Magneto Terapia Digitale
in Bassa Frequenza  con Microcontrollore ST6

Un progetto di: Licciardò Maurizio

Un progetto elettronico, che nonostante la sua relativa semplicità circuitale, grazie al potente firmware scritto su un  microcontrollore della serie ST6, emula perfettamente le caratteristiche elettriche delle più blasonate e costosissime magneto terapie professionali

Non avendo particolari conoscenze mediche ho dovuto attingere da diversi testi specifici le caratteristiche elettriche dei segnali necessari per la corretta generazione del campo magnetico benefico.

Se vuoi Saperne di più su questa tecnica curativa,
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Caratteristiche Tecniche della versione Full del Firmware:

Sono selezionabili in modo veloce ed efficace le seguenti modalità di funzionamento

• Tre intensità di campo magnetico (20 - 30 - 40 Gauss preselezionabile con S2)
• Cinque frequenze di lavoro (6.25 - 12.5 - 25 - 50 - 100 Hz preselezionabile con S1) 
• Tre preselezioni di durata  della terapia (20 - 40 - 60 minuti preselezionabili con S3)
• Avvio veloce con programma standard già preselezionato all'accensione (40Gauss - 50Hz - 20 minuti)

Caratteristiche Tecniche della versione Demo* del Firmware:

Sono selezionabili in modo veloce ed efficace le seguenti modalità di funzionamento
(i campi in neretto contrassegnati dall'asterisco sono le limitazioni caratteristiche del DEMO)

• Tre intensità di campo magnetico (20 - 30 - 40 Gauss selezionabile con S2)
• Cinque frequenze di lavoro (6.25 - 12.5 - 25 - 50 - 100 Hz selezionabile con S1) 
• Tre preselezioni di durata ridotta* della terapia ( 2 - 4 - 6 minuti preselezionabili con S3) *
• Avvio veloce con programma standard già preselezionato all'accensione ( 40Gauss - 50Hz - 2 minuti* )
• Occorre spegnere e riaccendere la magnetoterapia dopo ogni esecuzione di un ciclo di trattamento *

Prima di procedere alla realizzazione ed utilizzo raccomando però di leggere le raccomandazioni seguenti:

ATTENZIONE IMPORTANTE: 
Esiste una Controindicazione molto seria per l'uso di tale apparecchio , ovvero:
E fatto assoluto divieto di impiego dello stesso, per i portatori di Pace-Maker

Restrizioni e limitazione di responsabilità dell'autore del progetto (licciardò Maurizio)
- L'autore non si  assume nessuna responsabilità riguardo eventuali  e presunti effetti dannosi a breve ed a lunga scadenza che questa magnetoterapia dovesse causare a chi la utizza per brevi e per lunghi periodi di tempo.
Pertanto ogni utilizzatore dell'apparecchiatura in oggetto è consapevole che dovrà assumersi personalmente ogni genere di responsabilità caccertata o presunta.

- Inoltre nessuna garanzia viene rilasciata efficacia concreta e dimostrabile di questo genere di terapia.

- Chi pertanto non accetta tali restrizioni è pertanto pregato di non costruire e/o utilizzare personalmente, rivendere o cedere a terzi questo apparecchio

Ora passiamo alla

Descrizione  funzionale e circuitale

Il cuore del circuito è costituito dal noto micro ST6225,  prodotto dalla SGS Thomson.
Tra le caratteristiche più importanti di questo micro occorre dire che nel suo interno include diverse periferiche integrate, tra cui 20 porte I/O configurabili via software un timer, un WDT (W. Dog Timer), un convertitore Analogico/Digitale, vari livelli di interrupt software, ed uno hardware non mascherabile (NMI).

Ma proseguiamo con la descrizione funzionale, come dicevamo, il micro tramite adeguate routine software crea tutte le funzioni esplicabili dall'apparecchio.
Quindi tutte le  temporizzazioni,  le procedute per le impostazioni e visualizzazione dei dati di funzionamento che comprendono l'intensità del campo magnetico, il tempo limite della durata della terapia ed infine il conteggio del tempo effettivamente trascorso dall'avvio della terapia secondo le specifiche esigenze richieste dalla patologia da trattare.
In particolare mi voglio soffermare sulle modalità di generazione dei flussi magnetici, i quali sono prodotti con la tecnica PWM (modulazione di impulso), Pertanto verranno generati 3 regimi impulsivi con diversi rapporti tra la durata dell'impulso e della pausa, ad ognuno dei quali corrisponderà una determinata intensità del flusso magnetico generato (gauss), vedere figura 1.

TABELLE SULLE COMBINAZIONI POSSIBILI PER LA GENERAZIONE DELLE VARIE FREQUENZE: ;F=100HZ DutyC=50% -> Tim1=5ms Tim2=5ms  --> (40Gauss) ;F=100HZ DutyC=38% -> Tim1=3.8ms Tim2=6.2ms  --> (30Gauss) ;F=100HZ DutyC=26% -> Tim1=2,6ms Tim2=7.4ms  --> (20Gauss) ;F=50HZ DutyC=50% -> Tim1=10ms Tim2=10ms  --> (40Gauss) ;F=50HZ DutyC=38% -> Tim1=7.6ms Tim2=12.4ms  --> 30Gauss) ;F=50HZ DutyC=26% -> Tim1=5.2ms Tim2=14.8ms  --> (20Gauss) ;F=25HZ DutyC=50% -> Tim1=20ms Tim2=20ms  --> (40Gauss) ;F=25HZ DutyC=38% -> Tim1=15.2ms Tim2=24.8ms  --> (30Gauss) ;F=25HZ DutyC=26% -> Tim1=10.4ms Tim2=29.6ms  --> (20Gauss) ;F=12.5HZ DutyC=50% -> Tim1=40ms Tim2=40ms  --> (40Gauss) ;F=12.5HZ DutyC=38% -> Tim1=30.4ms Tim2=49.6ms  --> 30Gauss) ;F=12.5HZ DutyC=26% -> Tim1=20.8ms Tim2=59.2ms  --> (20Gauss) ;F=6.25HZ DutyC=50% -> Tim1=80ms Tim2=80ms  --> (40Gauss) ;F=6.25HZ DutyC=38% -> Tim1=60.8ms Tim2=99.2ms  --> (30Gauss) ;F=6.25HZ DutyC=26% -> Tim1=41.6ms Tim2=118.4ms  --> (20Gauss)

Fig.1 

In grandi linee possiamo dire che questi segnali vengono "costruiti" dal micro tramite opportune routine software che andranno a gestire il timer interno del microcontrollore, e contemporaneamente  provvederanno al pilotaggio dei due display a led, che durante la terapia, visualizzeranno in real time il trascorrere del tempo.. 
Fig. 1

un'altro particolare degno di nota è lo stadio di pilotaggio dei due display a led (Fig.2), dove è stato impiegato come driver di massima corrente, un 74LS244 che provvede sopperire alle limitazioni del micro in tal senso, inoltre da come si puo anche notare il pilotaggio dei suddetti avviene tramite il multiplexaggio della massa sui catodi.
Allo scopo è stato utilizzato un meccanismo tanto semplice quanto efficace, infatti dal piedino tre del 74ls.. esce un segnale ad onda quadra da 0/5V di ampiezza.
Tenendo presente che i display impiegati sono del tipo a negativo comume (massa), allora accade che con il livello dell'onda quadra di 0V, il display N.1  risulterà alimentato, risultando alimentato, mentre il transistor Q1 risulterà interdetto interrompendo la continuità verso massa del display N.2 che così risulterà spento.
Poi la situazione si inverte, e cioè avremo che il livello di uscita passerà successivamente ad 1 logico (+5V), e pertanto la situazione precedente risulterà evidentemente capovolta con Q1 in conduzione ed il display N.2 Alimentato verso massa  ed il display N.1 disalimentato.
Pertanto i display verranno accesi in successione (multiplexaggio) nel tempo, ma con una velocità abbastanza elevata che si avrà l'impressione di essere attivati contemporaneamente.

Fig.2

Rimane da descrivere lo stadio finale che provvede al pilotaggio in potenza del trasduttore, da come si può rilevare dallo schema generale, è costituito da due transistor, uno di media potenza, (2N2219) e da un finale di potenza ad alto guadagno di corrente di tipo darligton (TIP147) che consiglio di munire di una buona aletta di raffreddamento in quanto sopratutto con terapie di durata superiore ai 40 minuti scalderà sensibilmente.
Ultimo particolare è  la tensione di alimentazione che potra essere intorno ai 30/35 V (è bene rimanere dentro questi valori per non modificare sostanzialmente le caratteristiche del campo magnetico)

Schema elettrico

Fig.3

Qui invece è possibile visualizzare il PCB e lo schema di Montaggio.

Fig.4