Göra en stetoskopförstärkarkrets

Inlägget förklarar hur man skapar en elektronisk stetoskopförstärkarkrets för att möjliggöra en hög ljudåtergivning av hjärtslag som diagnostiseras. Artikeln avslöjar också hur samma kan användas i en mobiltelefon via en trådlös krets. Idén begärdes av Dr. Ankit.

Huvudkrav

1. Jag ber dig att hjälpa mig med följande krets 'Ett elektroniskt stetoskop'.
2. Betydelse - Ett vanligt stetoskop är en anordning som används för att lyssna på andning och hjärtljud. Ett ihåligt gummirör är anslutet i ena änden till en skivformad membran (placerad över patienten) och den andra änden ansluten till Y-form till lyssnarens öra.
3. Eftersom andnings- och hjärtljud skapar små vibrationer, får dessa membranet att vibrera och sedan förstärks ljudet i skivan och hörs genom röret till andra änden.
4. På sjukhus är det ofta ljud från annan utrustning, varför de svaga ljud som överförs av stetoskop ibland är hörbara och en viktig diagnos saknas av lyssnaren.

Målet:

• En krets begärs som plockar upp ljudvibrationer från stetoskopets membran och omvandlar den till elektroniska signaler som sedan förstärks och kan höras genom en högtalare tillräckligt högt för att anslutning till öronen inte behövs och inget ljud missas (även av mindre erfarna utövare).
• Det använda batteriet kan vara lite lätt 4,5V eller 6V (som de som används i uppladdningsbar LED-fackla) ELLER genom mobila kraftbanker eftersom stetoskopet måste vara bärbart och enkelt att bära samtidigt och undvika vägguttagsanslutningar för strömförsörjning.
• Som en förbättring av denna krets - Om möjligt kan kretsen hämta ström via en Android-telefon direkt OCH igen om möjligt kan utsignalerna visualiseras som ett diagram på Android-skärmen.
• Eftersom det inte finns någon direktkontakt med öronen kommer detta också att förhindra korsinfektion i öronen som ibland händer när ett stetoskop används av flera användare.

Designen

Ljudet av en hjärtrytm kan vara extremt svagt och därför kan det inte höras utan en minsta lämplig anordning som stetoskop.

Ett stetoskop är en grundläggande anordning som är beroende av att plocka och överföra luftvibrationerna genom ett rör in i användarens öron.

Vibrationerna orsakas av hjärtslag på stetoskopets avkänningsmembran när det bringas nära bröstet där hjärtat är beläget och membranrörelsen sätter luftpelaren inuti röret i en motsvarande push-pull-vibrationsrörelse

Detta betyder säkert att även om luftvibrationer eller ljudvibrationer som genereras av hjärtat kan vara tillräckligt små men det är tillräckligt högt för att höras utan hjälp av en elektrisk apparat, vilket innebär att ljudet kan vara tillräckligt starkt för att förstärkas med ett ljud förstärkare, för om ett naket öra kan höra dessa små vibrationer så kan förstärkaren MIC.

Producerar hjärtslag i högtalare

För att återge ljudet över en högtalare måste signalen förstärkas avsevärt och även under kursen måste den bearbetas på lämpligt sätt för att avlägsna eventuella störningar.

Kretsschemat för den föreslagna elektroniska stetoskopförstärkaren är utformad med hjälp av två steg, ett som består av den opampbaserade tonstyrkretsen och det integrerade korrekta förstärkarsteget.

Tonstyrningssteget är byggt runt opamp 741 och med hjälp av tillhörande RC-nätverk och krukor. Den övre potten styr lågfrekvensgränsen, medan den nedre potten används för att kontrollera den övre frekvensgränsen. Båda dessa krukor kan ställas in på rätt sätt för att uppnå bästa möjliga ljudklarhet.

Förutom ljudbehandlingen fungerar opamp-scenen också som en förförstärkare för att höja hjärtslagpulsernas mycket låga amplitud till en lämplig nivå för effektförstärkarens ingång. Detta gör det möjligt för förstärkaren att plocka signalerna över den minsta möjliga detekterbara nivån och förstärka den på högtalarna optimalt.

MIC som huvudsensor

Huvudavkänningssteget i denna elektroniska stetoskopkrets bildas av en electret MIC som kan ses konfigurerad över ingången till tonstyrningssteget via ett RC-nätverk.

För att göra det möjligt för MIC: n att känna av de små hjärtslagsignalerna är mikrofonen innesluten i ett gummirör med en gummitratt som munöppningen.

Den trattliknande öppningen ska ha fastnat över patientens bröst strax ovanför hjärtområdet för att låta MIC-enheten upptäcka det koncentrerade hjärtfrekvensljudet och konvertera det till små proportionellt pulserande elektriska pulser.

Opamp-kretsen svarar på dessa signaler och bearbetar den på lämpligt sätt enligt inställningen av lågpass- och högpassfilterkrukorna.

Den slutgiltiga signalen matas till ingången till effektförstärkaren konfigurerad runt TDA2003-förstärkarkretsen som kan generera starka 10 watts förstärkning över en 8 ohm högtalare.

Potten mellan 741-utgången och TDA-ingången bestämmer ljudvolymen och kan justeras för samma.

Du kanske också vill lära dig konstruktionen av en Bluetooth-stetoskopkrets

Ett enklare alternativ (med en trådlös FM-sändare)

I begäran ser vi också nämna en enhet som är kompatibel med Android-telefoner, vilket är svårt att uppnå med hjälp av ovanstående krets eftersom den minsta driftspänningen för denna krets kan vara över 12V så att den inte kan hanteras enkelt med ett befintligt batteri i mobiltelefonen

En enklare men ännu mer avancerad metod för att uppnå en elektronisk stetoskopförstärkare med en mobiltelefon är att bli trådlös.

En liten FM-sändarkrets kan användas och placeras nära patientens bröstkorg, och hjärtpulserna kan höras eller spelas in högt och tydligt över vilken mobiltelefon som helst som är utrustad med en FM-radio, som vanligtvis ingår i alla vanliga mobiltelefoner oavsett dess sofistikerade nivå.

Mikrofonen måste inkapslas på lämpligt sätt i ett hölje av rör / tratt som föreslagits i föregående diskussion, så att andra former av störningar inte kan detekteras för MIC.

När hjärtslag har spelats in i Android-telefonen kan det enkelt användas med en lämplig app för att konvertera densamma till ett grafiskt format och för att möjliggöra en mer vetenskaplig bedömning av patientens hjärtsjukdom.

Den trådlösa stetoskopförstärkarkretsen kan förstås från följande diagram

Dellista

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

Feedback från Mr. Jan

Jag har byggt det här projektet och det fungerar bra som en vanlig förstärkare, men det är inte känsligt nog för att plocka upp hjärtslag.

Några förslag på hur jag kan göra detta mer känsligt? Din hjälp kommer att uppskattas mycket.

Lösa kretsfrågan

Mitt svar: Designen som förklaras ovan måste optimeras korrekt för att få de mest gynnsamma resultaten, men för att förbättra resultatet till maximalt kan en transistoriserad MIC-förförstärkare införas vid C5, som illustreras i följande diagram, detta borde förhoppningsvis gör den föreslagna elektroniska stetoskopkretsen extremt känslig och gör det möjligt för hjärtslag att bli högt hörbart.

Jan:

Tack för uppdateringen.

Jag har gjort ändringarna och måste erkänna att den är mycket känsligare, även om jag fortfarande inte kan få en hjärtslag tydligt. Jag tror att problemet kan vara med mikrofonen.

Fråga: Är alla elektretmikrofoner mer eller mindre desamma eller får du några som är mer känsliga?

Analysera kretsresultaten

Tack Jan,

Electret Mics är alla lika med sina specifikationer enligt mig, de kommer att uppträda identiskt såvida inte enheten är defekt eller av misstag en duplikatbit av låg kvalitet.

Jag tror att du kommer att behöva finjustera kretsen för att få ett korrekt optimalt svar från utgången. För det första måste du byta ut högtalaren mot en hörlur så att det initiala låga, ooptimerade ljudet blir något hörbart i våra öron.

När du har tagit tag i ljudet kan du börja justera basdiskantpottarna tills det mest gynnsamma ljudet blir tillgängligt i hörlurarna, senare när ljudet är perfekt kan hörlurarna bytas ut mot högtalare.

Om du tycker att det befintliga basdisksteget är otillräckligt kan du ersätta det med följande 10-stegsutjämnare och få tillgång till en 10-graders optimeringskontroll.

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

Vänliga hälsningar.

Varning: Konceptet har inte verifierats för dess noggrannhet och trovärdighet och författaren stöder inte på något sätt användningen av denna krets för allvarlig hjärtdiagnostisering. Rådgör med en kvalificerad medicinsk personal innan du använder den förklarade kretsen praktiskt taget på en patient.