Mendeteksi sinyal listrik dari tanaman

Anak saya ingin melakukan percobaan sains yang melibatkan membaca sinyal listrik di pabrik, tetapi biaya multi voltmeter dengan pencatatan data sangat tinggi. Adakah yang bisa menyarankan pengaturan kurang dari $ 100? Mungkin dia tidak perlu set up yang rumit jika dia menguji satu pabrik pada satu waktu? Tetapi saya percaya bahwa laju sampling harus setidaknya 3000 s / detik.

Berikut ini adalah pengaturan untuk percobaan serupa: Multimeter digital PXI-4071 (National Instruments, Austin, TX, USA) yang terhubung dengan elektroda Ag / AgCl reversibel non-polarizable 2 mm yang digunakan untuk merekam data digital. PXI-4071 digital multimeter resolusi tinggi menghasilkan pengukuran tegangan cepat dari 10 nV hingga 1000 V, pengukuran saat ini dari 1 pA ke 3 A dan pengukuran resistansi dari 10 μΩ hingga 5 GΩ. SEBUAH

Pembaruan: Salah satu peneliti di bidang ini menjawab email putri saya dan mengatakan bahwa ia dapat menggunakan DMM KEITHLEY. Apakah itu masih membutuhkan penguat? Satu-satunya yang terjangkau di ebay (model 169, 177, 179) hanya memiliki pembacaan digital, tanpa antarmuka PC. Saya kira dia membutuhkan semacam alat perekam keluaran, seperti osiloskop? Bagaimana dengan Radio Shack MM dengan antarmuka PC dan op-amp (di papan tempat memotong roti?)?

PEMBARUAN: Dia akhirnya menggunakan antarmuka w / PC multimeter digital RS. Perangkat lunaknya mudah digunakan dan data dapat disimpan ke file teks di komputer. Untuk setiap tes, DMM mengambil pembacaan setiap detik selama 100 detik (ada opsi lain juga). MM diatur untuk merekam mA. Saya klorida 30 kawat perak mengukur dengan pemutih untuk elektroda. Itu bekerja dengan baik, tapi mungkin bisa lebih tebal dan tidak terlalu bengkok. DMM memang mengukur reaksi yang kuat dari pabrik ketika ditekan dengan panas tinggi (kawat kuningan melekat pada pena woodburning kuningan) diterapkan selama 5 detik. Tegangan awal tampaknya sangat bervariasi dari hari ke hari (lebih dari 20 hari), tapi saya pikir itu karena elektroda menyentuh daun yang berbeda atau bagian dari daun pada setiap hari. Lain kali, itu harus di tempat yang sama untuk setiap pabrik sepanjang hari.

Jika diperlukan 3000 sampel per detik, saya akan menyarankan pencatat data untuk dibangun di beberapa ATMega dengan DAC bawaan dan beberapa saluran analog. Melalui UART, pengaturan ini akan terhubung ke PC sederhana.

Bagian yang sulit adalah membangun amplifier mV yang tepat untuk probe ion. Amplifier ini harus impedansi yang sangat tinggi, dengan gain tinggi dan mungkin dengan input diferensial. Tapi ada opamps murah dan tepat hari ini, jadi itu bukan masalah besar IMHO. Setidaknya $ 100 harus lebih dari cukup.

Saya tidak bisa mengarahkan Anda ke referensi yang tepat untuk bagian analog dari proyek ini, tetapi saya memiliki beberapa memori yang saya lihat serupa di buku hebat "The Art of electronics". Cari di sana untuk beberapa skema.

Saya akan menggunakan beberapa solusi DAQ murah seperti http://labjack.com/u3 atau http://www.mccdaq.com/usb-data-acquisition/USB-1208FS-LS-1408FS-Series.aspx (haven tidak digunakan, tetapi keduanya terlihat OK - ini adalah hal-hal sederhana) atau paket perangkat keras / perangkat lunak osiloskop usb.

Anda akan memerlukan preamplifier untuk elektroda Ag / AgCl, yang dapat dibangun dengan amplifier instrumentasi seperti AD623, seluruh rangkaian mungkin sekitar $ 20.

Sebagai alternatif, http://www.backyardbrains.com memiliki banyak kit kecil dengan gain amp yang cukup tinggi untuk biopotensi, dan beberapa di antaranya mungkin dapat disesuaikan untuk keperluan Anda.

3KHz memang terdengar tinggi.

Jika Anda bisa sedikit lebih tepat tentang respons apa yang ingin ia ukur, saya mungkin bisa sedikit lebih membantu. Dorong dia untuk membangun eksperimen untuk mengatasi hipotesis yang bisa dia jawab.

Sebuah DSO-nano atau osiloskop serupa mungkin lebih baik untuk uang, itu akan memungkinkan melihat bentuk gelombang (ruang lingkup CRT tua yang murah untuk $ 20 ditambah kamera digital adalah metode lain).

TBH Saya tidak tahu bahwa tanaman mengeluarkan sinyal listrik, Anda mungkin akan kesulitan membuktikannya sebagai tanaman dan bukan hanya menyimpang EMC dan tanaman bertindak sebagai antena.

Saya merasa sangat sulit untuk percaya bahwa diperlukan 3000 sampel per detik. Proses sel manusia berada pada urutan 10 hingga 100 dari Hz dan kami bergerak jauh lebih cepat dan memiliki kemampuan pemrosesan / respons yang sedikit lebih banyak daripada yang dilakukan tanaman. Saya akan terkejut jika Anda membutuhkan sesuatu yang lebih cepat daripada beberapa Hz. Sebagai uji kasus, saya percaya bahwa perangkap lalat venus adalah salah satu tanaman yang bergerak paling cepat dan mereka bergerak perlahan (ya ada polong biji yang meletus pada Km / Jam tetapi itu adalah energi yang disimpan).

Ada alasan mengapa eqt ini mahal, mendeteksi sinyal kecil sangat sulit dilakukan. Ada penguat Instrumentasi tingkat elektrometer yang tersedia tetapi bahkan menggunakan perangkat ini sangat rumit karena arus bocor di permukaan material yang digunakan dapat menyebabkan sinyal penting. Meningkatkan bandwidth / kecepatan yang lebih rendah akan menjadi kunci untuk mengurangi kebisingan di sirkuit apa pun yang Anda hasilkan.

Ironisnya, cara paling murah merakit sirkuit ini adalah yang terbaik (yaitu dead bugging) karena Anda tidak ingin membangun ini di atas papan perf, atau papan proto, arus bocor akan terlalu tinggi.

Mungkin ada amplifier Instrumentasi yang kelas elektrometer juga. Saya akan mencatat bahwa banyak perangkat di www.analog.com yang merupakan perangkat "masuk" sekarang sudah usang. Juga perhatikan bahwa banyak produsen akan mencicipi perangkat gratis, terutama untuk anak-anak dan proyek sains ...

Sekarang ini hanya akan membawa Anda ke sinyal buffered dan diperkuat yang kemudian perlu Anda masukkan ke dalam domain digital, tetapi saya perhatikan bahwa orang lain telah memberi Anda petunjuk.

Anda memerlukan setidaknya 10 gigaohms impedansi - yaitu lebih tinggi dari impedansi pabrik - instrumen texas melakukan opamp yang baik untuk sekitar 5 dolar untuk tujuan ini - jika tidak saat ini akan lebih mudah untuk memasukkan peralatan pengukuran Anda daripada melanjutkan jalurnya melalui pabrik . . 100 sampel per detik bahkan cukup - jika Anda pikir potensi aksi berlangsung mungkin 30 ms. Baca bagian kedua dari makalah ini - panduan seniman untuk menanam elektrofisiologi http://plasticites-sciences-arts.org/PLASTIR/Leudar%20P34.pdf - dan beri tahu kami bagaimana kelanjutannya!