植物からの電気信号を検出する

私の娘は、植物の電気信号の読み取りを含むscience fair実験を行いたいと思っていますが、データロギングを備えたマルチ電圧計のコストは非常に高くなっています。誰かが100ドル未満の設定を提案できますか？彼女が一度に1つの植物をテストする場合、多分彼女は複雑な設定を必要としませんか？しかし、サンプリングレートは少なくとも3000秒/秒である必要があると思います。

同様の実験のセットアップを次に示します。厚さ0.2 mmの非分極性の可逆Ag / AgCl電極に接続されたPXI-4071デジタルマルチメーター（National Instruments、テキサス州オースティン）を使用して、デジタルデータを記録しました。PXI-4071高解像度デジタルマルチメータは、10 nV〜1000 Vの高速電圧測定、1 pA〜3 Aの電流測定、および10 µΩ〜5GΩの抵抗測定を提供します。あ

更新：この分野の研究者の1人が私の娘の電子メールに答え、彼女はKEITHLEY DMMを使用できると述べました。それでもアンプが必要でしょうか？ebayで唯一手頃な価格のもの（モデル169、177、179）はデジタル読み出しのみで、PCインターフェースはありません。彼女はオシロスコープのようなある種の出力記録装置が必要だと思いますか？PCインターフェイスとオペアンプ（ブレッドボード上）を備えたRadio Shack MMはどうですか？

更新：彼女はRSデジタルマルチメーターw / PCインターフェイスを使用することになった。ソフトウェアは使いやすく、データはコンピューター上のテキストファイルに保存できました。各テストで、DMMは毎秒100秒の読み取りを行いました（他のオプションもあります）。MMはmAを記録するように設定されています。電極に漂白剤を使用して、30ゲージの銀線を塩化しました。それらは問題なく動作しましたが、おそらく厚く、それほど曲がっていなかった可能性があります。DMMは、高熱（真ちゅう製のウッドバーニングペンに取り付けられた真ちゅう製のワイヤー）を5秒間加えてストレスを受けたときの植物からの強い反応を測定しました。ベースライン電圧は日によって大きく（20日以上）変化しているように見えましたが、電極が毎日異なる葉または葉の一部に触れていたためと考えています。次回は、すべての日にわたって、各植物の同じ場所にある必要があります。

1秒あたり3000サンプルが必要な場合は、DACといくつかのアナログチャネルが組み込まれたATMegaでデータロガーを構築することをお勧めします。UARTを介して、この設定はシンプルなPCに接続されます。

難しいのは、イオンプローブ用の正確なmVアンプを構築することです。このアンプは、高ゲインで、おそらく差動入力で、非常に高いインピーダンスでなければなりません。しかし、最近は安くて正確なオペアンプがあるので、私見では大きな問題ではありません。少なくとも100ドルで十分です。

プロジェクトのこのアナログ部分の正確な参照を指摘することはできませんが、素晴らしい本「The Art of electronics」で似たようなものを見た記憶があります。回路図を検索してください。

私のようないくつかの低コストDAQ溶液でいいと思うhttp://labjack.com/u3 またはhttp://www.mccdaq.com/usb-data-acquisition/USB-1208FS-LS-1408FS-Series.aspx（避難所どちらも使用していませんが、どちらも問題ありません-これは単純なものです）または任意のUSBオシロスコープハードウェア/ソフトウェアパッケージ。

Ag / AgCl電極用のプリアンプが必要です。これは、AD623のような計装用アンプで構築でき、回路全体はおそらく約20ドルです。

別の方法として、http： //www.backyardbrains.comには、生体電位用のかなり高いゲインアンプを備えた小さなキットがたくさんありますが、そのいくつかは目的に合わせて調整できる場合があります。

3KHzは高音になります。

彼女が測定したい応答についてもう少し正確であることができれば、もう少し役立つかもしれません。彼女が答えることができる仮説に取り組むための実験を構築するように彼女に励ましてください。

DSO-nanoまたは同様のオシロスコープは、お金のために優れているかもしれません、それは波形の表示を可能にします（20ドルとデジタルカメラの安価な古いCRTスコープは別の方法です）。

TBH植物が電気信号を発することに気付いていませんでした。おそらく、それが植物であり、EMCとアンテナとして機能している植物だけではないことを証明するのは難しいでしょう。

1秒あたり3000サンプルが必要であると信じるのは非常に難しいと思います。人間の細胞プロセスは10〜数百Hz程度であり、植物よりもはるかに速く移動し、処理/応答能力が少し高くなります。数Hzよりも高速なものが必要な場合は、驚きます。テストケースとして、ビーナスフライトラップは最も速く動く植物の1つであり、ゆっくりと動くと思います（そうです、Km / Hrで噴出するシードポッドがありますが、エネルギーは蓄積されています）。

このeqtが高価である理由があり、小さな信号の検出は非常に困難です。あるエレクトロ級計装アンプ利用できるがそれでも、これらのデバイスを使用すると、顕著なシグナルが発生する可能性があります使用される材料の表面全体の漏れ電流として非常にトリッキーです。帯域幅/速度を低くすることが、思いつく回路のノイズを減らすための鍵となります。

皮肉なことに、この回路を組み立てる最も費用のかからない方法は、パフォーマンスボードまたはプロトボード上にこれを構築したくないので、リーク電流が高すぎるため、最善です（つまり、デッドバグ）。

電位計グレードの計装アンプもおそらくあります。「移動」デバイスであったwww.analog.comの多くのデバイスが廃止されたことに注意します。また、多くのメーカーは、特に子供たちや科学プロジェクトのために、無料でデバイスをサンプル化することに注意してください...

これで、バッファリングされ増幅された信号のみが表示され、デジタルドメインに詰め込む必要がありますが、他の人がすでにリードを与えていることに注意します。

少なくとも10ギガオームのインピーダンス、つまりプラントのインピーダンスより高いインピーダンスが必要です-テキサスの計測器は、この目的のために約5ドルで優れたオペアンプを実行します。 。。1秒あたり100サンプルで十分です-活動電位がおそらく30ミリ秒続く場合。このペーパーの2番目の部分-植物の電気生理学のアーティストガイドhttp://plasticites-sciences-arts.org/PLASTIR/Leudar%20P34.pdf-を読んで、それがどのように行われるかをお知らせください！