Fakulteta za matematiko in fiziko Univerza v Ljubljani
Iskanje rešitve naloge
Časovni potek
 

Ideje

Imeli smo kar nekaj idej:
- na roko naj bi pritrdili svinčnik, ki bi drsal po papirju, ki bi se konstantno premikal;
- ogljikovi mikrofoni iz starih telefonov;
- piezo element iz voščilnic;
- zvočnik iz radijskega aparata.

Ideja s svinčnikom na roki je bila preveč primitivna, pa tudi s to metodo ne bi mogli meriti pulziranja na kakšnih drugih mišicah. Ogljikovi mikrofoni so tudi odpadli, o njih je bilo na sploh najmanj govora. Vendar pa sta bili ideji o piezotu in zvočniku bolj obetavni. Obe smo preizkusili ter se nekoliko bolj poglobili v pieza.

MERITVE

Za meritve smo uporabili star zvočnik iz radijskega aparata in piezo element iz voščilnice, ki smo ju vezali na ojačevalec in na filter za blokado prevelikih frekvenc. Signal smo poslali na osciloskop, kjer se je izrisavala krivulja nihanja napetosti oziroma pulziranja mišic. Rezultate smo prebrali z osciloskopa.

Zvočnik

Zvočnik (Slika1) smo Slika1: Shema poskusa z zvočnikom [klikni za povečavo]postavili na mizo, na njegovo opno pa položili velik gumjast zamašek, nanj pa palec. Poskusna oseba je stisnila pest in prislonila palec na zamašek. Na oSlika2: Nesinusna krivulja [klikni za povečavo]sciloskopu se je prikazala nesinusna krivulja (Slika2).

Zastopane frekvence:
- prvi nihaj 13 Hz
- drugi nihaj 19 Hz
- tretji nihaj 16 Hz
- četrti nihaj 50 Hz

Kasneje smo položili zamašek na mišico na podlahti roke nanj postavili zvočnik in obremenili roko.
Zastopane so bile že prej omenjene frekvence.

Piezo

Piezo (Slika3) smo položiliSlika3: Shema poskusa s piezom [klikni za povečavo] na gumijast zaSlika4: Detajl palca na zamašku [klikni za povečavo]mašek in nanj prislonili palec (Slika4).

Zastopane frekvence (Slika5):Slika5: Posnetek frekvenc na osciloskopu [klikni za povečavo]
- prvi nihaj 16 Hz
- drugi nihaj 19 Hz
- tretji nihaj 40 Hz
- četrti nihaj 14 Hz

 

Slika6: Poskus s piezom na podlakti (m. fleksor carpi) [klikni za povečavo]Potem smo ga prilepili tudi na podlaht (Slika6) in nadlaht, tudi tu so bile zastopane podobne frekvence kot prej. V primeru, ko smo držali piezo s palcema, pa smo dobili lepo sinusoido, vendar s frekvenco 50 Hz.

 

kako se da še drugače uporabiti piezo

Zvočnih vibracije

Slika7: Shema poskusa s piezom na vratu [klikni za povečavo]Dobro se je izkazal v zaznavanju zvočnih vibracij, ki jih oddajajo naše glasilke med govorom. V ta namen si piezo enostavno Slika8: Mešanica dveh različnih frekvenc [klikni za povečavo]pritisnemo na grlo (Slika7) in zapojemo nek ton. Pokaže se barva glasu. Enostavno se da analizirati zastopane frekvence glasu, kajti pri vsakem od nas so bile zastopane druge frekvence (Slika8).

Frekvenca glasu:
- 250 Hz
- 200 Hz

Slika9: Glasbene vilice za 440 Hz [klikni za povečavo]Slika10: Meritev frekvence glasu [klikni za povečavo]Uporaben bi bil za ugotavljanje posluha človeka, saj bi primerjali frekvenco glasbenih vilic (Slika9) in frekvenco glasu človeka, ki jih posluša (Slika10).

 

   

Frekvenca glasbenih vilic (Slika11):
- 440 Hz
Frekvenca ponesrečenega poskusa
ujeti ton glasbenih vilic (Slika12):
- 235 Hz
Slika11: Rezultat meritve frekvence glasbenih vilic (440 Hz) [klikni za povečavo]
Slika12: Ponesrečena meritev frekvence glasbenih vilic (235 Hz) [klikni za povečavo]

Širjenje motenj po trdih snoveh

Slika13: Shema poskusa s piezom na okenski polici [klikni za povečavo]Slika14: Detajl pieza na okenski polici [klikni za povečavo]Ker se motnje dobro širijo po trdih snoveh, smo piezo uporabili še drugače. Položili smo ga na okensko polico (Slika13 + Slika14) in čezenj položili težko klado. Z njim smo zaznali korakanje človeka v območju 5 metrov, na osiloskopu je vidan motnja (Slika15).

 

Slika16: Povzročanje motnje, ki se je prenašala po stavbi [klikni za povečavo]Slika15: Slika motnje na osciloskopu [klikni za povečavo]Nato je nekdo tolkel po steni v stavbi ali pa zunaj nje, na osciloskopu je bila motnja dobro vidna (Slika16). Amplituda motnje se je z oddaljenopstjo od delavnice zmanjševala .

Frekvenca utripanja mišic

Slika17: Shema poskusa s piezom na očesu [klikni za povečavo]Slika18: Poskus z očesom [klikni za povečavo]Ker pa smo hoteli na vsak način izmeriti frekvenco utripanja mišic smo poizkusili še z očesom (Slika17 + Slika18). Rezultati so bili enaki kot pri prejšnih poskusih z mišicami.

 

 

Druge ideje

Imeli smo še nekaj drugih idej, kot naprimer merjenje tresenja železniškega tira po katerem se približuje vlak oziroma tal v bližini ceste po kateri se vozijo avtobusi in tovornjaki ali pa merjenje srčnega utripa. Vendar nam je zmanjkalo časa za vse.


težave

Izkazalo se je, da tudi zvočnik ni najbolj idealen, bila je preslaba odzivnost, predvsem pa nas je neprestano motila motnja valovanja 50-ih herzov.

Slika19: Tehniki pri delu [klikni za povečavo]Na osciloskopu so se izrisavale same nepravilne krivuje in tudi če se je kakšen odsek ponavljal je bila vidna frekvenca 50 Hz. Prav tako smo to frekvenco zaznali tudi pri piezu. To je frekvenca električnega omrežja, ki se Slika20: Piezo zavit v plastično vrečko in alu-folijoje prenašala preko telesa. Motilo nas je predvsem to, da se je na osciloskopu pojavila ravna črta, ko piezza ni nihče držal, če pa ga je, je kazal 50Hz. Predvidevali smo, da zato ker piezzo ni dovolj izoliran. Zato smo ga dali v plastično vrečko in ga zavili v folijo (Slika20).

Krivulje, ki bi v vsakem trenutku kazala frekvenco utripanja mišic nismo mogli priklicati. Velikokrat smo tudi zaznali frekvenco 10 Hz s katero se trese telo, če se zelo napenja ali je dalj časa močno obremenjeno.

Zdelo se je, da ni druge rešitve kot dobiti boljši ojačevalec. Kot se je izkazalo pri doc. Ponikvarju to ni bil problem, saj je pri njem naprava delovala. Iskali smo rešitve v vezju. Preizkusili smo tudi z drugim osciloskopom , ki je kazal natančnejše podatke, a večjega napredka ni bilo.

Pripravili: Martina Rakef in Vesna Slapar

 
 
 
Projektni laboratorij 2003 © Skupina 5
Naslov naloge: Pulziranje mišic

Izdelal: Bocko