Regulador de mA ante carga desconocida

[mariano22755]

hola mi nombre es mariano, soy neurocirujano y estoy trabajando en un neuroestimulador de unda de pulso para cerebros de rata, el pulso debe tener 30 microamperes, pero el problema es que la resistencia del cerebro de rata va a variar con las condiciones del medio intracelular y la distancia interelectrodo, mas aun si tengo créneo interpuesto, además no puedo utilizar un ohmetro porque podría dañar el cerebro del animal y con eso alterar los resultados del experimento. como puedo hacer un circuito que me mantenga la corriente constante, mas allá de que no conozca la carga total del circuito?
desde ya muchas gracias
mariano

 

[pepechip]

Es facil realizar un limitar de intensidad con un LM317 y tan solo 2 resistencias, pero deconozco si para esa corriente te funcionara bien.

 

[mariano22755]

bueno, voy a buscar si el LM317 trabaja en ese rango de corriente;
desde ya, muchas gracias
mariano

 

[JRWolf]

Hola, en principio deberia andar un lm317 pero si te fijas en el datasheet dice q la corriente de carga minima tipica es del orden 3,5mA aunq menos deberia dar, lo unico q no se si el lm pueda autorregularse a atan poca carga.
Tiene un circuito llamado limitador de corriente de precision q con un pote varia desde 10mA hasta 1,5A, si queres 30uA (microamper) necesitas una resistencia de 40Kohms, con 39Kohms obtendrias 30,8uA teoricamente considerando una Vref de 1,2V propia del LM317.

Pero yo haria pruebas pq tambien seria importante conocer la respuesta a diferentes frecuencias pq si pueden presentar picos de tension y/o corriente en cada pulso q en el orden de los microamperios pueden ser importantes, y podrian dañar el experimento.

Sino tendrias q poner algun circuito en paralelo a la salida para mantener siempre cargado el circuito y algunos limitadores de picos para controlar estos.

SAlu2 a to2.

 

[mariano22755]

aha; entonces voy a probar antes de largarme a hacer el experimento;
muchas gracias y saludos
mariano

 

[elaficionado]

Hola.
El LM317 necesita un corriente mínima de 5mA para funcionar, por lo que la fuente de corriente de menor valor con este regulador es de 5mA y la corriente de ajuste típica es de 50microA.
Por eso creo que no es el más apropiado para obtener 30microAmperio

Chao.
elaficionado.

 

[mariano22755]

ah, bueno...
y tenés alguna idea de cual puede ser útil para este tipo de aplicación?
saludos
mariano

 

[elaficionado]

Hola.
Simulé este circuito de corriente constante. (Honestamente no creo que sea el más apropiado, pero, es lo único que se me ocurrio. Esa corriente es muy pequeña como para trabajar con ella).
Los 20V sólo es un valor cualquiera, el máximo valor no debe superar Vcemáx del transistor.

Chao.
elaficionado.

 

[JRWolf]

Hola, mariano22755 no tenes el nombre de algun instrumento comercial q cumpla con tus necesidades, o sea el instrumento de la marca XX y el modelo tanto #### es para realizarlo, o el nombre q reciben estos instrumentos, asi si es posible trataria de encontrar el manual de dicho instrumento y ver q tipo de salida tiene y darte un circuito similar al comercial pero con componentes comunes. No es para q uses el comercial sino para diseñar uno nosotros me explico.

SAlu2 a to2.

 

[pepechip]

otra variante para realizar el limitador de consumo
La resistencia del emisor aproximadamente tendra que ser de 22K
y la resistencia de base en lugar de poner 10k, colocala de 4M7.
A la salida de este circuito puedes conectar el microamperimetro para comprobar exactamente cual es la intensidad que circula.

 

[Eduardo]

.... como puedo hacer un circuito que me mantenga la corriente constante, mas allá de que no conozca la carga total del circuito?...

Lo que vos necesitas es una salida de corriente, no de tension que es lo mas frecuente.

Desconozco si tus impulsos de corriente seran todos de la misma intensidad y polaridad o seguiran una rampa o una ley de variacion arbitraria. Si queres flexibilidad, tenes que implementar una salida de corriente con operacionales comunes (una fuente Howland por ejemplo) o una salida con amplificador operacionales de transconductancia (OTA) como el CA3080 (simple) ,CA3280 (doble) o algun otro (el problema es conseguirlo )

Igualmente la cosa no termina ahi, esta el tema de la aislacion. Si se trata sole de excitar con pulsos 'sencillos' te las arreglas con un circuito con pocos integrados alimentado a bateria.

Pero si la cosa es mas elaborada, la salida va a tener que estar muy bien aislada tanto del generador como de la alimentacion a linea, y lo mismo si tenes que 'leer' una tension de respuesta al estimulo. Eso te lleva a un sistemita de adquisicion de datos con caracteristicas particulares debido a la clase de estimulo y el medio en que se aplica.
Si bien no es complicado, no es una cosa de "tengo un circuito, lo armo y ya esta". Es lo mismo que si a la rata le quisiera abrir yo el cerebro y creyera que con una informacióngrafia es suficiente (si despues vive sera casualidad).

Dependiendo del presupuesto que haya disponible para la investigacion, te conviene comprar directamente sistemas de adquisicion de datos especificos para esa clase de aplicaciones. Por ejemplo: http://www.coleparmer.com/catalog/product_index.asp?cls=49910
el modulo aislador de estimulos (en corriente) http://www.coleparmer.com/catalog/product_view.asp?sku=1881080

Si bien para esta investigacion en particular puede que no se justifique el gasto, si se piensa seguir trabajando con diferentes tipos de estimulos ya seria un instrumental indispensable.

 

[mariano22755]

si, los protocolos de estimulación, normalmente trabajan ondas cuadradas de la misma intensidad, con ciclos de trabajo que en general son distintos del 50% del ciclo total, en este caso necesito pulsos de 450microseg de duración, a una frecuencia de 130 hz, o sea un ciclo de 9,6 miliseg, a corrriente cte, la polaridad es la misma casi siempre ( y así, al menos en principio, voy a trabajar yo), pero existen protocolos que usan corriente alterna( aunque los pulsos mantienen el mismo módulo de intensidad), básicamente se trabaja con ondas cuadradas. algunos papers citan la utilización de un valor empírico de resistencia tisular que es de 125 ohm*cm, y así definen la deltaV interelectrodo, según la distancia a la que están , esa es una opción simple, pero mientras mejor estén controladas la variables, mas confiables son los resultados.
en fin, como tengo muy poco presupuesto debo buscar opciones a equipos caros
saludos a todos
mariano

 

[mariano22755]

lo que estuve pensando es utilizar una fuente de corriente constante acoplada a un transistor de campo
yo se que la resistencia tisular nunca va a superar los 250ohms, o sea que conectando en serie la fuente a un resistor de mas de 25 Kohms, tengo una fuente de corriente cte, el transistor actuaría como compuerta, recibiendo la señal de pulsos desde la placa de audio de la pc ( atenuada previemente, claro)
que les parece?
saludos
mariano

 

[joshdaniel]

Mira yo creo que deberias utilizar o bien un espejo de corriente, que como tu necesitas no interesa cual es el valor de la carga(Este valor siempre es limitado normalmente por la alimentación), o en todo caso un amplificador de transconductancia como el de la figura, en el cual la resistencia de carga vendria a ser R la cual puede variar sin que la intensidad que pase por ella varie ya que existe realimentacion de corriente. Normalmente el valor limite de la resistencia se vera dada por el valor de la corriente que necesites..

Si alimentas al operacional con una fuente de tension de 12V, entonces su tension de saturacion sera alrededor de 11V. entonces cuando diseñes el circuito la multiplicacion de I(Rf+R), ya que es solo por esas dos resistencias por donde pasa la corriente, porque la que va por el desvio al amplificador es muy pequeña del orden de los 200pA para TL081 nota que este valor de multiplicacion no debe superar la tension de saturacion.

Otra cosa importante es que la relacion basica es la mostrada en el circuito la corriente solo depende del Voltaje que le apliques a la entrada y de la resistencia Rf

Espero haberte servido de algo. Aunque seria de probar el circuito para las aplicaciones que lo requieres.

Un saludo
Atte Joshdaniel

 

[mariano22755]

Gracias Joshdaniel;
Ahí me puse a estudiar amplificador operacionales.
Un cordial saludo.
Mariano

 

[mariano22755]

Hola gente!
Gracias, Joshdaniel;
Ahí me puse a estudiar amplificador operacionales. Si creo que utilizar un operacional en vez de una fuente regulada de corriente de tipo resistiva es un método mas refinado y confiable, así que voy a usar uno para fabricar el neuromodulador.
Saludos cordiales,
Mariano

 

[joshdaniel]

hola mariano me parece muy bien que lo hagas, espero que nos cuentes como te fue, que lograste conseguir, yo tambien ire trabajando con lo del ECG que me trae ciertos problemas.
Saludos desde Peru
Joshdaniel

 

[mariano22755]

Gracias Joshdaniel!
Seguramente a medida que se vaya desarrollando el programa me iré encontrando con nuevas asperezas para limar. Es muy útil poder consultar a gente que sabe mucho más de ciertas cosas que uno. Te voy a mantener al tanto de cómo va el programa, y seguramente te haré otras consultas. Desde ya, contás con mi apoyo para cualquier cosa en la que pueda ayudar con el proyecto del electrocardiógrafo.
Te envío un cálido saludo desde Argentina.
Mariano