Proses manufaktur
Manufaktur industri
Mesin electroencephalogram (EEG) adalah perangkat yang digunakan untuk membuat gambar aktivitas listrik otak. Ini telah digunakan untuk diagnosis medis dan penelitian neurobiologis. Komponen penting dari mesin EEG termasuk elektroda, amplifier, modul kontrol komputer, dan perangkat tampilan. Manufaktur biasanya melibatkan produksi terpisah dari berbagai komponen, perakitan, dan pengemasan akhir. Pertama kali dikembangkan pada awal abad kedua puluh, mesin EEG terus ditingkatkan. Diperkirakan bahwa mesin ini akan menghasilkan berbagai penemuan penting baik dalam fungsi dasar otak dan penyembuhan berbagai penyakit saraf.
Fungsi mesin EEG tergantung pada fakta bahwa sel-sel saraf di otak terus-menerus menghasilkan sinyal listrik kecil. Sel saraf, atau neuron, mengirimkan informasi ke seluruh tubuh secara elektrik. Mereka menciptakan impuls listrik dengan difusi ion kalsium, natrium, dan kalium melintasi membran sel. Ketika seseorang berpikir, membaca, atau menonton televisi, berbagai bagian otak dirangsang. Ini menciptakan sinyal listrik yang berbeda yang dapat dipantau oleh EEG.
Elektroda pada mesin EEG ditempelkan di kulit kepala sehingga dapat menangkap gelombang otak listrik kecil yang dihasilkan oleh saraf. Saat sinyal berjalan melalui mesin, mereka melewati amplifier yang membuatnya cukup besar untuk ditampilkan. Amplifier bekerja seperti amplifier dalam sistem home stereo. Sepasang elektroda membentuk saluran. Mesin EEG memiliki delapan hingga 40 saluran. Tergantung pada desainnya, mesin EEG kemudian mencetak aktivitas gelombang di atas kertas (dengan galvanometer) atau menyimpannya di hard drive komputer untuk ditampilkan di monitor.
Sudah lama diketahui bahwa keadaan pikiran yang berbeda menyebabkan tampilan EEG yang berbeda. Empat keadaan pikiran—kewaspadaan, istirahat, tidur, dan mimpi—memiliki gelombang otak yang terkait bernama alfa, beta, theta, dan delta. Masing-masing pola gelombang otak ini memiliki frekuensi dan amplitudo gelombang yang berbeda.
Mesin EEG digunakan untuk berbagai tujuan. Dalam pengobatan, mereka digunakan untuk mendiagnosis hal-hal seperti gangguan kejang, cedera kepala, dan tumor otak. Teknisi terlatih di ruangan yang dirancang khusus melakukan tes EEG. Pasien berbaring telentang dan 16-25 elektroda diterapkan pada kulit kepala. Keluaran dari elektroda direkam pada layar komputer atau digambar pada selembar kertas grafik yang bergerak. Pasien kadang-kadang diminta untuk melakukan tugas-tugas tertentu seperti bernapas dalam-dalam atau melihat cahaya yang berkedip-kedip. Data yang dikumpulkan dari mesin ini dapat diinterpretasikan oleh komputer dan memberikan gambaran geometris dari aktivitas otak. Ini dapat menunjukkan kepada dokter dengan tepat di mana masalah aktivitas otak berada.
Mesin EEG pertama kali diperkenalkan ke dunia oleh Hans Berger pada tahun 1929. Berger, seorang neuropsikiater dari Universitas Jena di Jerman, menggunakan istilah Jerman elektrenkephalogramm untuk menggambarkan representasi grafis dari arus listrik yang dihasilkan di otak. Dia menyarankan bahwa arus otak berubah berdasarkan status fungsional otak seperti tidur, anestesi, dan epilepsi. Ini adalah ide-ide revolusioner yang membantu menciptakan cabang baru ilmu kedokteran yang disebut neurofisiologi.
Sebagian besar, komunitas ilmiah pada masa Berger tidak mempercayai kesimpulannya. Butuh lima tahun lagi sampai kesimpulannya dapat diverifikasi melalui eksperimen oleh Edgar Douglas Adrian dan B. C. H. Matthews. Setelah percobaan ini, ilmuwan lain mulai mempelajari lapangan. Pada tahun 1936, W. Gray Walter mendemonstrasikan bahwa teknologi ini dapat digunakan untuk menentukan tumor otak. Walter menggunakan sejumlah besar elektroda kecil yang dia tempelkan ke kulit kepala dan menemukan bahwa tumor otak menyebabkan area aktivitas listrik abnormal.
Selama bertahun-tahun elektroda EEG, amplifier, dan perangkat output ditingkatkan. Para ilmuwan mempelajari tempat terbaik untuk meletakkan elektroda dan cara mendiagnosis kondisi. Mereka juga menemukan cara membuat peta listrik otak. Pada tahun 1957, Walter mengembangkan alat yang disebut toposkop. Mesin ini menggunakan aktivitas EEG untuk menghasilkan peta permukaan otak. Itu memiliki 22 tabung sinar katoda yang terhubung ke sepasang elektroda di tengkorak. Elektroda disusun sedemikian rupa sehingga setiap tabung dapat menunjukkan intensitas aktivitas di bagian otak yang berbeda. Dengan menggunakan mesin ini Walter menunjukkan bahwa gelombang otak keadaan istirahat berbeda dari gelombang otak yang dihasilkan selama tugas mental yang membutuhkan konsentrasi. Meskipun perangkat ini berguna, namun tidak pernah mencapai kesuksesan komersial karena rumit dan mahal. Saat ini, mesin EEG memiliki banyak saluran, memori penyimpanan komputer, dan perangkat lunak khusus yang dapat membuat peta listrik otak.
Banyak bahan baku yang digunakan dalam konstruksi mesin EEG. Papan sirkuit tercetak internal adalah lembaran berlapis resin yang datar. Terhubung dengan mereka adalah komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, dan sirkuit terpadu yang terbuat dari berbagai jenis logam, plastik, dan silikon.
Elektroda umumnya dibuat dari perak Jerman. Perak Jerman adalah paduan yang terbuat dari tembaga, nikel, dan seng. Ini sangat berguna karena cukup lembut untuk digiling dan dipoles dengan mudah. Baja tahan karat (yang memiliki konsentrasi nikel lebih tinggi) juga dapat digunakan. Ini cenderung lebih tahan korosi tetapi lebih sulit untuk dibor dan dimesin.
Pita perekat digunakan untuk menempelkan elektroda permukaan ke pasien. Karena sinyal listrik ditransmisikan dengan lemah melalui kulit ke elektroda, pasta atau gel elektrolit biasanya diperlukan. Bahan ini dioleskan langsung ke kulit. Ini mungkin terdiri dari bahan kosmetik seperti lanolin dan ion klorida yang membantu membentuk jembatan konduktif antara kulit dan elektroda yang memungkinkan transmisi sinyal yang lebih baik. Polytetrafluoroethylene (Teflon) digunakan sebagai pelapis untuk kabel dan berbagai jenis elektroda.
Sistem dasar mesin EEG meliputi pengumpulan data, penyimpanan, dan tampilan. Komponen dari sistem ini termasuk elektroda, kabel penghubung, amplifier, modul kontrol komputer, dan perangkat tampilan. Di Amerika Serikat, FDA (Food and Drug Administration) telah mengusulkan saran produksi untuk produsen mesin EEG.
Elektroda, atau sadapan, yang digunakan dalam mesin EEG dapat dibagi menjadi dua jenis termasuk elektroda permukaan dan jarum. Secara umum, elektroda jarum memberikan kejelasan sinyal yang lebih besar karena disuntikkan langsung ke dalam tubuh. Ini menghilangkan peredaman sinyal yang disebabkan oleh kulit. Untuk elektroda permukaan, ada model sekali pakai seperti elektroda tab, cincin, dan batang. Ada juga elektroda disk dan jari yang dapat digunakan kembali. Elektroda juga dapat digabungkan menjadi tutup elektroda yang ditempatkan langsung di kepala.
Amplifier EEG mengubah sinyal lemah dari otak menjadi sinyal yang lebih jelas untuk perangkat output. Mereka adalah penguat diferensial yang berguna saat mengukur sinyal tingkat yang relatif rendah. Dalam beberapa desain, amplifier diatur sebagai berikut. Sepasang elektroda mendeteksi sinyal listrik dari tubuh. Kabel yang terhubung ke elektroda mentransfer sinyal ke bagian pertama penguat, penguat penyangga. Di sini sinyal distabilkan secara elektronik dan diperkuat dengan faktor lima sampai 10. Sebuah pra-penguat diferensial adalah baris berikutnya yang menyaring dan menguatkan sinyal dengan faktor 10-100. Setelah melalui amplifier ini, sinyal dikalikan ratusan atau ribuan kali.
Bagian amplifier ini, yang menerima sinyal langsung dari pasien, menggunakan isolator optik untuk memisahkan sirkuit daya utama dari pasien. Pemisahan mencegah kemungkinan sengatan listrik yang tidak disengaja. Penguat utama ditemukan di sirkuit daya utama. Dalam penguat bertenaga ini sinyal analog diubah menjadi sinyal digital, yang lebih cocok untuk keluaran.
Karena otak menghasilkan sinyal yang berbeda pada titik yang berbeda pada tengkorak, banyak elektroda digunakan. Jumlah saluran yang dimiliki mesin EEG terkait dengan jumlah elektroda yang digunakan. Semakin banyak saluran, semakin detail gambar gelombang otak. Untuk setiap amplifier pada mesin EEG dipasang dua buah elektroda. Penguat mampu menerjemahkan sinyal masuk yang berbeda dan membatalkan sinyal yang identik. Artinya keluaran dari mesin tersebut sebenarnya adalah perbedaan aktivitas listrik yang diambil oleh kedua elektroda tersebut. Oleh karena itu, penempatan setiap elektroda sangat penting karena semakin dekat satu sama lain, semakin sedikit perbedaan gelombang otak yang akan direkam.
Berbagai printer dan monitor keluaran tersedia untuk mesin EEG. Salah satu perangkat yang umum adalah galvanometer atau perekam kertas-strip. Perangkat ini mencetak hard copy dari sinyal EEG dari waktu ke waktu. Jenis perangkat lain juga digunakan termasuk printer komputer, cakram optik, cakram padat yang dapat direkam (CD), dan unit pita magnetik. Karena data yang dikumpulkan adalah analog, maka harus diubah menjadi sinyal digital sehingga perangkat keluaran elektronik dapat digunakan. Oleh karena itu, sirkuit utama EEG biasanya memiliki bagian konverter analog ke digital. Perangkat lunak yang disediakan dengan beberapa mesin EEG dapat digunakan untuk membuat peta otak.
Berbagai aksesori lain digunakan dengan mesin EEG. Ini termasuk pasta atau gel elektrolitik, klip pemasangan, berbagai sensor, dan kertas termal. Mesin EEG yang digunakan dalam studi tidur dilengkapi dengan sensor mendengkur dan pernapasan. Kegunaan lain memerlukan perangkat stimulasi sensorik seperti headphone dan kacamata LED. Masih mesin EEG lainnya dilengkapi dengan stimulator listrik.
Bagian yang berbeda dari mesin EEG diproduksi secara terpisah dan kemudian dirakit oleh produsen utama sebelum dikemas. Komponen-komponen ini, termasuk elektroda, amplifier, dan perangkat penyimpanan dan keluaran, dapat dipasok oleh produsen luar atau dibuat sendiri.
Seorang pria menjalani EEG, mengenakan topi yang dilengkapi dengan elektroda. papan melalui mesin. Ketika papan dipindahkan di bawah salah satu gulungan komponen, kepala yang ditempatkan mencap bagian elektronik di papan pada posisi yang sesuai. Setelah selesai, papan dikirim ke langkah berikutnya untuk penyolderan gelombang. Pada setiap langkah dalam proses manufaktur, inspeksi visual dan kelistrikan dilakukan untuk memastikan kualitas setiap perangkat EEG yang diproduksi. Karena fabrikasi sirkuit sensitif terhadap kontaminasi, pekerjaan perakitan dilakukan oleh operator lini di ruangan yang bersih dan terkontrol aliran udaranya. Operator juga harus mengenakan pakaian bebas serat untuk mengurangi kemungkinan kontaminasi. Performa fungsional dari setiap perangkat EEG yang telah selesai juga diuji untuk memastikannya berfungsi. Ini dilakukan dengan menyalakan perangkat, menyalakannya, dan menjalankan serangkaian tes standar. Untuk mensimulasikan penggunaan kehidupan nyata, tes ini dilakukan di bawah tingkat panas dan kelembaban yang berbeda.
Secara umum, pabrikan menetapkan spesifikasi kualitas mereka sendiri untuk mesin EEG mereka. Namun, di Amerika Serikat Food &Drug Administration (FDA) memberikan rekomendasi produksi yang biasanya diadaptasi oleh industri. Berbagai organisasi medis dan pemerintah lainnya juga mengusulkan standar dan saran kinerja. Beberapa faktor yang dianggap penting adalah rentang sinyal input standar, akurasi sinyal kalibrasi, respons frekuensi, dan durasi perekaman.
Di masa depan, mesin EEG akan ditingkatkan dalam pembuatan dan aplikasinya. Dari sudut pandang manufaktur, komponen yang menyusun elektronik internal perangkat kemungkinan akan semakin kecil. Ini akan memungkinkan mesin yang lebih kecil dan lebih portabel. Ini juga akan membuat perangkat lebih murah. Ini akan menjadi penting karena beberapa ahli menyarankan bahwa aplikasi masa depan akan membuat konsumen individu diinginkan untuk memiliki mesin EEG.
Sementara perbaikan manufaktur akan datang dari penelitian yang dilakukan di bidang umum manufaktur elektronik, penelitian khusus pada mesin EEG berfokus pada penggunaan dan aplikasi baru. Misalnya, perangkat baru-baru ini telah diperkenalkan yang memungkinkan untuk menyaring penyakit Alzheimer. Mesin ini berisi tutup yang dilengkapi dengan elektroda. Saat dipakai, itu memberikan gambaran elektronik tentang aktivitas otak pasien. Gambar ini dibandingkan dengan aktivitas otak orang sehat dan perbedaan dicatat.
Mesin serupa telah dikembangkan yang dapat menggunakan informasi yang diterima dari elektroda EEG untuk mengontrol komputer. Dengan perangkat ini pengguna memakai topi yang mengandung elektroda dan melihat ke layar komputer. Setelah sesi pelatihan dengan komputer, pengguna dapat mengontrol pergerakan kursor di layar hanya dengan menggunakan pikiran mereka. Jika dikembangkan sepenuhnya, teknologi ini bisa menjadi perkembangan revolusioner bagi para lumpuh. Konsumen individu juga dapat memperoleh manfaat menggunakan perangkat semacam itu untuk mengontrol lampu rumah tangga, komputer, dan peralatan hanya dengan berpikir.
Fisch, Bruce J. Primer EEG Fisch dan Spehlmann. Ilmu Elsevier, 1999.
Lainnya, Kirk. Ensiklopedia Teknologi Kimia. Jil. 22, 1992.
Webster, J. G. Aplikasi dan Desain Instrumentasi Medis. edisi ke-2 1992.
Wong, Peter K. H. EEG Digital dalam Praktik Klinis. Lippincott Williams &Wilkins, 1995.
Sabbatini, Renato M.E. "Memetakan Otak." Otak &Pikiran 15 November 2001.
Perry Romanowski
Proses manufaktur
Dalam tutorial ini saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membuat mesin bending kawat 3D berbasis Arduino. Ini sebenarnya adalah sistem mekatronik yang khas karena melibatkan teknik mesin, listrik, dan komputer. Oleh karena itu, saya yakin banyak mahasiswa teknik atau siapa pun yang baru m
Hari ini kita akan belajar tentang pengoperasian mesin milling. Kami telah membahas tentang bagian utama dan jenis mesin penggilingan adalah posting terakhir saya dan tahu bahwa penggilingan adalah mesin yang paling serbaguna yang digunakan dalam industri mekanik. Itu dapat melakukan pembubutan, men
Hari ini kita akan belajar tentang jenis-jenis mesin frais yang digunakan dalam pemesinan benda kerja logam. Dalam posting terakhir saya, kita telah belajar tentang mesin penggilingan dan bagian-bagian utamanya dan kita tahu bahwa mesin frais adalah salah satu mesin paling serbaguna yang dapat mela
Hari ini kita akan membahas tentang jenis utama dari mesin gerinda. Gerinda adalah jenis proses pemesinan lain yang digunakan untuk tujuan finishing. Proses ini digunakan sebagai proses pemesinan sekunder karena selalu dilakukan setelah pemesinan primer pada mesin perkakas lainnya seperti mesin bubu