Wykonanie obwodu wzmacniacza Stethescope

W poście wyjaśniono, jak wykonać elektroniczny obwód wzmacniacza stetoskopu, aby umożliwić głośną i słyszalną reprodukcję zdiagnozowanych uderzeń serca. Artykuł ujawnia również, jak to samo można zastosować w telefonie komórkowym za pośrednictwem obwodu bezprzewodowego. Pomysł został zgłoszony przez dr Ankita.

Główne wymagania

1. Proszę o pomoc w następującym obwodzie „Stetoskop elektroniczny”.
2. Znaczenie - Zwykły stetoskop to urządzenie służące do słuchania oddechu i dźwięków serca. Wydrążona gumowa rurka jest podłączona na jednym końcu do membrany w kształcie dysku (umieszczonej nad pacjentem), a drugi koniec jest połączony w kształcie litery Y z uchem słuchacza.
3. Ponieważ dźwięki oddechu i serca wytwarzają niewielkie wibracje, powodują one wibracje membrany, a następnie dźwięk jest wzmacniany w dysku i słyszalny przez rurkę do drugiego końca.
4. W szpitalach często słychać hałas innych urządzeń, stąd słabe dźwięki przekazywane przez stetoskop są czasami niesłyszalne, a ważna diagnoza jest przeoczana przez słuchacza.

Cel:

• Wymagany jest obwód, który odbiera wibracje dźwięku z membrany stetoskopu i przekształca je w sygnały elektroniczne, które są następnie wzmacniane i można je usłyszeć przez głośnik na tyle głośno, że nie jest wymagane podłączenie do uszu i żaden dźwięk nie zostanie pominięty (nawet doświadczeni praktycy).
• Wykorzystywana bateria może być mała, lekka 4,5 V lub 6 V (jak te używane w ładowalnych latarkach led) LUB przez przenośne banki energii, ponieważ stetoskop musi być przenośny i łatwy do przenoszenia, a jednocześnie unikać podłączania do gniazdka ściennego do zasilania.
• Jako ulepszenie tego obwodu - jeśli to możliwe, obwód może pobierać energię bezpośrednio z telefonu Android ORAZ ponownie, jeśli to możliwe, sygnały wyjściowe mogą być wizualizowane jako wykres na ekranie Androida.
• Ponieważ nie ma bezpośredniego kontaktu z uszami, zapobiega to również zakażeniom krzyżowym uszu, co czasami ma miejsce, gdy jeden stetoskop jest używany przez wielu użytkowników.

Projektowanie

Dźwięk bicia serca może być bardzo słaby i dlatego nie można go usłyszeć bez minimum odpowiedniego urządzenia, takiego jak stetoskop.

Stetoskop to podstawowe urządzenie, które polega na zbieraniu i przenoszeniu drgań powietrza przez rurkę do uszu użytkownika.

Drgania są wywoływane przez bicie serca na przeponie czujnikowej stetoskopu, gdy jest ona zbliżana do klatki piersiowej, gdzie znajduje się serce, a ruch membrany wprawia kolumnę powietrza wewnątrz rurki w odpowiednio pchająco-ciągnący ruch wibracyjny

To z pewnością oznacza, że ​​chociaż wibracje powietrza lub wibracje dźwięku generowane przez serce mogą być wystarczająco małe, ale są wystarczająco głośne, aby można je było usłyszeć bez pomocy urządzenia elektrycznego, co oznacza, że ​​dźwięk może być wystarczająco silny, aby wzmocnić go za pomocą audio wzmacniacz, ponieważ jeśli nagie ucho może usłyszeć te drobne wibracje, to też mikrofon wzmacniacza.

Produkcja bicia serca w głośniku

Aby odtworzyć dźwięk przez głośnik, sygnał musi zostać znacznie wzmocniony, a także w trakcie musi zostać odpowiednio przetworzony, aby usunąć wszelkie związane z tym zakłócenia.

Schemat obwodu proponowanego elektronicznego wzmacniacza stetoskopowego jest zaprojektowany z wykorzystaniem dwóch etapów, z których jeden składa się z obwodu regulacji tonu opartego na wzmacniaczu operacyjnym i zintegrowanego odpowiedniego stopnia wzmacniacza.

Stopień kontroli tonu jest zbudowany wokół wzmacniacza operacyjnego 741 i przy pomocy powiązanych sieci RC i potencjometrów. Górny potencjometr kontroluje dolną granicę częstotliwości, podczas gdy dolny potencjometr służy do kontrolowania górnej granicy częstotliwości. Oba te potencjometry można odpowiednio ustawić, aby uzyskać najlepszą możliwą klarowność dźwięku.

Oprócz przetwarzania dźwięku stopień operacyjny działa również jak przedwzmacniacz, podnosząc bardzo niską amplitudę impulsów bicia serca do odpowiedniego poziomu na wejściu wzmacniacza mocy. Dzięki temu wzmacniacz mocy może odbierać sygnały powyżej wymaganego minimalnego wykrywalnego poziomu i optymalnie wzmacniać je w głośnikach.

MIC jako główny czujnik

Główny stopień wykrywania tego elektronicznego obwodu stetoskopu jest utworzony przez elektretowy MIC, który można zobaczyć skonfigurowany na wejściu stopnia kontroli tonu za pośrednictwem sieci RC.

Aby MIC mógł wykrywać sygnały bicia serca, mikrofon jest zamknięty w gumowej rurce z gumowym lejkiem przypominającym otwór w ustach.

Otwór podobny do lejka powinien być przyklejony do klatki piersiowej pacjenta tuż nad obszarem serca, aby umożliwić MIC wykrycie skoncentrowanego dźwięku tętna i przekształcenie go w minutowe proporcjonalnie pulsujące impulsy elektryczne.

Obwód wzmacniacza reaguje na te sygnały i przetwarza je odpowiednio, zgodnie z ustawieniem potencjometrów filtra dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego.

Sfinalizowany sygnał jest podawany na wejście wzmacniacza mocy skonfigurowanego wokół obwodu wzmacniacza TDA2003, który jest w stanie wygenerować silne 10 watów wzmocnienia przez 8-omowy głośnik.

Potencjometr między wyjściem 741 a wejściem TDA określa głośność dźwięku i może być regulowany.

Możesz także chcieć nauczyć się konstrukcji pliku Obwód stetoskopu Bluetooth

Prostsza alternatywa (przy użyciu bezprzewodowego nadajnika FM)

We wniosku widzimy również wzmiankę o urządzeniu kompatybilnym z telefonem z Androidem, co jest trudne do osiągnięcia przy użyciu powyższego obwodu, ponieważ minimalne napięcie robocze tego obwodu może przekraczać 12 V, więc nie można go łatwo obsługiwać za pomocą istniejącej baterii telefonu komórkowego

Prostszą, ale bardziej zaawansowaną metodą uzyskania funkcjonalności elektronicznego wzmacniacza stetoskopowego w telefonie komórkowym jest połączenie bezprzewodowe.

Mały obwód nadajnika FM może być używany i umieszczony w pobliżu klatki piersiowej pacjenta, a tętno serca można usłyszeć lub nagrać głośno i wyraźnie za pomocą dowolnego telefonu komórkowego wyposażonego w radio FM, które jest powszechnie stosowane we wszystkich standardowych telefonach komórkowych, niezależnie od ich poziomu zaawansowania.

Mikrofon będzie musiał być odpowiednio zamknięty w obudowie typu rura / lejek, jak sugerowano w poprzedniej dyskusji, aby inne formy zakłóceń stały się niewykrywalne dla MIC.

Po zarejestrowaniu bicia serca w telefonie z systemem Android można go łatwo wykorzystać za pomocą odpowiedniej aplikacji do konwersji tego samego na format graficzny i umożliwienia bardziej naukowej oceny stanu serca pacjenta.

Konfigurację obwodu bezprzewodowego wzmacniacza stetoskopu można zrozumieć na poniższym schemacie

Lista części

• R1 = 1 M,
• R2 = 2K2,
• R3 = 470 omów,
• R4 = 39K,
• R5 = 470 omów,
• R6 = 4k7
• R7 = 270 K.
• C1 = 0,1 uF,
• C2 = 4,7 uF,
• C3, C6 = 0,001 uF,
• C4 = 3,3 pF,
• C5 = 10 pF,
• C7 = 100 uF / 16 V.
• D1 ---- D4 = 1N4007
• L1 = Zobacz tekst
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B
• TR1 = transformator, 0-9 V, 100 mA

Informacje zwrotne od pana Jana

Zbudowałem ten projekt i działa dobrze jak normalny wzmacniacz, ale nie jest wystarczająco czuły, aby odebrać bicie serca.

Jakieś sugestie, jak mogę uczynić to bardziej wrażliwym? Twoja pomoc będzie bardzo mile widziana.

Rozwiązywanie zapytania dotyczącego obwodu

Moja odpowiedź: Konstrukcja wyjaśniona powyżej musi być odpowiednio zoptymalizowana, aby uzyskać jak najkorzystniejsze wyniki, jednak w celu maksymalnego wzmocnienia wyniku można by wprowadzić tranzystorowy przedwzmacniacz MIC na C5, jak pokazano na poniższym schemacie, powinno to miejmy nadzieję, że proponowany elektroniczny obwód stetoskopu będzie wyjątkowo czuły i sprawi, że bicie serca stanie się głośno słyszalne.

Sty:

Dziękuję za aktualizację.

Dokonałem zmian i muszę przyznać, że jest znacznie bardziej czuły, chociaż nadal nie mogę wyraźnie odebrać bicia serca. Myślę, że problem może dotyczyć mikrofonu.

Pytanie: Czy wszystkie mikrofony elektretowe są mniej więcej takie same, czy też dostajesz bardziej czułe?

Analiza wyników obwodu

Dziękuję Jan,

Według mnie wszystkie mikrofony elektretowe są podobne pod względem specyfikacji, będą zachowywać się identycznie, chyba że urządzenie jest wadliwe lub przypadkowo jest duplikatem niskiej jakości.

Myślę, że będziesz musiał dostroić obwód, aby uzyskać odpowiednią, optymalną odpowiedź na wyjściu. W tym celu najpierw musisz wymienić głośnik na słuchawki, aby początkowy niski niezoptymalizowany dźwięk stał się lekko słyszalny w naszych uszach.

Gdy już zdobędziesz dźwięk, możesz zacząć regulować potencjometry wysokich tonów niskich, aż w słuchawkach pojawi się najkorzystniejszy dźwięk, a później, gdy dźwięk będzie doskonały, słuchawki można z powrotem zastąpić głośnikami.

Jeśli uznasz, że istniejący stopień tonów wysokich jest nieodpowiedni, możesz go zastąpić kolejnym 10-stopniowym korektorem i uzyskać dostęp do 10-stopniowej kontroli optymalizacji.

https://homemade-circuits.com/2013/06/10-band-graphic-equalizer-circuit-for.html

Z poważaniem.

Ostrzeżenie: koncepcja nie została zweryfikowana pod względem dokładności i wiarygodności, a autor w żaden sposób nie popiera stosowania tego obwodu do poważnej diagnostyki serca. Przed użyciem opisanego obwodu praktycznie na pacjencie skonsultuj się z wykwalifikowanym personelem medycznym.