La conception et la réalisation d'un stimulateur musculaire

Résumé du document

Dossier sur la conception et la réalisation d'un stimulateur musculaire. L'objectif de ce dossier est de proposer une solution viable permettant de restaurer des fonctions déficientes du système nerveux. Cette solution passe par un contrôle artificiel de certaines informations nerveuses dans le corps humain.

Extraits

[...] Figure 1 : Schéma fonctionnel du stimulateur A. HORLOGE L'horloge permet de régler la fréquence du signal à la valeur voulue, tout on fixant les valeurs des résistances Ra et P1. L'horloge du base du montage est fournie par un circuit Timer NE555 dont le brochage est comme suit : Figure 2 ; montage de l'horloge La fréquence du signal de sortie de l'horloge est en fonction de la résistance P1, l'expression de cette fonction est la suivante : Pour ajuster la fréquence à 1600Hz on va prendre P1=1OKΩ et Ra=1KΩ. [...]

[...] Cependant, lors de brusques appels de courant en sortie, il faudra réagir rapidement pour fournir le courant demandé, tout en chargeant la capacité de sortie pour rétablir une valeur suffisante aux bornes de la source de courant. Il faut donc surdimensionner la puissance maximum à fournir : on peut par exemple choisir un courant maximal dans l'inductance de80 mA. La fréquence de fonctionnement varie en fonction de la charge. Elle est minimum lorsque la puissance fournie est maximale. C'est cette fréquence que nous prenons maintenant en compte pour dimensionner les composants. [...]

[...] On parle alors de conduction continue. Figure 10 : Chronogrammes de fonctionnement du hacheur Boost conduction discontinue, conduction continue Pour déterminer les grandeurs de sortie (tension et courant) en régime permanent, il suffit d'écrire que la tension moyenne L ) aux bornes de l'inductance est nulle et que le courant moyen C ) traversant la capacité C est nul lui aussi. Appliqué au mode de conduction continue, nous pouvons écrire : En conduction discontinue, si l'on appelle θC le temps total de conduction de l'inductance sur une période, on peut écrire : Nous voyons donc qu'en conduction continue, le convertisseur se comporte comme une source de tension idéale (tension de sortie indépendante de la charge) alors qu'il présente une résistance de sortie non négligeable en conduction discontinue. [...]

[...] Ainsi, un motoneurone qui se déclenche provoque en tout ou rien l'activation d'un groupe toujours identique de fibres musculaires. B. STIMULATION ELECTRIQUE FONCTIONNELLE La stimulation électrique date du début du 18ème siècle avec la découverte de la contraction musculaire grâce à un courant électrique (la fameuse expérience de la stimulation des muscles des cuisses de grenouille). Cette découverte a ouvert de nouvelles voies de recherches visant à utiliser la stimulation électrique à des fins thérapeutiques . I. Principe de la réhabilitation par la SEF Un des principaux problèmes des maladies ou des accidents touchant le système nerveux vient du fait que les lésions importantes au sein du SNC ne peuvent pas se régénérer. [...]

[...] On peut évidemment utiliser un transformateur de plus faible puissance, de façon à minimiser l'encombrement, mais les performances du système s'en trouveront nettement diminuées .L'amplitude des impulsions de sortie dépend VB. Pour régler la puissance du stimulateur, il suffit donc de faire varier VB. II. Deuxième solution proposée II.1. Définition et symbole Les hacheurs sont des convertisseurs d'énergie qui font transiter l'énergie électrique d'une source continue vers une autre source continue. Nombreuses sont les applications pour la commande des machines à courant continu et les alimentations à découpage. Le symbole est comme suit : Figure 7 : Symbole du hacheur II.2. [...]