Vytvoření obvodu zesilovače Stethescope

Příspěvek vysvětluje, jak vytvořit obvod zesilovače elektronického stetoskopu pro umožnění hlasité zvukové reprodukce diagnostikovaných srdečních tepů. Článek také odhaluje, jak to samé lze použít v mobilním telefonu prostřednictvím bezdrátového obvodu. Tuto myšlenku požadoval Dr. Ankit.

Hlavní požadavky

1. Chtěl bych vás požádat, abyste mi pomohli s následujícím okruhem „Elektronický stetoskop“.
2. Význam - Běžný stetoskop je zařízení sloužící k poslechu dechových a srdečních zvuků. Dutá gumová trubice je na jednom konci spojena s membránou ve tvaru disku (umístěnou nad pacientem) a druhý konec je spojen s tvarem Y k uchu posluchače.
3. Jelikož zvuky dýchání a srdce vytvářejí mírné vibrace, způsobují vibrace bránice a poté je zvuk zesílen v disku a je slyšet trubicí na druhý konec.
4. V nemocnicích často dochází k hluku jiných zařízení, proto jsou slabé zvuky přenášené stetoskopem někdy neslyšitelné a posluchačům chybí důležitá diagnóza.

Cíl:

• Je vyžadován obvod, který snímá zvukové vibrace z membrány stetoskopu a převádí jej na elektronické signály, které jsou pak zesíleny a lze je slyšet reproduktorem natolik hlasitým, že připojení k uším není vyžadováno a žádný zvuk nezmešká (dokonce ani méně zkušení odborníci).
• Použitá baterie může být malá lehká 4,5 V nebo 6 V (jako baterie používané v dobíjecích LED svítilnách) NEBO prostřednictvím mobilních napájecích bank, protože stetoskop musí být přenosný a současně snadno přenosný, aby se zabránilo připojení do zásuvky.
• Jako vylepšení tohoto obvodu - Pokud je to možné, obvod může čerpat energii z telefonu Android přímo A pokud možno znovu, výstupní signály mohou být zobrazeny jako graf na obrazovce Android.
• Protože nedochází k přímému kontaktu s ušima, zabrání se tím také křížové infekci uší, jak se někdy stává, když jeden stetoskop používá více uživatelů.

Design

Zvuk srdečního rytmu může být extrémně slabý, a proto jej nelze slyšet bez minimálního vhodného zařízení, jako je stetoskop.

Stetoskop je základní zařízení, které se spoléhá na snímání a přenos vibrací vzduchu trubicí do uší uživatele.

Vibrace jsou způsobeny srdečním rytmem na snímací membráně stetoskopu, když je přiveden do těsné blízkosti hrudníku, kde se nachází srdce, a pohyb membrány nastaví vzduchový sloupec uvnitř trubice na odpovídající vibrační pohyb push-pull

To jistě znamená, že i když vibrace vzduchu nebo zvukové vibrace generované srdcem mohou být dostatečně malé, je dostatečně hlasité, aby bylo slyšet bez pomoci elektrického zařízení, což znamená, že zvuk může být dostatečně silný, aby mohl být zesílen pomocí zvuku zesilovač, protože pokud pouhé ucho slyší tyto nepatrné vibrace, může to také zesilovač MIC.

Produkce Heartbeat v reproduktoru

Aby bylo možné reprodukovat zvuk přes reproduktor, je třeba signál významně zesílit a také v průběhu musí být vhodně zpracován, aby se odstranily jakékoli související rušení.

Schéma zapojení navrhovaného zesilovače elektronického stetoskopu je navrženo pomocí dvou stupňů, z nichž jeden sestává z ovládacího obvodu tónu založeného na operačním zesilovači a integrovaného správného stupně zesilovače.

Fáze ovládání tónu je postavena kolem operační zesilovače 741 a pomocí přidružených RC sítí a baněk. Horní hrnec ovládá limit nízké frekvence, zatímco dolní hrnec slouží k ovládání horní hranice frekvence. Oba tyto poty lze vhodně nastavit pro dosažení nejlepší možné čistoty zvuku.

Kromě zpracování zvuku funguje operační zesilovač také jako předzesilovač pro zvýšení velmi nízké amplitudy srdečních pulzů na vhodnou úroveň pro vstup výkonového zesilovače. To umožňuje výkonovému zesilovači snímat signály nad požadovanou minimální detekovatelnou úrovní a optimálně je zesilovat na reproduktorech.

MIC jako hlavní senzor

Hlavní snímací stupeň tohoto obvodu elektronického stetoskopu je tvořen elektretovým MIC, který lze vidět konfigurovaný napříč vstupem stupně ovládání tónu přes RC síť.

Aby bylo možné MIC snímat minutové signály srdečního rytmu, je mikrofon uzavřen v gumové trubici s gumovou nálevkou, jako je otvor v ústech.

Trychtýřový otvor by měl být přilepený přes hrudník pacienta těsně nad oblast srdce, aby umožnil MIC detekovat koncentrovaný zvuk srdeční frekvence a převést jej na minutové proporcionálně pulzující elektrické pulsy.

Obvod operační zesilovače reaguje na tyto signály a zpracovává jej odpovídajícím způsobem podle nastavení dolní propusti a horní propusti filtru.

Finalizovaný signál je aplikován na vstup výkonového zesilovače konfigurovaného kolem obvodu zesilovače TDA2003, který je schopen generovat silný 10 wattový zesilovač přes 8 ohmový reproduktor.

Pot mezi výstupem 741 a vstupem TDA určuje hlasitost zvuku a lze jej upravit.

Také se můžete chtít naučit konstrukci a Obvod Bluetooth stetoskopu

Jednodušší alternativa (pomocí bezdrátového FM vysílače)

V požadavku také vidíme zmínku o jednotce kompatibilní s Androidem, kterou je obtížné dosáhnout pomocí výše uvedeného obvodu, protože minimální provozní napětí tohoto obvodu může být přes 12V, takže jej nelze snadno ovládat pomocí existující baterie mobilního telefonu

Jednodušší, ale pokročilejší metodou pro dosažení funkčnosti zesilovače elektronického stetoskopu s mobilním telefonem je bezdrátové připojení.

Malý obvod vysílače FM lze použít a umístit do blízkosti hrudníku pacienta a srdeční pulsy lze slyšet nebo zaznamenávat hlasitě a jasně na jakémkoli mobilním telefonu vybaveném rádiem FM, které je běžně obsaženo ve všech standardních mobilních telefonech bez ohledu na úroveň jeho propracovanosti.

Mikrofon bude muset být vhodně zapouzdřen uvnitř pouzdra typu potrubí / trychtýře, jak bylo navrženo v předchozí diskusi, aby se jiné formy rušení staly pro MIC nezjistitelné.

Jakmile jsou srdeční rytmy zaznamenány uvnitř telefonu s Androidem, lze to snadno použít s vhodnou aplikací pro jejich převod do grafického formátu a pro umožnění vědeckého posouzení stavu srdce pacienta.

Nastavený obvod zesilovače bezdrátového stetoskopu lze pochopit z následujícího schématu

Seznam dílů

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

Zpětná vazba od pana Jana

Postavil jsem tento projekt a funguje dobře jako normální zesilovač, ale není dostatečně citlivý na to, aby vyzvedl nějaké údery srdce.

Nějaké návrhy, jak to mohu udělat citlivější? Vaše pomoc bude velmi oceněna.

Řešení dotazu na okruh

Moje odpověď: Výše ​​vysvětlený design je třeba správně optimalizovat, aby bylo dosaženo co nejpříznivějších výsledků, ale aby se výsledek zvýšil na maximum, mohl by být na C5 zaveden tranzistorový MIC předzesilovač, jak je znázorněno v následujícím diagramu, toto by mělo doufejme, že navrhovaný obvod elektronického stetoskopu bude extrémně citlivý a umožní hlasitě slyšet tep.

Jan:

Děkuji za aktualizaci.

Provedl jsem změny a musím přiznat, že je mnohem citlivější, i když stále nemohu jasně zachytit tep. Myslím, že problém může být s mikrofonem.

Otázka: Jsou všechny elektretové mikrofony víceméně stejné nebo máte nějaké citlivější?

Analýza výsledků obvodu

Děkuji Jan,

Elektretové mikrofony jsou podle mě podobné svým specifikacím, budou se chovat shodně, pokud nebude vadné zařízení nebo omylem duplikát nekvalitní kousek.

Myslím, že budete muset doladit obvod, abyste dosáhli správné optimální odezvy z výstupu. Nejprve musíte vyměnit reproduktor za sluchátka, aby počáteční nízký neoptimalizovaný zvuk byl v našich uších mírně slyšitelný.

Jakmile uchopíte zvuk, můžete začít nastavovat basové výškové reproduktory, dokud nebude ve sluchátkách k dispozici ten nejpříznivější zvuk, později, jakmile bude zvuk dokonalý, lze sluchátka vyměnit zpět za reproduktory.

Pokud zjistíte, že stávající úroveň výšek basů je nedostatečná, můžete ji nahradit následujícím 10stupňovým ekvalizérem a získat přístup k ovládání optimalizace na 10 úrovních.

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

S pozdravem.

Varování: Koncept nebyl ověřen pro svou přesnost a důvěryhodnost a autor žádným způsobem nepodporuje použití tohoto obvodu pro vážnou diagnostiku srdce. Před použitím vysvětleného okruhu u pacienta se poraďte s kvalifikovaným lékařem.