Lage en stetoskopforsterkerkrets

Innlegget forklarer hvordan man lager en elektronisk stetoskopforsterkerkrets for å muliggjøre en høy lydgjengivelse av hjerteslagene som blir diagnostisert. Artikkelen avslører også hvordan det samme kan brukes i en mobiltelefon via en trådløs krets. Ideen ble bedt om av Dr. Ankit.

Hovedkrav

1. Jeg vil be deg om å hjelpe meg med følgende krets 'Et elektronisk stetoskop'.
2. Betydning - Et vanlig stetoskop er en enhet som brukes til å lytte til pust og hjertelyder. Et hul gummirør er koblet i den ene enden til en skiveformet membran (plassert over pasienten) og den andre enden som er koblet til som Y-form til lytteren.
3. Ettersom puste- og hjertelyder skaper små vibrasjoner, får disse membranen til å vibrere, og deretter forsterkes lyden i disken og høres gjennom røret til den andre enden.
4. På sykehus er det ofte støy fra annet utstyr, derfor er de svake lydene som overføres av stetoskop noen ganger uhørbare, og viktig diagnose savnet av lytteren.

Målet:

• Det blir bedt om en krets som plukker opp lydvibrasjoner fra stetoskopets membran og konverterer den til elektroniske signaler som deretter forsterkes og kan høres gjennom en høyttaler høyt nok til at det ikke er nødvendig å koble til ørene og ingen lyd blir savnet (til og med mindre erfarne utøvere).
• Batteriet som brukes, kan være lite, lett 4,5 V eller 6 V (som de som brukes i oppladbar LED-lommelykt) ELLER gjennom mobile strømbanker, siden stetoskopet må være bærbart og lett å bære samtidig for å unngå stikkontakter for strømforsyning.
• Som en forbedring av denne kretsen - Hvis mulig kan kretsen hente strøm gjennom en Android-telefon direkte OG igjen hvis mulig, kan utgangssignalene visualiseres som en graf i android-skjermen.
• Siden det ikke er direkte kontakt med ørene, vil dette også forhindre kryssinfeksjon i ørene, som noen ganger skjer når ett stetoskop brukes av flere brukere.

Designet

Lyden av hjerterytme kan være ekstremt svak, og den kan derfor ikke høres uten et minimum egnet apparat som et stetoskop.

Et stetoskop er en grunnleggende enhet som er avhengig av å plukke og overføre luftvibrasjonene gjennom et rør inn i brukerens ører.

Vibrasjonene er forårsaket av hjerteslag på stetoskopets sensingmembran når den bringes i nærheten av brystet der hjertet ligger, og membranbevegelsen setter luftkolonnen inne i røret i en tilsvarende push-pull vibrerende bevegelse

Dette betyr helt sikkert at selv om luftsvibrasjon eller lydvibrasjon generert av hjertet kan være liten nok, men det er høyt nok til å bli hørt uten hjelp av elektrisk utstyr, noe som betyr at lyden kan være tilstrekkelig sterk til å bli forsterket ved hjelp av en lyd forsterkeren, for hvis et nakent øre kan høre disse små vibrasjonene, så kan forsterkeren MIC.

Produserer hjerterytme i høyttaler

For å reprodusere lyden over en høyttaler, må signalet forsterkes betydelig, og i løpet må det behandles passende for å fjerne eventuelle tilknyttede forstyrrelser.

Kretsskjemaet til den foreslåtte elektroniske stetoskopforsterkeren er designet med to trinn, en som består av den opamp-baserte tonekontrollkretsen og det integrerte riktige forsterkerstadiet.

Tonekontrolltrinnet er bygget rundt opamp 741, og ved hjelp av de tilknyttede RC-nettverkene og pottene. Den øvre potten styrer lavfrekvensgrensen, mens den nedre potten brukes til å kontrollere den øvre frekvensgrensen. Begge disse grytene kan stilles inn riktig for å oppnå best mulig lydklarhet.

I tillegg til lydbehandlingen fungerer opamp-scenen også som en forforsterker for å heve den meget lave amplituden til pulsslagene til et passende nivå for effektforsterkerinngangen. Dette gjør at forsterkeren kan plukke signalene over det nødvendige minimum detekterbare nivået og forsterke det på høyttalerne optimalt.

MIC som hovedsensor

Hovedfølingstrinnet til denne elektroniske stetoskopkretsen er dannet av en electret MIC som kan sees konfigurert over inngangen til tonekontrolltrinnet via et RC-nettverk.

For å gjøre det mulig for MIC å oppdage minutts hjerteslagsignaler, er mikrofonen innelukket i et gummirør med en gummitrakt som munnåpning.

Traktlignende åpning antas å sitte fast over brystet til pasienten like over hjerteområdet for å la MIC oppdage den konsentrerte pulslyden og konvertere den til små, proporsjonalt pulserende elektriske pulser.

Opamp-kretsen reagerer på disse signalene og behandler den riktig i henhold til innstillingen av lavpass- og høypassfilterpottene.

Det endelige signalet tilføres inngangen til effektforsterkeren konfigurert rundt TDA2003 forsterkerkretsen som er i stand til å generere sterke 10 watt forsterkning over en 8 ohm høyttaler.

Potten mellom 741-utgangen og TDA-inngangen bestemmer lydvolumet og kan justeres for det samme.

Det kan også være lurt å lære konstruksjonen av en Bluetooth-stetoskopkrets

Et enklere alternativ (ved hjelp av en trådløs FM-sender)

I forespørselen ser vi også omtale av en Android-telefon kompatibel enhet, som er vanskelig å oppnå ved hjelp av den ovennevnte kretsen, siden den minste driftsspenningen til denne kretsen kan være over 12V, slik at den ikke kan betjenes enkelt ved hjelp av et eksisterende mobiltelefonbatteri.

En enklere, men likevel en mer avansert metode for å oppnå en elektronisk stetoskopforsterkerfunksjonalitet med en mobiltelefon, er å gå trådløst.

En liten FM-senderkrets kan brukes og plasseres nær pasientens bryst, og hjertepulsene kan høres eller tas opp høyt og tydelig over enhver mobiltelefon utstyrt med en FM-radio, som ofte er inkludert i alle standard mobiltelefoner uavhengig av sofistikert nivå.

Mikrofonen må være innkapslet på en passende måte i et rør / trakt slags innhegning som foreslått i forrige diskusjon, slik at andre former for forstyrrelser ikke kan oppdages for MIC.

Når hjerteslagene er tatt opp i Android-telefonen, kan dette enkelt brukes med en passende app for å konvertere det samme til et grafisk format og for å muliggjøre en mer vitenskapelig vurdering av pasientens hjertesykdom.

Den trådløse stetoskopforsterkerkretsoppsettet kan forstås fra følgende diagram

Deleliste

• R1 = 1M,
• 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 = 100uF / 16V
• D1 ---- D4 = 1N4007
• L1 = Se tekst
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B
• TR1 = transformator, 0-9V, 100mA

Tilbakemelding fra Mr. Jan

Jeg har bygget dette prosjektet, og det fungerer som en vanlig forsterker, men det er ikke følsomt nok til å plukke opp hjerteslag.

Noen forslag til hvordan jeg kan gjøre dette mer følsomt? Din hjelp vil bli satt stor pris på.

Løse kretsspørringen

Mitt svar: Designet som er forklart ovenfor, må optimaliseres riktig for å få de mest gunstige resultatene, men for å forbedre resultatet maksimalt, kan en transistorisert MIC-forforsterker introduseres ved C5, som illustrert i følgende diagram, dette skal forhåpentligvis gjør den foreslåtte elektroniske stetoskopkretsen ekstremt følsom og gjør at hjerterytmen kan høres høyt.

Jan:

Takk for oppdateringen.

Jeg har gjort endringene og må innrømme at det er mye mer følsomt, selv om jeg fremdeles ikke kan få et hjerteslag tydelig. Jeg tror problemet kan være med mikrofonen.

Spørsmål: Er alle electret-mikrofoner mer eller mindre like, eller får du noen som er mer følsomme?

Analyserer kretsresultatene

Takk Jan,

Electret Mics er alle like med spesifikasjonene deres ifølge meg, de vil oppføre seg identisk med mindre enheten er feil eller ved et uhell et duplikat av lav kvalitet.

Jeg tror du må finjustere kretsen for å få en riktig optimal respons fra utgangen. For dette første må du erstatte høyttaleren med en hodetelefon slik at den første lave, ikke-optimaliserte lyden blir litt hørbar i våre ører.

Når du har fått tak i lyden, kan du begynne å justere bass-diskantpottene til den mest gunstige lyden blir tilgjengelig i hodetelefonene. Senere når lyden er perfekt, kan hodetelefonene byttes ut med høyttalere.

Hvis du synes det eksisterende bass-diskant-trinnet er utilstrekkelig, kan du erstatte det med følgende 10-trinns equalizer og få tilgang til en 10-trinns optimaliseringskontroll.

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

Med vennlig hilsen.

Advarsel: Konseptet er ikke bekreftet for dets nøyaktighet og troverdighet, og forfatteren støtter ikke på noen måte bruken av denne kretsen for seriøs hjertediagnostisering. Rådfør deg med en kvalifisert medisinsk person før du bruker den forklarte kretsen praktisk talt på en pasient.