回路設計

EMS(低周波)が体感できる回路 ~美顔器搭載~

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美顔器の機能の一つにEMS(低周波)があります。

顔の筋肉に電気刺激を与え、ピクピクなるあれです。

制御回路は非常に単純で、そんなに難しい事をしているわけではありません。

但し、注意しなければならない点がいくつかあります。

使用するのが人間であり、人の肌に当てて使用するだけに、

過大な電流・電圧を与えては、怪我に繋がりかねません。

本題のEMS制御回路ですが、下記の様な感じになります。

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左上の VポートがEMSで制御する電源になります。

体感として認識できる電圧としては、数十Vは必要になるのですが、

体の部位に応じて感じ方が異なるので、ズバリな固定値はありませんが、

経験値から大体これぐらいかな・・・という目安はあります。

このVポートのラインは、電池やアダプタなどの機器電源から、

昇圧回路を経た後段のラインとなります。

次に制御ですが、極単純です。

CPU P1~CPU P4の4ラインにて、ON/OFFの組み合わせを作り、

TP106 EMS1とTP107 EMS2が上手くON/OFFする様に制御するだけ。

「上手く」と抽象的な言葉を使いましたが、

下記の様な波形になる事が理想です。

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EMS1極とEMS2極は、人体に接触させる電極になります。

例えば、美顔器ではヘッドの部分に、この2極がそれそれ設けられています。

これを踏まえて、上記波形を解説すると、

EMS1極にVポートから電源を供給するべく、Q111をONすると、

EMS1極の電圧は、ONしている時間だけVポートの電圧が印加されます(ここではトランジスタのロスは無視します)

それが、「EMS1極の波形」の最左部の青色矩形部になります。

EMS1極をONしている間、Q115をONしてEMS2極をGNDに落とすと、

EMS1極⇒EMS2極へ電気が流れます。

それが、「EMS2極の波形」の最左部の①と書いてある部分になります。

逆に、EMS2極がON時、EMS1極がGNDだと、EMS2極⇒EMS1極へ電気が流れます。

EMS1極とEMS2極は、人体に接触させる電極であると記載しましたので、

この相互電極通電を一定の周波数で繰り替えす事で、人体に低周波刺激が与えられます。

 1.波形図の縦向き赤矢印は、EMS極の電圧

 2.横向き赤矢印は、EMSの周期

 3.青色矩形の上の横向き赤矢印は、電極がONしている通電期間

この3要素の兼ね合いが、電気的に体感の強弱を決める要素になってきます。

ちなみに、上記波形で良く見て頂ければわかるのですが、

EMS1極がON→OFF、続いてEMS2極がON→OFFした後、

両極ともにOFF状態の期間が存在します。

これも程よい体感を決める重要なファクターになります。

ここまでは、電気的なEMS(低周波)回路の話題でしたが、

電極の金属材質、電極サイズ、電極間距離、電極形状など、体感を左右する要素は、

電気以外に多分にあります。

製品機器として見た場合、上述の様な抑えるべきポイントが、いくつもあるということです。

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