Sådan laver du et stetoskopforstærkerkredsløb

Indlægget forklarer, hvordan man laver et elektronisk stetoskopforstærkerkredsløb til at muliggøre en høj hørbar gengivelse af hjerteslag, som bliver diagnosticeret. Artiklen afslører også, hvordan det samme kan anvendes i en mobiltelefon gennem et trådløst kredsløb. Ideen blev anmodet af Dr. Ankit.

Hovedkrav

1. Jeg vil bede dig om at hjælpe mig med følgende kredsløb 'Et elektronisk stetoskop'.
2. Betydning - Et almindeligt stetoskop er en enhed, der bruges til at lytte til vejrtrækning og hjertelyde. Et hul gummirør er forbundet i den ene ende til en skiveformet membran (placeret over patienten) og den anden ende er forbundet som Y-form til lytterens øre.
3. Da vejrtrækning og hjertelyde skaber små vibrationer, får disse membranen til at vibrere, og derefter forstærkes lyden på disken og høres gennem røret til den anden ende.
4. På hospitaler er der ofte støj fra andet udstyr, hvorfor de svage lyde, der transmitteres af stetoskop, undertiden ikke er hørbare, og vigtig diagnose savnes af lytteren.

Målet:

• Der anmodes om et kredsløb, der opfanger lydvibrationer fra stetoskopets membran og konverterer det til elektroniske signaler, som derefter forstærkes og kan høres gennem en højttaler, der er højt nok til, at der ikke kræves forbindelse til ørerne, og ingen lyd savnes (endda mindre erfarne praktikere).
• Det anvendte batteri kan være lille letvægt 4,5V eller 6V (som dem, der bruges i genopladelig LED-lommelygte) ELLER gennem mobile strømbanker, da stetoskopet skal være bærbart og let at bære på samme tid og undgå stikkontakter til strømforsyning.
• Som en forbedring af dette kredsløb - Hvis det er muligt, kan kredsløbet trække strøm gennem en Android-telefon direkte OG igen, hvis det er muligt, kan udgangssignalerne visualiseres som en graf i Android-skærmen.
• Da der ikke er nogen direkte kontakt med ørerne, forhindrer dette også krydsinfektion i ørerne, som det undertiden sker, når et stetoskop bruges af flere brugere.

Designet

Lyden af ​​et hjerterytme kan være ekstremt svag, og det kan derfor ikke høres uden et minimum egnet udstyr såsom et stetoskop.

Et stetoskop er en grundlæggende enhed, der er afhængig af at plukke og overføre luftvibrationerne gennem et rør ind i brugerens ører.

Vibrationerne er forårsaget af hjerteslag på stetoskopets sensormembran, når den bringes tæt på brystet, hvor hjertet er placeret, og membranbevægelsen sætter luftsøjlen inde i røret i en tilsvarende push-pull vibrerende bevægelse

Dette betyder helt sikkert, at selvom luftvibration eller lydvibration genereret af hjertet kunne være lille nok, men det er højt nok til at blive hørt uden hjælp af elektrisk udstyr, hvilket betyder, at lyden kan være tilstrækkelig stærk til at blive forstærket ved hjælp af en lyd forstærker, for hvis et nøgent øre kan høre disse små vibrationer, så kan forstærkeren MIC.

Producerer hjerteslag i højttaler

For at gengive lyden over en højttaler skal signalet forstærkes betydeligt, og i løbet skal det behandles passende for at fjerne eventuelle tilknyttede forstyrrelser.

Kredsløbsdiagrammet for den foreslåede elektroniske stetoskopforstærker er designet ved hjælp af to trin, en bestående af det opampbaserede tonestyringskredsløb og det integrerede korrekte forstærkerstrin.

Tonestyringstrinnet er bygget opamp 741 og ved hjælp af de tilknyttede RC-netværk og potterne. Den øverste pulje styrer den lave frekvensgrænse, mens den nedre pot bruges til at kontrollere den øvre frekvensgrænse. Begge disse gryder kan indstilles passende for at opnå den bedst mulige lydklarhed.

Ud over lydbehandlingen fungerer opamp-scenen også som en forforstærker til at hæve hjerteslagimpulsernes meget lave amplitude til et passende niveau til effektforstærkerindgangen. Dette gør det muligt for forstærkeren at plukke signalerne over det krævede mindste detekterbare niveau og forstærke det optimalt på højttalerne.

MIC som hovedsensor

Hovedfølingstrinet i dette elektroniske stetoskopkredsløb er dannet af en electret MIC, som kan ses konfigureret på tværs af indgangen til tonestyringstrinnet via et RC-netværk.

For at gøre det muligt for MIC at registrere de øjeblikkelige hjerterytmesignaler, er mikrofonen lukket inde i et gummirør med en gummitragt som mundåbningen.

Den tragtlignende åbning antages at sidde fast over brystet på patienten lige over hjerteområdet for at lade MIC'en detektere den koncentrerede pulslyd og konvertere den til minut proportionalt pulserende elektriske impulser.

Opamp-kredsløbet reagerer på disse signaler og behandler det passende i henhold til indstillingen af ​​lavpas- og højpasfilterpotterne.

Det færdige signal tilføres indgangen på effektforstærkeren konfigureret omkring TDA2003 forstærkerkredsløbet, som er i stand til at generere en stærk forstærkning på 10 watt over en 8 ohm højttaler.

Potten mellem 741-udgangen og TDA-indgangen bestemmer lydstyrken og kan justeres til den samme.

Du vil måske også lære at konstruere en Bluetooth-stetoskop-kredsløb

Et enklere alternativ (ved hjælp af en trådløs FM-sender)

I anmodningen ser vi også omtale af en Android-telefon kompatibel enhed, som er vanskelig at opnå ved hjælp af ovenstående kredsløb, da minimumsspændingen for dette kredsløb kan være over 12V, så den ikke kan betjenes let ved hjælp af et eksisterende batteri til en mobiltelefon

En enklere endnu en mere avanceret metode til at opnå en elektronisk stetoskopforstærkerfunktionalitet med en mobiltelefon er at gå trådløst.

Et lille FM-senderkredsløb kan bruges og placeres nær patientens bryst, og hjertepulserne kan høres eller optages højt og tydeligt over enhver mobiltelefon udstyret med en FM-radio, som almindeligvis er inkluderet i alle standard mobiltelefoner uanset dens sofistikerede niveau.

Mikrofonen skal indkapsles passende inde i en rør- / tragtformet indkapsling som foreslået i den foregående diskussion, så andre former for forstyrrelser ikke kan detekteres for MIC.

Når hjerteslagene er optaget inde i Android-telefonen, kan dette let bruges med en passende app til at konvertere det samme til et grafisk format og til at muliggøre en mere videnskabelig vurdering af patientens hjertesygdom.

Opsætningen af ​​det trådløse stetoskopforstærkerkredsløb kan forstås fra følgende diagram

Liste over dele

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

Feedback fra Mr. Jan.

Jeg har bygget dette projekt, og det fungerer godt som en normal forstærker, men det er ikke følsomt nok til at opfange hjerterytme.

Eventuelle forslag til, hvordan jeg kan gøre dette mere følsomt? Din hjælp vil blive meget værdsat.

Løsning af kredsløbsforespørgsel

Mit svar: Designet, der er forklaret ovenfor, skal optimeres korrekt for at få de mest gunstige resultater, men for at forbedre resultatet til det maksimale kunne en transistoriseret MIC-forforstærker introduceres ved C5, som illustreret i det følgende diagram, dette skulle forhåbentlig gør det foreslåede elektroniske stetoskopkredsløb ekstremt følsomt og gør det muligt for hjerterytmen at blive højt hørbar.

Jan:

Tak for opdateringen.

Jeg har foretaget ændringerne og må indrømme, at det er meget mere følsomt, selvom jeg stadig ikke kan få et hjerteslag klart. Jeg tror, ​​problemet kan være med mikrofonen.

Spørgsmål: Er alle electret-mikrofoner mere eller mindre ens, eller får du nogle, der er mere følsomme?

Analyse af kredsløbsresultaterne

Tak Jan,

Electret Mics er alle ens med deres specifikationer ifølge mig, de vil opføre sig ens, medmindre enheden er defekt eller ved et uheld et duplikat stykke af lav kvalitet.

Jeg tror, ​​du bliver nødt til at finjustere kredsløbet for at få et ordentligt optimalt svar fra udgangen. Til dette første skal du udskifte højttaleren med en hovedtelefon, så den indledende lave ikke-optimerede lyd bliver lidt hørbar i vores ører.

Når du først har fået fat i lyden, kan du begynde at justere bas-diskantpotterne, indtil den mest gunstige lyd bliver tilgængelig i hovedtelefonerne, senere når lyden er perfekt, kan hovedtelefonerne udskiftes med højttalere.

Hvis du finder det eksisterende bas-diskant-trin utilstrækkeligt, kan du erstatte det med følgende 10-trins equalizer og få adgang til en 10-niveau optimeringskontrol.

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

Med venlig hilsen.

Advarsel: Konceptet er ikke verificeret for dets nøjagtighed og troværdighed, og forfatteren støtter på ingen måde brugen af ​​dette kredsløb til seriøs hjertediagnosticering. Kontakt en kvalificeret medicinsk person, inden det forklarede kredsløb praktisk talt bruges på en patient.