Vytvorenie obvodu zosilňovača Stethescope

Príspevok vysvetľuje, ako vyrobiť obvod zosilňovača elektronického stetoskopu, ktorý umožňuje hlasnú zvukovú reprodukciu diagnostikovaného srdcového rytmu. Tento článok tiež odhaľuje, ako to isté možno aplikovať v rámci mobilného telefónu prostredníctvom bezdrôtového obvodu. O túto myšlienku požiadal doktor Ankit.

Hlavné požiadavky

1. Požiadal by som vás o pomoc s nasledujúcim okruhom „Elektronický fonendoskop“.
2. Dôležitosť - Bežný stetoskop je zariadenie používané na počúvanie dychu a zvukov srdca. Dutá gumová trubica je na jednom konci spojená s membránou v tvare disku (umiestnená nad pacientom) a druhý koniec je pripojený do tvaru Y k uchu poslucháča.
3. Pretože zvuky dýchania a srdca vytvárajú mierne vibrácie, membrány vibrujú, potom sa zvuk zosilní v disku a je počuteľný cez trubicu na druhý koniec.
4. V nemocniciach často býva hluk iných zariadení, a preto slabé zvuky vysielané stetoskopom sú niekedy nepočuteľné a poslucháčovi unikne dôležitá diagnóza.

Cieľ:

• Vyžaduje sa obvod, ktorý zachytáva zvukové vibrácie z membrány stetoskopu a prevádza ho na elektronické signály, ktoré sa potom zosilňujú a je ich možné počuť z reproduktora tak hlasno, že pripojenie k ušiam nie je potrebné a žiadny zvuk sa neminie (aj keď menej skúsení odborníci).
• Použitá batéria môže byť malá, ľahká 4,5 V alebo 6 V (ako sú batérie používané v nabíjateľných žiarovkách s LED) ALEBO prostredníctvom mobilných napájacích bánk, pretože stetoskop musí byť prenosný a zároveň ľahko prenosný, aby sa zabránilo napájaniu zo zásuvky.
• Ako vylepšenie tohto obvodu - pokiaľ je to možné, obvod môže odvodzovať energiu cez telefón s Androidom priamo A znova, pokiaľ je to možné, výstupné signály môžu byť vizualizované ako graf na obrazovke androidu.
• Pretože nedochádza k priamemu kontaktu s ušami, zabráni sa tým aj krížovej infekcii uší, ako sa to niekedy stane, keď jeden stetoskop používajú viacerí používatelia.

Dizajn

Zvuk srdcového rytmu môže byť mimoriadne slabý, a preto ho nemožno počuť bez minimálneho vhodného zariadenia, ako je stetoskop.

Stetoskop je základné zariadenie, ktoré sa spolieha na zachytávanie a prenos vibrácií vzduchu cez hadičku do uší používateľa.

Vibrácie sú spôsobené tlkotom srdca na snímaciu membránu stetoskopu, keď sa nachádza v tesnej blízkosti hrudníka, kde sa nachádza srdce, a pohyb membrány nastaví vzduchový stĺpec vo vnútri trubice na zodpovedajúci vibračný pohyb push-pull.

To určite znamená, že aj keď vibrácie vzduchu alebo zvukové vibrácie generované srdcom môžu byť dostatočne malé, sú dostatočne hlasné na to, aby ste ich počuli bez pomoci elektrického zariadenia, čo znamená, že zvuk môže byť dostatočne silný na to, aby sa dal zosilniť pomocou zvuku. zosilňovač, pretože ak voľné ucho dokáže tieto nepatrné vibrácie počuť, môže to znieť aj zosilňovač MIC.

Produkcia srdcového rytmu v reproduktore

Aby bolo možné reprodukovať zvuk cez reproduktor, je potrebné výrazne zosilniť signál a tiež ho treba v priebehu priebehu vhodne spracovať, aby sa odstránili akékoľvek súvisiace poruchy.

Schéma zapojenia navrhovaného zosilňovača elektronického stetoskopu je navrhnutá s použitím dvoch stupňov, z ktorých jeden sa skladá z ovládacieho obvodu tónu operačného zosilňovača a integrovaného správneho zosilňovača.

Stupeň riadenia tónu je zostavený okolo operačného zosilňovača 741 a pomocou pridružených RC sietí a hrncov. Horný hrniec ovláda limit nízkej frekvencie, zatiaľ čo spodný hrniec slúži na ovládanie horného limitu frekvencie. Oba tieto hrnce je možné vhodne nastaviť pre dosiahnutie najlepšej možnej čistoty zvuku.

Okrem spracovania zvuku funguje operačný zosilňovač aj ako predzosilňovač na zvýšenie veľmi nízkej amplitúdy pulzov srdcového rytmu na vhodnú úroveň pre vstup výkonového zosilňovača. Toto umožňuje výkonovému zosilňovaču zachytávať signály nad požadovanou minimálnou detekovateľnou úrovňou a optimálne ich zosilňovať na reproduktoroch.

MIC ako hlavný senzor

Hlavný snímací stupeň tohto obvodu elektronického stetoskopu je tvorený elektretovým MIC, ktorý je viditeľný nakonfigurovaný na vstupe ovládacieho stupňa tónu cez RC sieť.

Aby sa MIC umožnilo snímať nepatrné signály srdcového rytmu, je mikrofón uzavretý v gumenej trubici s gumovým lievikom, ako je otvor v ústach.

Lievikovitý otvor má byť zaseknutý nad hrudníkom pacienta tesne nad oblasťou srdca, aby umožnil MIC detekovať koncentrovaný zvuk srdcového rytmu a prevádzať ho na minútové proporcionálne pulzujúce elektrické impulzy.

Obvod zosilňovača reaguje na tieto signály a primerane ho spracováva podľa nastavenia dolnopriepustných a hornopriepustných filtračných nádob.

Finalizovaný signál sa aplikuje na vstup výkonového zosilňovača nakonfigurovaného okolo zosilňovacieho obvodu TDA2003, ktorý je schopný generovať silné zosilnenie 10 wattov cez 8 ohmový reproduktor.

Konvertor medzi výstupom 741 a vstupom TDA určuje hlasitosť zvuku a je možné ho rovnako upraviť.

Môžete sa tiež dozvedieť viac o konštrukcii a Obvod Bluetooth stetoskopu

Jednoduchšia alternatíva (pomocou bezdrôtového vysielača FM)

V žiadosti tiež vidíme zmienku o jednotke kompatibilnej s telefónom Android, ktorú je ťažké dosiahnuť použitím vyššie uvedeného obvodu, pretože minimálne prevádzkové napätie tohto obvodu môže byť cez 12V, takže ho nemožno ľahko ovládať pomocou existujúcej batérie mobilného telefónu

Jednoduchšou, ale pokročilejšou metódou na dosiahnutie funkčnosti zosilňovača elektronického stetoskopu pomocou mobilného telefónu je bezdrôtové pripojenie.

Malý obvod vysielača FM možno použiť a umiestniť v blízkosti hrudníka pacienta a srdcové pulzy je možné počuť alebo zaznamenať nahlas a zreteľne na ľubovoľnom mobilnom telefóne vybavenom FM rádiom, ktoré je bežne súčasťou všetkých štandardných mobilných telefónov bez ohľadu na úroveň jeho náročnosti.

Mikrofón bude musieť byť vhodne zapuzdrený vo vnútri krytu typu potrubia / lievika, ako bolo navrhnuté v predchádzajúcej diskusii, aby sa pre MIC nestali detekovateľné iné formy rušenia.

Akonáhle sú srdcové rytmy zaznamenané vo vnútri telefónu s Androidom, je možné ich ľahko použiť s vhodnou aplikáciou na ich prevod do grafického formátu a na umožnenie vedeckejšieho posúdenia stavu srdca pacienta.

Nastavený obvod zosilňovača bezdrôtového stetoskopu je možné pochopiť z nasledujúcej schémy

Zoznam položiek

• R1 = 1 M,
• R2 = 2K2,
• R3 = 470 ohmov,
• R4 = 39K,
• R5 = 470 ohmov,
• 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 = Viď text
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B
• TR1 = transformátor, 0-9 V, 100 mA

Spätná väzba od pána Jana

Postavil som tento projekt a funguje dobre ako normálny zosilňovač, ale nie je dostatočne citlivý na to, aby zachytil akékoľvek údery srdca.

Nejaké návrhy, ako to môžem zvýšiť citlivosť? Vaša pomoc bude veľmi ocenená.

Riešenie dotazu na okruh

Moja odpoveď: Vyššie uvedený dizajn je potrebné správne optimalizovať, aby sa dosiahli čo najpriaznivejšie výsledky. Avšak na zvýšenie výsledku na maximum by mohol byť na C5 zavedený tranzistorový MIC predzosilňovač, ako je znázornené na nasledujúcom diagrame. Dúfajme, že navrhnutý obvod elektronického stetoskopu bude mimoriadne citlivý a umožní nahlas počuť tlkot srdca.

Jan:

Ďakujem Vám za aktualizáciu.

Urobil som zmeny a musím uznať, že je oveľa citlivejší, aj keď stále nemôžem jasne zachytiť tep. Myslím si, že problém môže byť s mikrofónom.

Otázka: Sú všetky elektretové mikrofóny viac-menej rovnaké alebo sa dajú zohnať citlivejšie?

Analýza výsledkov obvodu

Dakujem Jan,

Elektretové mikrofóny sú si podobné so svojimi špecifikáciami podľa mňa, budú sa správať identicky, pokiaľ nebude zariadenie chybné alebo náhodou nebude duplikátom nekvalitného kúsku.

Myslím, že budete musieť doladiť obvod, aby ste dosiahli správnu optimálnu odozvu z výstupu. Najskôr musíte vymeniť reproduktor za slúchadlá, aby bol počiatočný nízky neoptimalizovaný zvuk v našich ušiach mierne počuteľný.

Len čo chytíte zvuk, môžete začať nastavovať basové výšky, až kým slúchadlá nedosiahnu ten najpriaznivejší zvuk. Neskôr, keď bude zvuk dokonalý, je možné slúchadlá nahradiť reproduktormi.

Ak sa vám zdá existujúci stupeň vysokých tónov nedostatočný, môžete ho nahradiť nasledujúcim 10-stupňovým ekvalizérom a získať prístup k 10-stupňovej optimalizácii.

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

S Pozdravom.

Upozornenie: Koncept nebol overený pre svoju presnosť a dôveryhodnosť a autor nijako nesúhlasí s použitím tohto obvodu na závažnú diagnostiku srdca. Pred použitím vysvetleného okruhu u pacienta sa poraďte s kvalifikovaným lekárom.