Problema nel rilvare Battito Cardiaco

DarkyDesign:
Ciao astrobeed, per favore potresti fornirci dei link dove si possono reperire questo tipo di strumentazioni?

Per esempio questo, ovviamente non è applicabile per un vero uso elettromedicale, però va bene per "giocare".

Se si utilizzano condensatori elettrolitici polarizzati è bene non portare mai il terminale + ad una tensione minore del terminale - per evitare il loro malfunzionamento precoce, facile a dirsi ma in realtà è difficile a farsi.

Per esempio nello schema trovato da Astro ci sarebbero altre migliorie da fare proprio su questo tema. Il condensatore tra IC1 e IC2 sarà infatti probabilmente il primo a rompersi a causa dell'inversione errata di polarità.

Per capire meglio ecco il grafico delle tensioni sempre simulando un segnale del cuore a 100 bpm sotto forma di treno di onde quadre:
al morsetto + del condensatore (in blu)
al morsetto - del condensatore (in verde)
differenza di potenziale, curva blu - verde (in rosso) ai capi del condensatore:

Quando la differenza (curva in rosso) è negativa il condensatore è polarizzato inversamente, come puoi vedere circa il 50% del tempo. E' quindi solo questione di ore prima del malfunzionamento dell'elettrolitico in base alle tensioni in gioco.

Utilizzando i condensatori da 10uF oltre ai vantaggi descritti precedentemente la situazione migliora nettamente, seppure il tempo di polarizzazione errata rimane del 50% la tensione quando il condensatore è polarizzato inversamente diventa in modulo molto minore nonostante il segnale di ampiezza maggiore.

In questi casi si può polarizzate con una tensione positiva aggiuntiva il condensatore per mantenere la differenza di potenziale corretta.

Presumo che i C sono utilizzati a prima vista all'incontrario per mantenere la polarizzazione corretta, questo dipende dalla forma d'onda del segnale in ingresso, se hai uno schema in particolare possiamo ragionarci sopra.

E' possibile realizzare un condensatore elettrolitico NON polarizzato partendo da due condensatori polarizzati in serie con polarità opposta, la capacità sarà però la metà

Ottima analisi flz, grazie.

Oltre ai due c in serie esistono anche gli elettrolituci non polarizzati. Si trovano in genere sui cross cover audio.
In questo esempio visto che parliamo di basse capacita userei dei poliestere in modo da eleminare il problema polarità ed avere esr minore

Ora non voglio andare OT perché non è giusto, ma flz mi ha chiesto com'è la mia situazione: sul C di ingresso applico segnali (ma potrebbe essere anche una continua...) a frequenza costante, a valle del C c'è un offset DC che credo porti la rensione più alta in questo punto, quindi ho messo correttamente - come ingresso e + come uscita. Sul C di uscita invece ho messo a valle un partitore per abbassare il livello di DC rispetto a quanto mi trovo a monte del C, quindi penso che qui dovrebbe essere messo al contrario, quindi devo uscvire con -. Comunque sia mi sono arrivati quelli non polarizzati, che avevo già deciso di usare (sempre da 10µF), solo che in prima battuta quelli che avevo erano con tolleranza dell'80% ( :astonished: ) ed infatti misuravano circa 3µF, mentre i polarizzati erano abbastanza precisi ed andavano molto meglio. Quelli che mi sono arrivati invece hanno tolleranza al 5%, oggi li monto e vediamo.

Esattamente, meglio risolvere il problema alla base ed acquistare alcuni dispositivi già pronti come questo:

Ringrazio tutti per l'interesse dimostrato!
:smiley: :smiley: :smiley:

@Michele:
Il condensatore di ingresso non è detto che sia sempre polarizzato correttamente in questo modo. Io invertirei la polarità del condensatore col + rivolto verso l'ingresso.

Se hai un segnale con una componente continua superiore alla tensione di offset il condensatore viene polarizzato incorrettamente, se la tensione di offset è variabile ti consiglio di aggiungere una tensione di polarizzazione fittizia al segnale di ingresso che comunque verrebbe bloccata dal condensatore ma che così permette di avere all'ingresso sempre una tensione maggiore che all'uscita, devi dimensionarla in base alla tensione massima dell'offset e all'ampiezza del segnale.

@Testato: purtroppo i poliestere arrivano al massimo ad 1uF mentre in questo caso si parla di capacità da 10uF e quindi sono da escludere, certe volte gli elettrolitici sono imbattibili come rapporto capacità/dimensioni/prezzo, se si hanno degli elettrolitici non polarizzati si è risolto il problema

@Testato: purtroppo i poliestere arrivano al massimo ad 1uF mentre in questo caso si parla di capacità da 10uF e quindi sono da escludere

i poliestere e' da tanto che sono saliti di capacita', ormai elettrolitici non ne uso piu' :slight_smile:
http://www.ebay.it/itm/1-x-CONDENSATORE-POLIESTERE-10uF-100V-PASSO-27mm-/380575109937?pt=Componenti_elettronici_passivi&hash=item589c0b5331&_uhb=1#ht_3041wt_906

@Testato: Non sapevo di questi nuovi poliestere, come potrai ben vedere dal prezzo però non sono ancora accessibili per dispositivi elettronici a basso costo.. condensatori non polarizzati (chiamati anche bipolari) elettrolitici da 10uF costano 0.1€ contro i 3€ e passa dei poliestere, mi sa che aspetterò a lungo prima di fare il passo :smiley:

@Fardox: dando un'occhiata allo schema il dispositivo che hai citato è un giocattolino

yes, il prezzo e' piu' alto, non si puo' avere tutto dalla vita :slight_smile:
su RS il massimo che c'e' e' un poliestere da 33uF, 10 euro cadauno, ma e' bene sapere che esistano :slight_smile:

flz47655:
@Testato: Non sapevo di questi nuovi poliestere, come potrai ben vedere dal prezzo però non sono ancora accessibili per dispositivi elettronici a basso costo.. condensatori non polarizzati (chiamati anche bipolari) elettrolitici da 10uF costano 0.1€ contro i 3€ e passa dei poliestere, mi sa che aspetterò a lungo prima di fare il passo :smiley:

Io uso i ceramici, arrivano tranquillamente fino a 47 uf e costano quanto un elettrolitico di pari capacità e tensione col vantaggio che hanno una bassa esr, tra parentesi un elettrolitico buono low esr costa molto di più di un ceramico.

cermico vs poliestere ?
che parametri differiscno ? esr e' uguale ?

Testato:
cermico vs poliestere ?
che parametri differiscno ? esr e' uguale ?

+1

Testato:
cermico vs poliestere ?
che parametri differiscno ? esr e' uguale ?

Impossibile sintetizzare tutto in poche righe, mi limito alla differenze principali, i ceramici sono molto stabili e hanno una esr molto bassa (minore di quella dei poliestere), consentono di ottenere capacità elevate in poco spazio, p.e. un 22uf sta in un case 1206, per contro con i ceramici è problematico ottenere tensioni di lavoro maggiori di 12-15V, i poliestere sono inferiori ai ceramici come caratteristiche generali, ci sono pure quelli poliestere metallizzati che migliorano la stabilità, però è facile ottenere elevate tensioni di lavoro.
Per farla breve, non esiste il condensatore ideale per tutti i casi, caso classico l'elettrolitico da qualche centinaio di uf con in parallelo un ceramico da 100-220 nf, il secondo compensa le carenze del primo non appena la frequenza sale.
Gli elettrolitici, per via della esr abbastanza alta, tendono a diventare delle resistenze al crescere della frequenza.

karma :slight_smile:

Non avevo considerato i ceramici perché per capacità elevate (>1uF) la tensione di lavoro effettivamente utilizzabile cala rapidamente, in genere è utilizzabile solamente ad 1/10 di quella nominale e la situazione peggiora al diminuire delle dimensioni del condensatore. Per molte applicazioni come il condensatore di ingresso dello schema sono quindi inutilizzabili.

Senza dilungarmi ulteriormente lascio solamente un grafico (accuratamente messo poco in vista da molti produttori di condensatori) che vale più di mille parole:

Grafico tratto da http://www.avx.com/docs/catalogs/cy5v.pdf

flz47655:
Non avevo considerato i ceramici perché per capacità elevate (>1uF) la tensione di lavoro effettivamente utilizzabile cala rapidamente, in genere è utilizzabile solamente ad 1/10 di quella nominale e la situazione peggiora al diminuire delle dimensioni del condensatore. Per molte applicazioni come il condensatore di ingresso dello schema sono quindi inutilizzabili.

Non sono per niente d'accordo con quanto affermi, sopratutto l'utilizzo a 1/10 della tensione nominale, se così fosse vuol dire che tutti gli apparati elettronici in circolazione sono progettati male.

Senza dilungarmi ulteriormente lascio solamente un grafico (accuratamente messo poco in vista da molti produttori di condensatori) che vale più di mille parole:

Questi grafici sono decontestualizzati da un dato importante, il tipo di dielettrico, senza il quale non vogliono dire nulla.

Infatti
Flz stai dicendo che un ceramico da 16v deve essere usato a meno di 2v ? Non mi torna.
Quelle curve sono terroristiche, i circuiti dovrebbero smettere di funzionare in estate ed in inverno

Un pò di materiale per chi volesse approfondire:

Esempio di datasheet di un condensatore col problema descritto in modo molto marcato

Esempio di datasheet di un condensatore col problema descritto in modo meno marcato ma NON trascurabile
http://www.yuden.co.jp/ut/product/category/capacitor/putpdf/UMK325BJ106KM-T.pdf

Application note: Design solutions for DC bias in multilayer ceramic capacitors http://www.murataamericas.com/murata/murata.nsf/promo_dcbias.pdf

Y5V Dielectric General Specifications
http://www.avx.com/docs/catalogs/cy5v.pdf

Paper DC and AC Bias Dependence of Capacitors: http://www.electrical-integrity.com/Paper_download_files/DC11_13-TH2Slides_Novak.pdf

In sostanza bisogna stare molto attenti quando si sceglie un condensatore ceramico (MLCC) di elevata capacità, sopratutto se low cost e dal costo minore di un elettrolitico e di piccole dimensioni

Nell'ultimo link oltre che ad un'analisi approfondita dal punto di vista pratico viene condensato molto bene il succo del problema:

DC and AC bias sensitivity is very different across vendors
DC and AC bias sensitivity must be taken into account in alternate source selection

@Testato: Stiamo parlando di condensatori smd MLCC di capacità elevate (>1uF) dove non tutto è oro ciò che luccica

flz47655:
Y5V Dielectric General Specifications

Questi sono i condensatori che usano nelle cineserie, io nei mie progetti come minimo uso X7R, che poi è la specifica minima per l'uso industriale, non è raro che utilizzo gli X7C.
Un consiglio, è buona cosa leggere la documentazione, però è anche importante farsi meno pippe mentali e verificare in pratica le cose, ovvero quando devi realizzare un progetto il condensatore, se è in un punto critico, lo verifico strumentalmente nell'intero range (tensione e temperatura) di funzionamento dell'apparato, solo questo ti fornisce la certezza di rispettare le specifiche dell'apparato.