Electrodes op lichaam

[A.Kebab]

Hoi!

Ik ben een experiment aan het doen met de arduino. Ik wil dat een gebruiker de klappen in een vechtscene van een film echt kan voelen. Dat wil ik doen door middel van electrodes op het lichaam die ik aanstuur met een arduino. Ik heb het geheel al aan de praat met lampjes die op de juiste tijd op lichten. Ik heb ik een paar electrodes besteld om te gebruiken.

Mijn vraag is: Hoe kan ik dit veilig doen? Welke voltage's/amperage heb ik nodig. Moet dit een hoog voltage zijn of juist laag. Zijn er speciale transformators voor dit doel beschikbaar?

Voorbeeldje:

Bvd

[jeroen3]

Je kunt die kastjes kopen.
En die kan je dan Tweaken...

(Vergelijk het in ieder geval met minder krachtig schikdraad)

[ Voor 36% gewijzigd door jeroen3 op 27-12-2010 21:25 ]

[Verwijderd]

A.Kebab schreef op maandag 27 december 2010 @ 20:18:
Hoi!

Ik ben een experiment aan het doen met de arduino. Ik wil dat een gebruiker de klappen in een vechtscene van een film echt kan voelen. Dat wil ik doen door middel van electrodes op het lichaam die ik aanstuur met een arduino. Ik heb het geheel al aan de praat met lampjes die op de juiste tijd op lichten. Ik heb ik een paar electrodes besteld om te gebruiken.

Mijn vraag is: Hoe kan ik dit veilig doen? Welke voltage's/amperage heb ik nodig. Moet dit een hoog voltage zijn of juist laag. Zijn er speciale transformators voor dit doel beschikbaar?

Voorbeeldje:

[video]

Alvast bedankt!

Misschien kun je zo'n spiertrain riem kopen bij de blokker ofzo, kun je doormeten of gebruiken

[Boudewijn]

Of TENS apparatuur?

offtopic:
(de SM shop is wellicht ook nog een interessante source )

[ Voor 67% gewijzigd door Boudewijn op 27-12-2010 21:44 ]

[Fish]

Ben in de enige die dit een gevaarlijk topic vind?

Wat was het 1mA door het hart is dodelijk of geeft ademhalingsproblem

Je zit met verschillende huidweerstanden dus om het universeel te houden zul je met stroomsturing moeten werken. daar zullen beste spaningen bij ontwikkeld wordensoms. je moet uitkijken wanneer je met meerdere bronnen werkt dat ze niet optellen of in tegenfase werken etc.

deze schijnen wel realistich te werken,

[ Voor 21% gewijzigd door Fish op 27-12-2010 21:52 ]

[Verwijderd]

fish schreef op maandag 27 december 2010 @ 21:47:
Ben in de enige die dit een gevaarlijk topic vind?

Wat was het 1mA door het hart is dodelijk of geeft ademhalingsproblem

Je zit met verschillende huidweerstanden dus om het universeel te houden zul je met stroomsturing moeten werken. daar zullen beste spaningen bij ontwikkeld wordensoms. je moet uitkijken wanneer je met meerdere bronnen werkt dat ze niet optellen of in tegenfase werken etc.

Je bent niet de enige die het gevaarlijk vindt hoor. Het is zaak om een veilige bipolaire constante stroom als output te krijgen. Daar zijn genoeg apparaten voor die dat kunnen bewerkstelligen. Die zetten een bepaald V om in mA. Die apparaten kunnen zelf een output aan van 50mA.

De apparatuur (medisch goedgekeurd, bijv. http://www.digitimer.com/pdf/digitimer/ds5.pdf) is wel wat aan de dure kant (6000 euro per stimulatie elektrode). Maar kan ook in eigen beheer gemaakt worden.

[ Voor 5% gewijzigd door Verwijderd op 27-12-2010 21:57 ]

[AFR]

In het filmpje van je openingspost worden spieren in het gezicht gesimuleerd. Hiervoor zijn compleet andere signalen nodig dan voor het laten voelen van een stimulus.

Om het effect van aanraking te simuleren kun je je beperken tot het aanspreken van de mechanoreceptoren in de huid. Deze receptoren zijn in vier groepen te verdelen (SA-I,SA-II,RA-I,RA-II/P), die elk een bepaald onderdeel van de aanraking waarnemen. Vergelijk dit met primaire kleuren bij schilderen: om een bepaalde kleur/gevoel te krijgen meng je de basis kleuren/signalen. Elk van deze groepen receptoren is gevoelig voor een bepaalde frequentierange.
Voor "klappen" volstaan waarschijnlijk het simuleren van RA-I (20-30Hz) en SA-I (50-100Hz) signalen die gepulseerd worden aangeboden. Zie literatuur over haptiek, psychofysica en biofeedback.

Bij mechanoreceptoren wordt de "heftigheid" van een signaal geregeld door de [b]stroom[\b]sterkte. Spanning is slechts nodig om te zorgen dat het signaal voldoende diep in de huid kan dringen. Tijdens een experiment zal de spanning steeds moeten worden bijgeregeld door het variëren van de huidweerstand (snel: emoties, schrik, traag: zweten) en het uitdrogen van elektroden.
Indien het technisch lastig is om een goede regeling te maken, moet je minimaal zorgen voor een goede stroombegrenzing en het systeem galvanisch scheiden van PC/netvoeding.

Let op: in de praktijk blijft het erg lastig en gevaarlijk om dit soort signalen te genereren. Met name gelijkspannignscomponenten zorgen voor een risico: deze voel je niet, maar ze kunnen je receptoren wel doen verbranden! Zeker wanneer er gebruik wordt gemaakt van elektrogen/gels en de apparatuur langere perioden achter elkaar wordt gebruikt. Probeer bij je project daarom samenwerking aan te gaan met experts op dit gebied! Op diverse universiteiten en onderzoekscentra wordt met dit soort apparatuur gewerkt en zal men je graag verder helpen.

[Lethalshot]

Een schakeling als deze zal ik zeker met stroombronnen opbouwen.
Een veilige stroomsterkte is afhankelijk van de frequentie van het signaal. Ik dacht dat mensen het gevoeligst zijn voor signalen tussen de 20 en 200 Hz. In dat gebied ga je stroom voelen vanaf 1 mA (uit mijn hoofd).
DC stromen voel je ook hoor (ooit wel eens een 9V batterij op je tong gehouden?), echter als je voor de zekerheid de DC stromen wilt vermijden kan heel simpel een DC block condensator aan je uitgang hangen.

Voor de veiligheid zou ik wel zeer goede isolatie voor je voeding regelen. Stroombronnen zijn over het algemeen zeer laag impedant, wat betekend dat bij een piekspanning op je voeding, je schakeling direct een veel hogere stroom gaat leveren (wat ook kan vanwege de laag impedante uitgang). Daarnaast zorgen de electrodes die jij hebt besteld voor een zeer lage huidweerstand (minder dan 600 ohm) wat dit effect alleen nog maar versterkt. Als isolatiespanning zou ik dan toch voor minstens 2 kV gaan en de voedingspanning maximaal 12V maken. Daarnaast de uitgang beveiligen met een flinke bi-polaire TVS diode en misschien een stel MOV's. Dit gevolgd door weerstand + condensator batterij om een RC filter te maken voor snelle pieken op het net (deze kunnen 1kV zijn). Neem de weerstand dan iets van 1 ohm om niet te veel vermogen weg te stoken (als je dit implementeert na je gelijkrichtbrug combineer je het nuttige met het aangename).

Ook zou je aan de uitgang van je schakeling iets van ESD beveiliging moeten hebben (al kunnen stroombronnen hier over het algemeen goed tegen) en voor de veiligheid ook een current-limiter op 5 á 10 mA (deze waardes haal ik zo even uit mijn hoofd controleer ze!). Als een fout in je software optreed waardoor de stroombron blijft uitsturen op maximale stroom, zal deze onder de waarde moeten blijven dat je spieren ongecontroleerd gaat samentrekken en je er niks meer tegen kunt doen. Ga bij dit soort projecten altijd uit van worst case en zorg dat dat veilig is, dan kan je een programmeer fout maken zonder dat dit gevaren kan opleveren.

Als je dit in acht neemt zal je al een aardig eind op weg zijn mbt de veiligheid.

[jeroen3]

Zo'n ding ? http://www.toneamatic.com/

Wij hebben een apparaatje wat dit kan hier, volgens was het niet zo duur. Anders zouden wij het wel niet hebben.

[Gé Brander]

Ik zie een mogelijkheid met Kinect.

[Stoney3K]

Voor de veiligheid zou ik wel zeer goede isolatie voor je voeding regelen. Stroombronnen zijn over het algemeen zeer laag impedant, wat betekend dat bij een piekspanning op je voeding, je schakeling direct een veel hogere stroom gaat leveren (wat ook kan vanwege de laag impedante uitgang). Daarnaast zorgen de electrodes die jij hebt besteld voor een zeer lage huidweerstand (minder dan 600 ohm) wat dit effect alleen nog maar versterkt. Als isolatiespanning zou ik dan toch voor minstens 2 kV gaan en de voedingspanning maximaal 12V maken. Daarnaast de uitgang beveiligen met een flinke bi-polaire TVS diode en misschien een stel MOV's. Dit gevolgd door weerstand + condensator batterij om een RC filter te maken voor snelle pieken op het net (deze kunnen 1kV zijn). Neem de weerstand dan iets van 1 ohm om niet te veel vermogen weg te stoken (als je dit implementeert na je gelijkrichtbrug combineer je het nuttige met het aangename).

Je kan natuurlijk ook iets simpeler doen en je hele biofeedback-circuit niet aan het lichtnet hangen. Een 9V batterij om de hele boel te voeden moet genoeg zijn, want als je er veel vermogen in gaat verstoken doe je toch ergens iets fout.

Dat circuit kun je dan onafhankelijk van je hele software-platform ontwikkelen en heb je op je Arduino een serie 'punten' die met een optocoupler aan de I/O pinnen hangen. Als software-ontwikkelaar hoef je dan alleen maar de betreffende pinnen aan of uit te zetten, en hoef je je niet druk te maken om de veiligheid. Dat doet dat biofeedback-circuit dan zelf (en dat kun je dus ook door iemand anders laten ontwikkelen.)

Ik wil ook zeker even het risico van veiligheid hier onderschrijven.

Op een gegeven moment was ik ook mee aan het lezen op een lasertag-forum, en daar wilde iemand ook een systeem maken waardoor je de momenten 'voelde' als je geraakt werd. Want dan duik je gegarandeerd de volgende keer weg als je beschoten wordt en het pijn doet.

Sommige mensen denken er te luchtig over, maar een klein stroompje is al meer dan genoeg om je zenuwstelsel lam te leggen, je nierfunctie te ontregelen of te zorgen dat je het op één of andere manier niet na kan vertellen. Er is een reden waarom ik me als elektronica-hacker nooit bezig gehouden heb met allerlei hardware op mijn lijf aan te sluiten: Als dat de bedoeling was had Moeder Natuur ons wel van een USB plug voorzien.

Oproepje aan alle mensen die in dit draadje posten: Wees even voorzichtig met allerlei mogelijkheden en suggesties roepen om dit te implementeren. Straks neemt de TS het over terwijl we niet 100% zeker weten hoever zijn kennis met betrekking tot elektronica en het menselijk lijf gaat, en we ons straks af mogen vragen waarom we toch zo weinig van hem horen. Ik wil liever geen leven op mijn geweten hebben omdat ik iemand een verkeerd advies gegeven heb, en ik hoop dat ik daar niet de enige in ben.

[ Voor 39% gewijzigd door Stoney3K op 28-12-2010 00:30 ]

[Fish]

Stoney3K schreef op dinsdag 28 december 2010 @ 00:24:
[...]


Je kan natuurlijk ook iets simpeler doen en je hele biofeedback-circuit niet aan het lichtnet hangen. Een 9V batterij om de hele boel te voeden moet genoeg zijn, want als je er veel vermogen in gaat verstoken doe je toch ergens iets fout.
....

Ehm waar dank je dat sommige tasers op werkent

Meer dan genoeg zo'n 9volts battery, meer dan.

[Sprite_tm]

En mocht je niet precies begrijpen wat de mensen hierboven vertellen: doe het niet! Zoals gezegd kan een simpele fout er al voor zorgen dat je kassie wijlen gaat, en in tegenstelling tot andere hardware helpt even simpel een zekering vervangen niet. Zie ook de topicwarning

[Stoney3K]

Sprite_tm schreef op dinsdag 28 december 2010 @ 01:28:
En mocht je niet precies begrijpen wat de mensen hierboven vertellen: doe het niet! Zoals gezegd kan een simpele fout er al voor zorgen dat je kassie wijlen gaat, en in tegenstelling tot andere hardware helpt even simpel een zekering vervangen niet. Zie ook de topicwarning

Thanks for the help ... Ik zie op T.net in [EL] ook regelmatig projecten voorbij komen die soms twijfelachtig zijn, over het algemeen zaken als 'ik wil iemand een schok kunnen verkopen, hoe doe ik dat?' en nogal wat grapjes met hoogspanning. Als je niet precies weet wat je aan het doen bent, blijf er dan alsjeblieft van af!

Vandaar ook mijn advies om iemand anders met kennis van zaken (en kennis die hij ook op papier kan bevestigen!) je mooie feedback-apparaatje te laten bouwen. Dan hoef je alleen maar vanuit je Arduino aan te geven 'ik wil daar en daar op die en die tijdstippen dat er wat gebeurt.'

Voor een helemaal simpele oplossing: Ooit wel eens aan een motortje of elektromagneet gedacht die je arm op de betreffende plek gewoon een klein duwtje geeft?

[Part]

Indien je met electrodes op je lichaam gaat werken dan is het heel belangrijk om te weten dat gewone 230V adaptors of transformatoren niet de juiste isolatie klasse hebben.
Je zal opzoek moeten gaan naar een adaptor die geschikt is voor medische toepassingen direct op het lichaam.

Een andere optie die veel tegepast word bij schakelingen met electrodes (ECG etc) is gebruik te maken van een batterij of accu.
Er mag in geen geval direct contact zijn met een ander apparaat (computer, RS232, usb, etc) die niet voorzien zijn van een voeding voor medische toepassingen. Het verbinden naar apparaten die verbonden zijn op de aarde is helemaal uit den boze.

Maak hier geen uitzonderingen op, ook niet om even te testen. Indien je onder stroom komt te staan via een electrode dan gaat er al heel snel veel stroom lopen en terug trekken is er niet bij. De electrode zitten vast en ga je niet los krijgen.

[A.Kebab]

Bedankt allemaal voor de input! Ik zie maar af van de electrodes. Ik heb te weinig kennis in huis om dit veilig te houden. Ik ga maar eens onderzoek doen naar alternatieve manieren om de klappen te weergeven. Misschien iets met geluid, heb geen zin in hartfalen.

[Smht]

Als je nou naast de gamer nog iemand neerzet die zeg maar gewoon vertaald wat er er op het scherm gebeurt

[mad_max234]

Stoney3K schreef op dinsdag 28 december 2010 @ 00:24:
[...]

Het klopt dat klein stroompje zat is om bijvoorbeeld je hart te stoppen, maar je lichaam heeft hoge weerstand, je moet dan wel een bepaald voltage gebruiken om bij je hart 1mA te krijgen, gaat je volgens mijn niet niet lukken met <50v.

Zover ik heb geleerd word alle onder de 50v als niet levensgevaarlijk gezien alles erboven word behandeld als gevaarlijk.

Edit/

Als ik me niet vergis ligt dat voor DC zelfs hoger iets van <100V en <50v voor AC, maar weet dat niet geheel zeker, ben soms beetje vergeetachtig.

[ Voor 14% gewijzigd door mad_max234 op 28-12-2010 17:01 ]

[Fish]

mad_max234 schreef op dinsdag 28 december 2010 @ 16:54:
[...]


Het klopt dat klein stroompje zat is om bijvoorbeeld je hart te stoppen, maar je lichaam heeft hoge weerstand, je moet dan wel een bepaald voltage op gebruiken om bij je hart 1ma te krijgen, gaat je volgens mijn niet niet lukken met 9v.

Zover ik heb geleerd word alle onder de 50v als niet levensgevaarlijk gezien alles erboven word behandeld als gevaarlijk.

Mag ik een tase met een 9volt blokkie erin op je hart zetten ?

Het gaat dus niet om het voltage maar om het amperage, en hoeveel vermogen er potentieel nog achter kan zitten wanner de ts per ongeluk een foutje zou maken in zijn schakeling. het is niet "alleen"een 9v batterij naruurlijk

Daarbij speelt de capacitantie van je huid ook parten ik zou geen 20 volt op een paar gigaherts willen proberen

[ Voor 6% gewijzigd door Fish op 28-12-2010 17:02 ]

[mad_max234]

Die werkt met condensator met een vele male hoger voltage, we hebben het dan duidelijk over high voltage circuits die de 50v heel ver overschrijd, 10.000 tot wel 100.000v of zo.

Dat 9v de input is wilt niet zeggen dat het circuit niet hoger voltage kan creëren met bepaalde componenten als output. Heb laatst me hand licht verbrand aan fototoestel die op 2x 1.5v werkt,. was de condensor vergeten te kortsluiten, batterijen waren er al uit. Dat was wel high voltage die er dan uitkomt 400v en geen <50v, en dat maar op 2x 1.5v batterijen.


Edit/

Gaat om beide, alleen hoge voltage is niet dodelijk alleen hoge stroom is ook niet dodelijk, want die stroom loopt niet, en met weerstand moet de voltage bepaalde hoogte hebben om de lichaam weerstand te overwinnen, hoe dichte bij mijn hart je de stroom los laat des te minder weerstand en des te minder voltage heb je nodig om een bepaalde stroom over te houden bij mijn hart.

Ohm law geldt hier toch ook?

Edit/
Lees dit maar eens, staat het wat duidelijker uitgelegd dan mijn gebrabbel.
Wikipedia: Extra-low voltage

[ Voor 47% gewijzigd door mad_max234 op 28-12-2010 18:37 ]

[Boudewijn]

Even voor de mensen die gaan spelen en de warning niet lezen:

Als je een schok krijgt kan je nierfunctie stoppen of verminderen. Dit merk je niet en je denkt dat je prima in orde bent na de schok. Vervolgens kun je alsnog komen te overlijden vanwege die nierfunctie.
Let daar aub op.

[Stoney3K]

A.Kebab schreef op dinsdag 28 december 2010 @ 12:20:
Bedankt allemaal voor de input! Ik zie maar af van de electrodes. Ik heb te weinig kennis in huis om dit veilig te houden. Ik ga maar eens onderzoek doen naar alternatieve manieren om de klappen te weergeven. Misschien iets met geluid, heb geen zin in hartfalen.

Voor een helemaal simpele oplossing: Ooit wel eens aan een motortje of elektromagneet gedacht die je arm op de betreffende plek gewoon een klein duwtje geeft?

Problem. Solved.

De spreekspoel en conus van een luidspreker, of Rumble-motor uit een gamepad/Wiimote/GSM kun je hier denk ik wel prima voor gebruiken. Succes!

[citruspers]

Om even verder te bouwen op de veiligere alternatieven: ik denk dat er met perslucht ook nog best wat te bereiken is? Gewoon een soort zuiger met een stootkussentje er op. Het wordt dan wel een hele constructie, maar het is in ieder geval veiliger.