалістю .

    Блок  живлення G1 призначений для живлення апарату від мережі.

    Дільники  частоти А3.4 і А4.5 створюють тимчасові  інтервали необхідні для роботи апарату.

    На  вхід пристрою керування А3.1 з органів управління 1–6 чи дистанційно подаються сигнали для задання значень тимчасових інтервалів, початку чи кінця процедури, вибору режиму одночасної чи поперемінної роботи каналів. Перетворення в двійково-десятковий код сигнали про значення тимчасових параметрів поступають на пристрій індикації А1 і на формувачі А2, А3.2, А3.3, А4. Сигнал запуску з виходу пристрою А3.1 поступає на формувачі А3.3, А4.1- А4.4 і дозволяє їх роботу. Формувач посилок А4.2 формує імпульси з періодом проходження, рівному тривалості серії імпульсів, які надходять на формувач пауз А4.1. Одночасно на другому виході А4.1 формується аналоговий сигнал кривої (у вигляді трапеції), який надходить на формувач А2 для модуляції амплітуди вихідних імпульсів. Третій сигнал опорної частоти сформований формувачем А4.2 надходить на формувач тактових імпульсів А4.3 з перемінним періодом , для синхронізації зміни частоти зі зміною амплітуди кривої. З виходу формувача А4.3 сигнал з перемінним періодом поступає на формувач тривалості імпульсів А4.4 з двох виходів якого сигнал надходить на формувач стимулів А2 каналів 1і 2. Для формування пауз між серіями імпульсів і черговості роботи каналів на формувач А4.4 надходить керуючий сигнал від формувача пауз А4.1. Сформовані по амплітуді імпульси надходять на електроди. У випадку якщо регулятори амплітуди імпульсів знаходяться в момент запуску в нульовому положенні сигнал про це надходить на пристрій керування А3.1 і блокує запуск апарату, одночасно включаючи мигання цифрового табло пристрою А1 індикації. По закінченню заданого оператором інтервалу часу, формувач тривалості процедури А3.2 подає сигнал «Кінець процедури» на пристрій керування А3.1. Пристрій керування А3.1 блокує роботу формувачів А3.3, А4.1 – А4.4, а таким чином і апарату в цілому і включає мигання цифрового табло. Сигнал з періодом в хвилину, що надходить з формувача А3.2 на формувач А3.3, забезпечує можливість задання оператором переривів (від 0 до 3 хв) під час процедури електростимуляції після кожних 2 хвилин дії періодичною послідовністю серіями імпульсів. Стимулюючі імпульси при цьому на виходах апарату відсутні.

    Пристрій  управління А3.1(додаток 1) містить: схему запуску зібрану на мікросхемах D8, D10.1, D10.2, D9.1, D5.2, D5.6 і D7.1; комутатор "внутрішньо-дистанційне" А3.1.2, зібраний на мікросхемах D11 D5.3; формувач управління АЗ.1.З сигналів індикації і сигналів управління формувачами A3.2, АЗ.З, A4.1 і А4.2, зібраний на мікросхемах D1, D7.2, D10.3, D13.1, D24, D12.2, D16.2, D15, DI7; формувач сигналу вибору режиму роботи каналів (синхронний-асинхронний) АЗ.1.4, зібраний на мікросхемі D2.

    Схема АЗ.1.1 працює таким чином. При натисненні кнопки s4 ПУСК одновібратор., зібраний на мікросхемі D7.1 формує імпульс тривалістю 300-500 мс. Переднім фронтом цього імпульсу в тригер "дозволу" (мікросхема D8.1) записується інформація про положення регулювальників амплітуди (ненульове або з нулем), що поступає з пристрою індикації А1. Якщо всі регулювальники (ТОК, мА і МНОЖИТЕЛЬ) обох каналів знаходяться в нульовому (тобто виключеному) положенні на D - вході мікросхеми D8.1 буде рівень логічного "нуля", який з'явиться на його виході і через схему "або" (D10.1) дає дозвіл на роботу формувачів А4-А8. Якщо на D - вхід приходить рівень логічної "1", то стан тригера "дозволу" не змінюється і апарат не запускається. У випадку, якщо апарат вже був запущений і регулювальники виведені з нульового положення (на D - вхід поступає сигнал логічний "1"), повторне натиснення кнопки s 4 ПУСК блокує по. шині "загального скидання" (контакт CI4 роз’єму Х1) роботу формувачів А4.1-А4.4. При роботі від пульту і ненатисненої кнопки пульта на виході мікросхеми D5.6 формується сигнал логічної "1", який через мікросхеми D10.1 і D 10.2 блокує роботу формувачів А4.1-А4.4. При натисканні кнопки пульта на виході D8,2 і одночасно на виході D10.1 встановлюється логічний "0", внаслідок чого на виході апарата формується серія імпульсів. Після закінчення серії імпульсів по 2-ому каналу на виході D8.2 формується сигнал логічної "1", який блокує роботу апарата до наступного натискання кнопки.

    При подачі сигналу логічної "1" через роз’єм на керуючий вхід комутатора, 3.1.2 "внутрішньо-дистанційне" (9 вивід D11) інформація від зовнішніх пристроїв через входи комутатора (виводи 15, 2, 4) поступає на його вхід (виводи відповідно 13, 12, 11, 10). При цьому по першому вході (вивід 15) забезпечується зовнішній запуск і блокування роботи апарату. По третьому вході (вивід 4) забезпечується зовнішня синхронізація роботи формувача А3.2 тривалості процедури і формувача АЗ.З переривання процедури. По другому вході (вивід 2) забезпечується зовнішня синхронізація формувачів А4.1 і А4.2.

    Формувач  управління A3.1.3 сигналів індикації  і сигналів управління формувачами A3.2, АЗ.З, А4.1 і А4.2 працюють таким чином. Інформація про положення кнопок s1 і s 2 і s3 для виключення брязкоту контактів записується в регістр D1 і потім використовується для управління роботою комутаторів сигналів індикації (мікросхеми D21, D22, D24) і для управління вибором лічильника, що формує двійковий код передустановки формувачів D3.2, DЗ.З, D4.1, D4.2. Цей код виробляється лічильниками D12.2, D16.2, D17 і Dl5 керує роботою відповідних формувачів D3.2, D3.3, D4.1 і D4.2. Натиснення кнопки s1 змінює стан тригера D2.2, який у свою чергу керує роботою комутаторів сигналів індикації і визначає які два із чотирьох параметрів будуть виводитися на цифрове табло. Коли на виводі 13 тригера D-12.2 є сигнал логічного "нуля" на лівій половині цифрового табло відображається значення тривалості посилки на правій - множник паузи. Якщо на виводі 13 мікросхеми D12.2, в результаті натиснення кнопки s1, встановлюється рівень логічної "1", то на лівій половині індикатора відображається значення тривалості процедури, на правій - значення тривалості переривання. При цьому в першому випадку кожне натискання кнопок s2 або s3 змінює відповідно стану лічильника D15 або D16.2, в другому випадку - відповідно стану лічильника D12.2 або D17.

    При натисненні кнопки s6 СИНХР.КАНАЛОВ сигнал з виведення i мікросхеми D1 поступає на вхід однорозрядного лічильника (мікросхема D2.1). З його виходу сигнал поступає на формувач А4.1 пауз визначаючи режим роботи каналів стимулятора (синхронний або асинхронний).

    Формувач  тривалості процедури A3.2 містить два реверсивні лічильники D18 і D19, що працюють в режимі віднімання і мікросхему D4.3, D4.4 лічильників, що здійснюють передустановку. Виходи лічильника D12.2 підключені до входів попередньої установки мікросхем D18, D19 (виводи 4, 12, і 4, 13). Вихід мікросхеми D4.4 підключений до входів дозволу попередньої установки лічильників D18, D19 (вивод 1). При включенні приладу або натиснення-кнопки s2 - на вхід дозволу попередньої установки мікросхем D18, D19 приходить рівень логічної "одиниці", при цьому розряди лічильника встановлюються в стан визначений інформацією на входах попередньої установки (виводи 4, 12, 13, 3). Після встановлення низького рівня на вході дозволу попередньої установки починається зворотний рахунок імпульсів частотою 1 імп/хв що поступають на С-вхід мікросхеми D19. Інформація про поточний стан розрядів лічильника поступає на входи комутатора (мікросхеми D 21,D22). Після досягнення всіма розрядами лічильників D18, D19 нульового положення на виході перенесення лічильника D18 (вивід 7) встановлюється низький логічний рівень, який через схему запуску блокує роботу формувачів А4.1-А4.4.

    Формувач переривання процедури АЗ.3 зібраний на мікросхемах D16.1, D9.2, D14.1, D14.3 і D20. Реверсивний лічильник D20 працює в режимі віднімання. У вихідному положенні на виході дозволу попередньої установки підтримується рівень логічної "одиниці". Розряди лічильника при цьому встановлюються в відповідності з сигналами на входах попередньої установки (виводи 4, 12, 13, 3). Після запуску приладу на С-входи лічильників D16.1 і D20 починають приходити імпульси частотою 1 імп/хв. Після проходження 2 імпульсів на виході мікросхеми D16.1 утворюється, рівень логічної "1", який через інвертор D14.8 блокує подальший рахунок імпульсів лічильником D16.4 і дає дозвіл на рахунок імпульсів мікросхемі D20. Після досягнення всіма розрядами лічильника нульового стану, імпульс з'являється на виході перенесення (вивід 7) скидає лічильник D16.1 в нульовий стан і він починає рахунок наступних двох імпульсів; лічильник D20 в цей момент знову завантажується.

    Дільник частоти А3.4 зібраний на мікросхемах D6 і D12.1. На частині мікросхеми D6 зібраний генератор частоти, що стабілізується кварцом, з основною частотою 32,768 кГц. Дільник-частоти має на виходах (виводи 4, 8, 11, 10 мікросхем D6 і виведення 3 мікросхеми D12.1) наступні частоти 1, 128, 1024, 1/60 і 16384 Гц, які використовуються для синхронізації роботи приладу в цілому і формування необхідних інтервалів часу.