Signalübertragung durch den Körper

Datenübertragung durch die Luft ist längst Standard. Was gibt es da alles: WLAN, Bluetooth, NFC/RFID.
Nachteil, Daten die auf diesem Wege übertragen werden, können abgefangen werden, ohne dass der Sender oder Empfänger dies bemerken können. Aber zurück zum Kabel? Auch nicht das Wahre.

Vor einiger Zeit kam in den Medien immer mal wieder das Thema auf die Daten durch den Körper übertragen zu können. So habe ich das vor kurzem in einem Online-Artikel gelesen und mir gedacht, dass man dafür kein Wissenschaftler sein muss, um sowas selbst aufzubauen, die Daten zu übertragen und dann die Signale wieder auslesen zu können.

Zuallererst ein wenig Biologie und Physik. 😉
Der menschliche Körper besteht aus Zellen, diese wiederum aus Molekülen und diese wiederum aus Atomen. Nun kommt der Schritt in die Physik, ein Atom besteht aus Protonen und Elektronen. In der Elektronik sind die Elektronen das was wichtig ist. 😉
Der menschliche Körper hat im Grunde, aus elektrotechnischer Sicht, zwei Eigenschaften: er ist ein Widerstand und eine Kapazität zugleich. Der Widerstand liegt für gewöhnlich zwischen 1 MOhm und 2 kOhm. Diese große Differenz ergibt sich aus der Hydration des Körpers, des Alters usw. Die Kapazität liegt zwischen 100 und 200 pF.
Wenn man den menschlichen Körper nun als elektronisches Bauteil ansieht, wird es recht einfach, denn der Körper ist dann nur eine Leitung mit hohem Widerstand.

Also habe ich mir einen Arduino geschnappt und einen Programmcode geschrieben, der „SOS“ als Morsecode in Form von HIGH und LOW Signalen ausgibt. Das wäre die Transmitterseite, nun braucht es noch eine Empfängerseite. Denn bei hohen Widerständen kommt es zu einigen Verlusten. Der Arduino gibt 5V an den Ausgängen aus, durch den Körper (Hand zu Hand) verliert der Körper knapp 3V (gemessen), also 60% der Spannung.
Die Empfängerseite besteht aus einer Transistorverstärker-Schaltung und einer LED. Das schwache Signal wird von den Transistoren verstärkt und mit der Spannung des Akku erreichen diese dann eine verstärkte Spannung, welche hoch genug ist, um die LED durchzuschalten bzw. die Signale optisch auszugeben.

Das wars dann auch, nun ging es daran das Ganze zu testen, und da hat sich die Laura als Probandin zum Testen zur Verfügung gestellt, dafür ein großes Danke. 😉

Wie ihr sehen könnt geht das weiße Kabel in Lauras Hand. Das Signale durchquert ihren Körper und verlässt die andere Hand und geht dann zur Verstärkerschaltung und lässt die LED simultan mit der LED auf dem Arduino aufblinken.

Wissenschaft ist fantastisch, nicht wahr? 😉

Als nächste Experimentierphase ist geplant, dass ein anderer Arduino das Signal auslesen und das Wort was zuvor in den Körper geschickt wird, dekodiert und am Computer ausgeben wird. 🙂

P.S.: das Experiment war zu keinem Zeitpunkt gefährlich, da bei Lauras Körperwiderstand nur ein Strom von 20µA fließen konnte und bei 5V keine Gefahr besteht. Zur Info: erst ab 500µA, also das 25-fache des vorhanden gewesenen Stromes, ist es möglich diesen überhaupt empfinden zu können. Für weitere Informationen zur Sicherheit und Gefahren durch hohe Spannungen und Strömen hilft die VDE und entsprechende Wikipedia-Artikel.

3 Gedanken zu „Signalübertragung durch den Körper“

  1. Mega cool!
    Dachte mir doch am Freitag in den Gesprächen schon, dass das klappen muss 😛
    Aber dass du das so schnell realisierst ist glatt noch mal besser!
    Weiter so!

    Hast du auch schon eine Idee für eine Anwendung?
    Grüße Max

    1. Ist doch eh alles ungesund 😉
      Deswegen nur in Maßen, möglichst kurz, geringe Spannung = geringer Strom.
      Aber bei 60% Verlust bei 5V, würde ich nicht wirklich noch weiter runter gehen. Und bei 20µA kann nichts passieren.
      Zum Solarrouter, siehe Wiki 😉

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