Изработване на схема за усилвател на стетескоп

Постът обяснява как да се направи електронен усилвател на стетоскоп, за да се даде възможност за силно звуково възпроизвеждане на сърдечните удари, което се диагностицира. Статията разкрива също как същото може да се приложи в мобилен телефон чрез безжична верига. Идеята е поискана от д-р Анкит.

Основни изисквания

1. Бих искал да ми помогнете със следната схема „Електронен стетоскоп“.
2. Значение - Обикновеният стетоскоп е устройство, използвано за прослушване на дишането и сърдечните звуци. Куха гумена тръба е свързана в единия край с дискообразна диафрагма (поставена над пациента), а другият край е свързан с форма Y с ухото на слушателя.
3. Тъй като дишането и сърдечните звуци създават леки вибрации, те карат диафрагмата да вибрира и след това звукът се усилва в диска и се чува през тръбата до другия край.
4. В болниците често се чува шум от друго оборудване, поради което слабите звуци, предавани от стетоскопа, понякога не се чуват и важна диагноза се пропуска от слушателя.

Цел:

• Изисква се схема, която улавя звукови вибрации от диафрагмата на стетоскопа и ги преобразува в електронни сигнали, които след това се усилват и могат да се чуят през високоговорител, достатъчно силен, че не е необходимо свързване към ушите и не се пропуска звук (дори от по-малко опитни практикуващи).
• Използваната батерия може да е малка, лека 4.5V или 6V (като тези, използвани в акумулаторна светодиодна горелка) ИЛИ чрез мобилни батерии за захранване, тъй като стетоскопът трябва да бъде преносим и лесен за носене, като същевременно се избягват връзките в електрически контакти за захранване.
• Като подобрение на тази схема - Ако е възможно, веригата може да получава енергия чрез телефон с Android директно И отново, ако е възможно, изходните сигнали могат да бъдат визуализирани като графика на екрана на Android.
• Тъй като няма директен контакт с ушите, това също ще предотврати кръстосана инфекция на ушите, както понякога се случва, когато един стетоскоп се използва от множество потребители.

Дизайнът

Звукът от сърдечен ритъм може да бъде изключително слаб и следователно не може да се чуе без минимално подходящо устройство като стетоскоп.

Стетоскопът е основно устройство, което разчита на бране и пренасяне на въздушните вибрации през тръба в ушите на потребителя.

Вибрациите се причиняват от ударите на сърцето върху сензорната диафрагма на стетоскопа, когато тя се доближи в непосредствена близост до гърдите, където е разположено сърцето, а движението на диафрагмата настройва въздушния стълб вътре в тръбата в съответно тласкащо вибрационно движение

Това със сигурност означава, че въпреки че вибрациите на въздуха или звуковите вибрации, генерирани от сърцето, могат да бъдат достатъчно малки, но са достатъчно силни, за да се чуят без помощта на електрическо устройство, което предполага, че звукът може да бъде достатъчно силен, за да се усили с помощта на аудио усилвател, защото ако простото ухо може да чуе тези малки вибрации, то и усилвателят MIC.

Създаване на Heartbeat в високоговорител

За да се възпроизведе звукът през високоговорител, сигналът трябва да бъде усилен значително, а също така в хода той трябва да бъде подходящо обработен, за да премахне всички свързани смущения.

Схемата на предлагания електронен усилвател за стетоскоп е проектирана с помощта на два етапа, един от които се състои от схема за управление на тона, базирана на opamp, и вградения правилен усилвател.

Етапът за контрол на тона е изграден около opamp 741 и с помощта на свързаните RC мрежи и саксиите. Горният пот контролира границата на ниската честота, докато долният пот се използва за контрол на горната граница на честотата. И двете саксии могат да бъдат подходящо настроени за постигане на възможно най-добрата яснота на звука.

В допълнение към обработката на звука, сцената на операционния усилвател също действа като предусилвател за повишаване на много ниската амплитуда на пулса на сърдечния ритъм до подходящо ниво за входа на усилвателя на мощност. Това позволява на усилвателя на мощността да избира сигналите над необходимото минимално ниво на откриване и да го усилва оптимално на високоговорителите.

MIC като основен сензор

Основният сензорен етап на тази електронна стетоскопска схема е оформен от електрет MIC, който може да се види конфигуриран през входа на етапа за управление на тона чрез RC мрежа.

За да позволи на MIC да усеща минутните сърдечни удари, микрофонът е затворен в гумена тръба с гумена фуния като отваряне на устата.

Отворът, подобен на фунията, трябва да се залепи върху гърдите на пациента точно над сърдечната област, за да позволи на MIC да открие концентрирания звук на пулса и да го преобразува в минутни пропорционално пулсиращи електрически импулси.

Операционната верига реагира на тези сигнали и я обработва по подходящ начин според настройката на нискочестотния и високочестотния филтър.

Финализираният сигнал се прилага към входа на усилвателя на мощността, конфигуриран около усилвателната верига TDA2003, който може да генерира силно усилване от 10 вата през високоговорител с 8 ома.

Потът между изхода 741 и TDA входа определя силата на звука и може да се регулира за същия.

Може да искате да научите и конструкцията на Bluetooth верига за стетоскоп

По-проста алтернатива (с използване на безжичен FM предавател)

В заявката виждаме и споменаването на устройство, съвместимо с Android телефон, което е трудно да се постигне с помощта на горната схема, тъй като минималното работно напрежение на тази схема може да бъде над 12V, така че не може да се управлява лесно с помощта на съществуваща батерия на мобилен телефон

По-опростен, но по-усъвършенстван метод за постигане на функционалност на електронен усилвател на стетоскоп с мобилен телефон е безжичната връзка.

Малка верига на FM предавател може да се използва и позиционира близо до гърдите на пациента, а сърдечните импулси могат да се чуват или записват силно и ясно през всеки мобилен телефон, оборудван с FM радио, което обикновено се включва във всички стандартни мобилни телефони, независимо от неговото ниво на усъвършенстване.

Микрофонът ще трябва да бъде капсулиран по подходящ начин в заграждение тип тръба / фуния, както беше предложено в предишната дискусия, така че други форми на смущения да станат неоткриваеми за MIC.

След като сърдечните удари бъдат записани в телефона на андроид, това може лесно да се използва с подходящо приложение за конвертиране на същото в графичен формат и за по-научна оценка на състоянието на сърцето на пациента.

Настройката на безжичния усилвател на стетоскоп може да бъде разбрана от следната схема

Списък с части

• R1 = 1M,
• R2 = 2K2,
• R3 = 470 ома,
• R4 = 39K,
• R5 = 470 ома,
• R6 = 4k7
• R7 = 270K
• C1 = 0,1 uF,
• C2 = 4.7 uF,
• C3, C6 = 0.001uF,
• C4 = 3.3pF,
• C5 = 10pF,
• C7 = 100uF / 16V
• D1 ---- D4 = 1N4007
• L1 = Вижте Текст
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B
• TR1 = transformer, 0-9V, 100mA

Отзиви от г-н Ян

Изградих този проект и работи добре като нормален усилвател, но не е достатъчно чувствителен, за да вдигне сърдечен ритъм.

Някакви предложения за това как мога да направя това по-чувствително? Вашето съдействие ще бъде много оценено.

Решаване на верижна заявка

Моят отговор: Обясненият по-горе дизайн трябва да бъде правилно оптимизиран, за да се получат най-благоприятните резултати, но за да се подобри максимално резултатът, може да се въведе транзисторизиран предусилвател на MIC при C5, както е показано на следващата диаграма, това трябва надяваме се да направим предложената схема за електронен стетоскоп изключително чувствителна и да даде възможност на сърдечния ритъм да стане силно чуваем.

Януари:

Благодаря Ви за актуализацията.

Направих промените и трябва да призная, че това е много по-чувствително, въпреки че все още не мога да почувствам сърдечен ритъм ясно. Мисля, че проблемът може да е в микрофона.

Въпрос: Всички електретни микрофони горе-долу еднакви ли са или получавате такива, които са по-чувствителни?

Анализиране на резултатите от веригата

Благодаря ти Ян,

Според мен Electret Mics са сходни със своите спецификации, те ще се държат идентично, освен ако устройството не е повредено или случайно е дублирано парче с ниско качество.

Мисля, че ще трябва да прецизирате веригата, за да получите правилен оптимален отговор от изхода.За това първо трябва да замените високоговорителя със слушалки, така че първоначалният нисък неоптимизиран звук да стане леко доловим в нашите уши.

След като стигнете до звука, можете да започнете да настройвате бас високите височини, докато най-благоприятният звук стане наличен в слушалките, по-късно след като звукът е перфектен, слушалките могат да бъдат заменени обратно с високоговорители.

Ако установите, че съществуващото ниво на бас високите честоти е неадекватно, можете да го замените със следния 10-степенен еквалайзер и да получите достъп до 10-степенно управление за оптимизация.

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

С Най-Добри Пожелания.

Предупреждение: Концепцията не е проверена за нейната точност и достоверност и авторът по никакъв начин не подкрепя използването на тази схема за сериозна диагностика на сърцето. Консултирайте се с квалифициран медицински специалист, преди да използвате обяснената схема практически на пациент.