Een Stethescope-versterkercircuit maken

De post legt uit hoe je een elektronische stethoscoopversterkerschakeling kunt maken om een ​​luide hoorbare reproductie van de hartslagen die wordt gediagnosticeerd mogelijk te maken. Het artikel laat ook zien hoe hetzelfde kan worden toegepast in een mobiele telefoon via een draadloos circuit. Het idee werd aangevraagd door Dr. Ankit.

Belangrijkste vereisten

1. Ik verzoek u mij te helpen met het volgende circuit 'An Electronic Stethoscope'.
2. Betekenis - Een gewone stethoscoop is een apparaat dat wordt gebruikt om naar ademhaling en hartgeluiden te luisteren. Een holle rubberen buis is aan het ene uiteinde verbonden met een schijfvormig diafragma (geplaatst over de patiënt) en het andere uiteinde is als Y-vorm verbonden met het oor van de luisteraar.
3. Omdat ademhaling en hartgeluiden lichte trillingen veroorzaken, laten deze het diafragma trillen en vervolgens wordt het geluid versterkt in de schijf en hoorbaar door de buis naar het andere uiteinde.
4. In ziekenhuizen is er vaak lawaai van andere apparatuur, waardoor de zwakke geluiden die door een stethoscoop worden uitgezonden, soms onhoorbaar zijn en een belangrijke diagnose door de luisteraar wordt overgeslagen.

Het doel:

• Er wordt een circuit gevraagd dat geluidstrillingen van het diafragma van de stethoscoop oppikt en omzet in elektronische signalen die vervolgens worden versterkt en via een luidspreker zo luid kunnen worden gehoord dat verbinding met de oren niet nodig is en er geen geluid wordt gemist (zelfs niet door minder ervaren beoefenaars).
• De gebruikte batterij kan een kleine lichtgewicht 4,5 V of 6 V zijn (zoals die worden gebruikt in een oplaadbare led-zaklamp) OF via mobiele powerbanks, aangezien de stethoscoop draagbaar en gemakkelijk mee te nemen moet zijn en tegelijkertijd stopcontacten voor de stroomvoorziening moet vermijden.
• Als een verbetering van dit circuit - Indien mogelijk kan het circuit rechtstreeks stroom krijgen via een Android-telefoon EN indien mogelijk kunnen de uitgangssignalen worden gevisualiseerd als een grafiek in het Android-scherm.
• Omdat er geen direct contact met de oren is, voorkomt dit ook kruisbesmetting van de oren, zoals soms gebeurt wanneer één stethoscoop door meerdere gebruikers wordt gebruikt.

Het ontwerp

Het geluid van een hartslag kan extreem zwak zijn en kan daarom niet worden gehoord zonder een minimaal geschikt apparaat, zoals een stethoscoop.

Een stethoscoop is een basisapparaat dat afhankelijk is van het oppakken en overbrengen van luchttrillingen door een buis naar de oren van de gebruiker.

De trillingen worden veroorzaakt door de hartslag op het detecterende diafragma van de stethoscoop wanneer het dicht bij de borst wordt gebracht waar het hart zich bevindt, en de beweging van het diafragma zet de luchtkolom in de buis in een overeenkomstige trilbeweging.

Dit betekent zeker dat, hoewel de luchttrilling of de geluidstrilling die door het hart wordt gegenereerd, klein genoeg kan zijn, maar het is luid genoeg om gehoord te worden zonder de hulp van een elektrisch apparaat, wat inhoudt dat het geluid sterk genoeg kan zijn om te worden versterkt met behulp van een audioapparaat. versterker, want als een blote oor deze minieme trillingen kan horen, kan de versterker MIC.

Hartslag produceren in luidspreker

Om het geluid via een luidspreker weer te geven, moet het signaal aanzienlijk worden versterkt en moet het ook gaandeweg op de juiste manier worden verwerkt om eventuele bijbehorende storingen te verwijderen.

Het schakelschema van de voorgestelde elektronische stethoscoopversterker is ontworpen met behulp van twee fasen, een bestaande uit het opamp-gebaseerde toonregelcircuit en de geïntegreerde juiste versterkertrap.

De toonregelingstrap is opgebouwd rond de opamp 741, en met behulp van de bijbehorende RC-netwerken en de potten. De bovenste pot regelt de lage frequentielimiet, terwijl de onderste pot wordt gebruikt om de bovenste frequentielimiet te regelen. Beide potten kunnen op de juiste manier worden ingesteld om de best mogelijke klankhelderheid te bereiken.

Naast de geluidsverwerking fungeert de opamp-trap ook als een voorversterker voor het verhogen van de zeer lage amplitude van de hartslagpulsen tot een geschikt niveau voor de ingang van de eindversterker. Hierdoor kan de eindversterker de signalen boven het vereiste minimum detecteerbare niveau oppikken en deze optimaal versterken op de luidsprekers.

MIC als de belangrijkste sensor

De belangrijkste detectiefase van dit elektronische stethoscoopcircuit wordt gevormd door een electret MIC die geconfigureerd kan worden over de ingang van de toonregelingstrap via een RC-netwerk.

Om de MIC in staat te stellen de minuuthartslagsignalen te detecteren, is de microfoon omsloten door een rubberen buis met een rubberen trechterachtige mondopening.

De trechterachtige opening wordt verondersteld over de borst van de patiënt te worden geplakt, net boven het hartgebied, zodat de MIC het geconcentreerde hartslaggeluid kan detecteren en dit kan omzetten in minuut proportioneel pulserende elektrische pulsen.

De opamp-schakeling reageert op deze signalen en verwerkt deze op de juiste wijze volgens de instelling van de laagdoorlaat- en hoogdoorlaatfilterpotten.

Het voltooide signaal wordt toegevoerd aan de ingang van de vermogensversterker die is geconfigureerd rond het TDA2003-versterkercircuit, dat in staat is om een ​​sterke versterking van 10 watt te genereren via een luidspreker van 8 ohm.

De pot tussen de 741-uitgang en de TDA-ingang bepaalt het volume van het geluid en kan hiervoor worden aangepast.

Misschien wilt u ook de constructie van een Bluetooth-stethoscoopcircuit

Een eenvoudiger alternatief (met een draadloze FM-zender)

In het verzoek zien we ook de vermelding van een Android-telefoon-compatibele eenheid, wat moeilijk te bereiken is met behulp van het bovenstaande circuit, aangezien de minimale bedrijfsspanning van dit circuit hoger kan zijn dan 12V, dus het kan niet gemakkelijk worden bediend met een bestaande batterij van een mobiele telefoon

Een eenvoudigere maar ook meer geavanceerde methode om een ​​elektronische stethoscoopversterkerfunctionaliteit te bereiken met een mobiele telefoon, is om draadloos te gaan.

Een klein FM-zendercircuit kan worden gebruikt en geplaatst in de buurt van de borst van de patiënt, en de hartpulsen kunnen luid en duidelijk worden gehoord of opgenomen via elke mobiele telefoon die is uitgerust met een FM-radio, die gewoonlijk in alle standaard mobiele telefoons wordt geleverd, ongeacht het verfijningsniveau.

De microfoon moet op de juiste manier worden ingekapseld in een behuizing van het type pijp / trechter, zoals voorgesteld in de vorige discussie, zodat andere vormen van storingen niet detecteerbaar worden voor de MIC.

Zodra de hartslagen zijn opgenomen in de Android-telefoon, kan deze eenvoudig worden gebruikt met een geschikte app om deze om te zetten in een grafisch formaat en om een ​​meer wetenschappelijke beoordeling van de hartconditie van de patiënt mogelijk te maken.

De opstelling van de schakeling van de draadloze stethoscoopversterker kan worden afgeleid uit het volgende diagram

Onderdelen lijst

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

Feedback van de heer Jan

Ik heb dit project gebouwd en het werkt goed als een normale versterker, maar het is niet gevoelig genoeg om hartslagen op te vangen.

Eventuele suggesties hoe ik dit gevoeliger kan maken? Uw hulp wordt zeer gewaardeerd.

De circuitvraag oplossen

Mijn antwoord: Het hierboven beschreven ontwerp moet correct worden geoptimaliseerd om de meest gunstige resultaten te krijgen, maar om het resultaat maximaal te verbeteren, zou een getransistoriseerde MIC-voorversterker kunnen worden geïntroduceerd op C5, zoals geïllustreerd in het volgende diagram. maak het voorgestelde elektronische stethoscoopcircuit hopelijk extreem gevoelig en laat de hartslag luid hoorbaar worden.

Jan:

Bedankt voor de update.

Ik heb de veranderingen aangebracht en moet toegeven dat het veel gevoeliger is, hoewel ik nog steeds geen hartslag duidelijk kan opvangen. Ik denk dat het probleem bij de microfoon ligt.

Vraag: Zijn alle electret-microfoons min of meer hetzelfde of krijg je er een die gevoeliger zijn?

Analyse van de circuitresultaten

Bedankt Jan,

Electret-microfoons zijn volgens mij allemaal vergelijkbaar met hun specificaties, ze zullen zich identiek gedragen, tenzij het apparaat defect is of per ongeluk een duplicaat van lage kwaliteit is.

Ik denk dat je het circuit moet afstemmen om een ​​goede optimale respons van de output te krijgen. Hiervoor moet je eerst de luidspreker vervangen door een koptelefoon zodat het aanvankelijke lage, niet-geoptimaliseerde geluid enigszins hoorbaar wordt in onze oren.

Zodra u het geluid in handen heeft, kunt u beginnen met het aanpassen van de bass-treble-potten totdat het meest gunstige geluid beschikbaar komt in de koptelefoon. Als de audio later perfect is, kan de koptelefoon weer worden vervangen door luidsprekers.

Als u de bestaande bas-treble-trap onvoldoende vindt, kunt u deze vervangen door de volgende 10-traps equalizer en toegang krijgen tot een 10-niveau-optimalisatieregeling.

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

Beste wensen.

Waarschuwing: het concept is niet geverifieerd op zijn nauwkeurigheid en geloofwaardigheid en de auteur onderschrijft op geen enkele manier het gebruik van dit circuit voor serieuze hartdiagnoses. Raadpleeg een gekwalificeerd medisch persoon voordat u het verklaarde circuit praktisch op een patiënt gebruikt.