Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Oszi/Trenntrafo


von Markus (Gast)


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Hallo zusammen,

möchte eine EKG-Schaltung aufbauen (gespeist aus Batterie) und das 
Signal am Oszi darstellen. Gehe ich richtig in der Annahme, dass 1.) 
hierzu Sicherheitsvorkehrungen nötig sind und 2.) ich dafür am besten 
einen Trenntrafo vor dem Oszi nutze?

Grüße
Markus

von Andrew T. (marsufant)


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Prinzipiell bist du auf dem richtigen Weg,

doch ist es  bedeutend komplexer diesen erfolgreich zu gehen. Irgendein 
scope, irgendein Trenntrafo genügen leider nicht (wenn es einigermaßen 
ungefährlich sein soll).

Eine sehr  gute Übersicht, was "dein EKG" Projekt abkönnen mußt, liefert 
dir IEC60601.

von Udo S. (urschmitt)


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Markus schrieb:
> und 2.) ich dafür am besten
> einen Trenntrafo vor dem Oszi nutze?

Erkläre mir mal bitte Warum? Das Gehäuse eines Schutzklasse 1 Oszis ist 
geerdet und die Masse des Eingangs ist auch geerdet.

Wenn man für Messzwecke einen Trenntrafo benutzt, dann um damit das zu 
messende Gerät galvanisch vom Stromnetz zu trennen und
NICHT! das Oszilloskop!

Dein Messgerät ist duch Verwendung einer Batterie sowiso potentialfrei.

von Mladen G. (mgira)


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Markus schrieb:
> möchte eine EKG-Schaltung aufbauen (gespeist aus Batterie) und das
> Signal am Oszi darstellen.

Mal eine Frage als Laie, waere da ein Trenntrafe nicht Sinnfrei?
Da deine Batterie sowieso Erdfrei ist, bringt ein Trenntrafo da doch 
nix?

von Andrew T. (marsufant)


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Udo Schmitt schrieb:
> Markus schrieb:
>> und 2.) ich dafür am besten
>> einen Trenntrafo vor dem Oszi nutze?
>
> Erkläre mir mal bitte Warum?

guckst Du IEC60601

> Das Gehäuse eines Schutzklasse 1 Oszis ist
> geerdet und die Masse des Eingangs ist auch geerdet.

richtig, aber hier nicht allein relevant.


>
> Dein Messgerät ist duch Verwendung einer Batterie sowiso potentialfrei.

Korrekt, aber hier ebenfalls nicht ausreichend: da die Anwendung 
mindestens BF- bzw. besser  CF-sicherheit haben MUSS.

von Udo S. (urschmitt)


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Andrew Taylor schrieb:
> richtig, aber hier nicht allein relevant.

> guckst Du IEC60601

Ich kenne die IEC60601 nicht auswendig und kann jetzt auch nicht 
reinschauen. Ich gehe davon aus, das es da um erhöhte Sicherheit von 
Medizintechnik geht, die ein normales Oszi in der Regel nicht erfüllt.

Ich gehe jetzt aber mal davon aus, daß das EKG Gerät ein privater 
Versuch sein soll, und wollte nur sichergehen, daß der TO seine Idee 
einen Trenntrafo vor ein Oszi zu hängen nicht das nächste Mal beim 
Messen an einem am Netz angeschlossenen Gerät versucht.

von Harald W. (wilhelms)


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Markus schrieb:

> ich dafür am besten einen Trenntrafo vor dem Oszi nutze?

Das macht wenig Sinn. Wenn Du wirklich potentialfrei messen willst,
was in Deinem Fall vermutlich gar nicht nötig ist, nimm entweder
Differential Tastköpfe oder ein batteriebetriebenes Oszilloskop.
Gruss
Harald

von Markus (Gast)


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Mir geht es gar nicht ums potentialfreie Messen. Es geht mir rein um den 
Sicherheitsaspekt. Ohne Trenntrafo würde ich über Elektroden->Oszi->PE 
permanent recht niederohmig geerdet sein, und ich frage mich ob und 
inwiefern das sicherheitstechnisch relevant ist. Ein Oszi mit 
Batteriebetrieb wäre vielleicht auch eine Alternative, allerdings teuer 
- deshalb die Idee mit dem TT.

von FK (Gast)


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Wenn es ein "Bastel" für Zuhause ist, mal eben so, kann auf den TT 
verzichtet werden.
Ist es ein in Verkehr gebrachtes medizinisches Gerät, liegt marsufant 
richtig, sind besondere Schutzmassnahmen notwendig.

von Markus (Gast)


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Was könnte denn passieren, wenn man das Oszi in diesem Fall ohne 
Trenntrafo nutzt? Mir ist nicht so klar, wie hoch die Gefährdung 
einzuschätzen ist.

Darüber hinaus ist es schwierig, an die IEC60601 zu kommen. Mal schauen, 
ob man das über eine Uni-Bib leihen kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Markus schrieb:

> Darüber hinaus ist es schwierig, an die IEC60601 zu kommen. Mal schauen,
> ob man das über eine Uni-Bib leihen kann.

Typischerweise darfst Du die nur ansehen. Oder Dich nicht beim
verbotenen Kopieren erwischen lassen. :-)
Gruss
Harald

von Harald W. (wilhelms)


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Markus schrieb:

> Was könnte denn passieren, wenn man das Oszi in diesem Fall ohne
> Trenntrafo nutzt?

Was könnte passieren, wenn Du versehentlich einen Wasserhahn ohne
z.B. dicke Gummihandschuhe anfässt? Die "Gefahr" ist m.E. vergleichbar.
Gruss
Harald

von oszi40 (Gast)


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Ein dem Oszi vorgeschalteter Trenntrafo verhindert nicht die Aufladung 
Deiner Oszi-Blechteile! Wiki-Skizze zur Erinnerung 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Entst%C3%B6rkondensatoren4.png

von Achim H. (anymouse)


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Markus schrieb:
> 2.) ich dafür am besten einen Trenntrafo vor dem Oszi nutze?

Ich bin mir nicht sicher, wo Du den Trenntrafo haben möchtest:
(a) in der Zuleitung zwischen Steckdose und Oszi-Netzteil, oder
(b) zwischen Tastköpfen und Oszi.

Falls (a): Ist das, um möglicherweise hohes Potential der Oszi-Masse 
während der kurzen Zeit eines Kuzschlusses zu verhindern?

von Achim H. (anymouse)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Was könnte passieren, wenn Du versehentlich einen Wasserhahn ohne
> z.B. dicke Gummihandschuhe anfässt?

Was passiert, wenn Du versehentlich den Strom einer 9V-Batterie ohne 
dicke Hautschicht (z.B. wg. sehr spitzer Tastköpfe) vom linkem Arm zum 
rechtem Arm leitest?

Wäre das für Dich auch eine analoge Situation?

von franz (Gast)


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Wie wäre es denn mit einer kleinen Schaltung mit Optokoppler vor dem 
Oszi? Dürfte doch bei den hier auftretenden Frequenzen ziemlich simpel 
und schnell aufgebaut sein.

von Udo S. (urschmitt)


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Achim Hensel schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Was könnte passieren, wenn Du versehentlich einen Wasserhahn ohne
>> z.B. dicke Gummihandschuhe anfässt?
>
> Was passiert, wenn Du versehentlich den Strom einer 9V-Batterie ohne
> dicke Hautschicht (z.B. wg. sehr spitzer Tastköpfe) vom linkem Arm zum
> rechtem Arm leitest?

Dein Wasserhahn liegt auf 9V DC Potential?

von Martoma (Gast)


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>BF- bzw. besser  CF-sicherheit haben MUSS

Stimmt nicht. Ein EKG ist nicht notwendigerweise ein Medizinprodukt. 
Daher genügen die Anforderung an Geräte, bei denen leitfähige Teile 
berührbar sind. Batterie und Oszi sind zum Testen durchaus ok. Ein 
Restrisiko bleibt aber natürlich immer. Was macht man, wenn am 
Oszi-Ausgang plätzlich Spannung anliegt? Aber das wäre auch Scheisse, 
wenn man nur ranfasst.

von Harald W. (wilhelms)


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Udo Schmitt schrieb:
> Achim Hensel schrieb:
>> Harald Wilhelms schrieb:
>>> Was könnte passieren, wenn Du versehentlich einen Wasserhahn ohne
>>> z.B. dicke Gummihandschuhe anfässt?
>>
>> Was passiert, wenn Du versehentlich den Strom einer 9V-Batterie ohne
>> dicke Hautschicht (z.B. wg. sehr spitzer Tastköpfe) vom linkem Arm zum
>> rechtem Arm leitest?
>
> Dein Wasserhahn liegt auf 9V DC Potential?

Nein, auf Masse (SL)-Potential. Genau wie mein Oszi. Was die
9V von Achim damit zu tun haben, weiss auch nicht.
Gruss
Harald
PS an Markus: Ich denke nicht, das es Sinn macht, Optokoppler
zwischenzuschalten. Diese werden Dir das Signal verfälschen.
Wie bereits gesagt, es gibt keine besonderen Sicherheitsprobleme
bei Deinen Messungen. Berührung von mit Masse verbundenen Teilen
hast Du regelmäßig in einer normalen Wohnung. Wenn Dir diese
Aussage nicht reicht, kannst Du natürlich die oben vorgeschlagenen
Tipps benutzen. Die entsprechend höheren Kosten musst Du dann eben
in Kauf nehmen.

von Udo S. (urschmitt)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Nein, auf Masse (SL)-Potential. Genau wie mein Oszi. Was die
> 9V von Achim damit zu tun haben, weiss auch nicht.

Ich hatte ja auch Achim gefragt, dein Posting war klar, hatte ja weiter 
oben das gleiche gesagt.
Gruß, Udo

Wobei, mein Wasserhahn ist zwar aus Metall, aber die Wasserleitung aus 
Kunststoff.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Udo Schmitt schrieb:

> Wobei, mein Wasserhahn ist zwar aus Metall, aber die Wasserleitung aus
> Kunststoff.

Hmm, muss der dann nicht per Draht mit dem SL verbunden sein?
Zumindest bei Badewannen gibt es da entsprechende Vorschriften.
Für Markus: Die leitende Verbindung von berührbaren Teilen mit
dem SL wird im allgemeinen als gute Massnahme zum Schutz der
bedienenden Menschen angesehen und auch bei vielen Haushalts-
geräten so gemacht. Warum sollte das bei Deinem Oszi nicht
ausreichen?
Gruss
Harald

von MJF (Gast)


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Bitte nicht machen, das kann gefährlich sein. Die Y-Kondensatoren am 
Eingang des Netzteils schaffen eine Verbindung zu der 
Spannungsversorgung.

von Harald W. (wilhelms)


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MJF schrieb:

> Bitte nicht machen, das kann gefährlich sein. Die Y-Kondensatoren am
> Eingang des Netzteils schaffen eine Verbindung zu der
> Spannungsversorgung.

Was bitte?

von Achim H. (anymouse)


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Udo Schmitt schrieb:
> Dein Wasserhahn liegt auf 9V DC Potential?

Nee, der Wasserhahn in der Küche nicht, der hat 0,12 V ac (gleiches 
gilt für die Heizung); aber (mindestens) 140mA ac Ausgleichsstrom.

Zumindest so lange weder Boiler noch Therme defekt sind -- kann können 
auch mal kurzzeitig mehr Spannung drauf liegen -- je mehr Strom fließt, 
desto eher spricht die Sicherungung an.

Die 9V-Batterie habe ich deswegen erwähnt, weil wohl schonmal daran 
jemand gestorben ist -- nachdem der Hautwiderstand überwunden wurde. 
Wurde auch bei den Darwin Awards erwähnt.

Bei einem normalen Gerät reicht der Schutzleiter -- da dürfte man davon 
ausgehen, dass bei einem Isolationsdefekt entweder nur kurzzeitig eine 
hohe Spannung anliegt, bis der hohe Kurzschlusstrom die (eine) Sicherung 
auslöst, oder langfristig eine kleine Spannung mit geringem Strom 
anliegt (und vermutlich ein anderes Bauteil zerstört wird). Allerdings 
ist man ja meist nicht an Haushaltsgeräte gefesselt, und der 
Körperschlusskreis erfolgt über recht trockene Haut und hochohmige 
Weiterleitungen.

Beim EKG oder anderen medizinischen Geräten mag zunächst das mit der 
eher geringeren Spannung auch so sein. Allerdings kann man da ja eben 
nicht einfach loslassen, sondern die Elektroden sind mehr oder weniger 
stark am Körper befestigt (sofern der Untersuchte überhaupt bei 
Bewußtsein und bewegungsfähig ist). Zusätzlich wird der hochohmige 
Widerstand zur Haut noch mit künstlichen Mitteln für die Messung 
verringert.

Soweit erstmal aus medizinischer Sicht.

Weiterhin vermute ich, dass die Eingänge eines EKG aus messtechnischer 
vermutlich galvanisch vom Schutzleiter getrennt sein. Somit kann man den 
"Schmutz" auf dem Schutzleiter (Erdschleifen?) von den sehr 
empfindlichen Messgeräten fernhalten. Dies jedoch bedeutet wiederum 
stärkere Anforderungen an die Isolierung.

Wie oben schon gesagt, dürften bei medizinischen Geräten die 
Sicherheitsanforderungen gemäß IEC60601 deutlich höher sein als bei 
normalen Haushaltsgeräten. Die 10 mA vom FI reichen nicht für die 0,5mA 
bis zunter auf 0,01mA lt. der IEC60601.

*Editha meinst,* ich soll betonen, dass der gemessene Wasserhahn nicht 
im Bad ist.

: Bearbeitet durch User
von MJF (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> MJF schrieb:
>
>> Bitte nicht machen, das kann gefährlich sein. Die Y-Kondensatoren am
>> Eingang des Netzteils schaffen eine Verbindung zu der
>> Spannungsversorgung.
>
> Was bitte?

hier ist es erklärt:

http://de.wikipedia.org/wiki/Entstörkondensator

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Udo Schmitt schrieb:
>
>> Wobei, mein Wasserhahn ist zwar aus Metall, aber die Wasserleitung aus
>> Kunststoff.
>
> Hmm, muss der dann nicht per Draht mit dem SL verbunden sein?

Man muß nicht alles erden, was aus Metall ist und was man anfassen kann. 
Oder erdet man auch Tür- und Fenstergriffe? :)

von Andrew T. (marsufant)


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Martoma schrieb:
>>BF- bzw. besser  CF-sicherheit haben MUSS
>
> Stimmt nicht. Ein EKG ist nicht notwendigerweise ein Medizinprodukt.

Ein EKG ist notwendigerweise ein Medizinprodukt. Was sollte es auch 
sonst sein, etwa Klempnerbedarf?

> Daher genügen die Anforderung an Geräte, bei denen leitfähige Teile
> berührbar sind.

Eben das sagt BF aus. Du solltest IEC 60601 lesen, in der aktuellen 
Version - und dann auch verstehen.


> Batterie und Oszi sind zum Testen durchaus ok. Ein
> Restrisiko bleibt aber natürlich immer.  Was macht man, wenn am
> Oszi-Ausgang plätzlich Spannung anliegt?

Eben. Für genau so eine Fall das der EKG Verstärker und/oder das 
nachgeschaltete nicht potentialgetrennte Gerät eine SFC hat, muß man 
Gehirnschmalz investieren und vorsorgen. Ab der SFC interessiert nämlich 
herzlich wenig das der EKG Verstärker batteriegespeist ist.

Daher wählt man BF. Eine höhere Klasse wie CF schadet nicht, kostet aber 
mehr.

Ob man BF nun mit "Hobbymitteln" wie einem OK realisiert, und hofft das 
es damit gut geht. Oder mehr Aufwand treibt, damit es nicht nur bei 
Hoffnung, sodern sehr sicher gut geht. Oder einfach nur hofft, und auf 
jegliche sicherung verzichtet:

Das muß man selber entscheiden beim Basteln.

Da der TE aber sehr konkret nach Hilfestellung fragte, kam von mir auch 
ein sehr eindeutiger Bezug auf die Norm.

Genauso gut kann man hier über den Notwendigkeit und Sinn des Anlegens 
eines Gurtes beim Autofahren diskutieren.


>  Aber das wäre auch Scheisse,
> wenn man nur ranfasst.

Tja, womit wir wieder am anfang der Diskussion wären .-)

Eben, um derrtige Sch... zu vermeiden , insbesondere deren negative 
auswirkungen, haben sich pfiffige Leute einiges ausgedacht und das in 
diversne normen veröffentlicht.

von Harald W. (wilhelms)


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MJF schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> MJF schrieb:
>>
>>> Bitte nicht machen, das kann gefährlich sein. Die Y-Kondensatoren am
>>> Eingang des Netzteils schaffen eine Verbindung zu der
>>> Spannungsversorgung.
>>
>> Was bitte?
>
> hier ist es erklärt:
>
> http://de.wikipedia.org/wiki/Entstörkondensator

...und wo soll ein solcher Enstörkondensator sitzen? Ich habe
jedenfalls noch kein Oszilloskop gehabt, bei dem der Eingang
115V-Potential hatte.
Gruss
Harald

von Freidhof (Gast)


Angehängte Dateien:

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Anbei ein Foto von einem Oszi, bei dem PE nicht angeschlossen ist (durch 
den Reiseadapter).

Über diese Y-Kondensatoren können seltsame Effekte entstehen. Ob's 
wirklich gefährlich bei einem Trenntrafo wird, lässt sich schwierig 
voraussagen.

von Harald W. (wilhelms)


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Freidhof schrieb:

> Anbei ein Foto von einem Oszi, bei dem PE nicht angeschlossen ist (durch
> den Reiseadapter).

Naja, sowas kann man ja kaum als "bestimmungsgemäße Verwendung"
bezeichnen. Das "Abklemmen des Schutzleiters" wird zwar manchmal
gemacht, dann sollte man aber auch genau wissen, was man tut.
Übliche (deutsche) Reiseadapter erlauben auch nicht das Einstecken
eines Schukosteckers.
Gruss
Harald

von Freidhof (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Freidhof schrieb:
>
>> Anbei ein Foto von einem Oszi, bei dem PE nicht angeschlossen ist (durch
>> den Reiseadapter).
>
> Naja, sowas kann man ja kaum als "bestimmungsgemäße Verwendung"
> bezeichnen. Das "Abklemmen des Schutzleiters" wird zwar manchmal
> gemacht, dann sollte man aber auch genau wissen, was man tut.
> Übliche (deutsche) Reiseadapter erlauben auch nicht das Einstecken
> eines Schukosteckers.
> Gruss
> Harald

Richtig, ging ja nur um den Nachweis der Existenz dieser Cs. Es ist kein 
zugelassener Betrieb. Lassen wir's dabei.

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