Realització d’un circuit amplificador d’estetescopi

A la publicació s’explica com fer un circuit amplificador d’estetoscopi electrònic per permetre una reproducció sonora forta dels batecs del cor que s’està diagnosticant. L’article també revela com es pot aplicar el mateix dins d’un telèfon mòbil a través d’un circuit sense fils. La idea va ser sol·licitada pel doctor Ankit.

Requisits principals

1. Us demanaria que m'ajudeu amb el següent circuit 'Un estetoscopi electrònic'.
2. Importància: un estetoscopi normal és un dispositiu que s’utilitza per escoltar la respiració i els sons del cor. Un tub buit de goma està connectat en un extrem a un diafragma en forma de disc (situat sobre el pacient) i en un altre extrem connectat en forma de Y a l’orella de l’oient.
3. A mesura que la respiració i els sons del cor creen lleugeres vibracions, aquests fan vibrar el diafragma i, a continuació, el so s’amplifica al disc i es pot escoltar a través del tub fins a l’altre extrem.
4. Als hospitals, sovint hi ha soroll d'altres equips, de manera que els sons febles transmesos per l'estetoscopi de vegades són inaudibles i l'important diagnòstic que l'oient no té en compte.

L'objectiu:

• Es demana un circuit que capti les vibracions sonores del diafragma de l’estetoscopi i el converteixi en senyals electrònics que després s’amplifiquen i es puguin escoltar a través d’un altaveu prou fort que no sigui necessari connectar-se a les orelles i no es perdi cap so (fins i tot per menys professionals amb experiència).
• La bateria utilitzada pot ser petita i lleugera de 4,5 V o 6 V (com les que s’utilitzen en la torxa LED recarregable) O bé a través de bancs de potència mòbils, ja que l’estetoscopi ha de ser portàtil i fàcil de transportar alhora, evitant les connexions de presa de corrent per a la font d’alimentació.
• Com a millora d’aquest circuit: si és possible, el circuit pot obtenir energia directament a través d’un telèfon Android I, de nou, si és possible, els senyals de sortida es poden visualitzar com a gràfics a la pantalla d’Android.
• Com que no hi ha contacte directe amb les orelles, això també evitarà la infecció creuada de les orelles, com passa de vegades quan un estetoscopi és utilitzat per diversos usuaris.

El disseny

El so d’un batec del cor pot ser extremadament feble i, per tant, no es pot escoltar sense un dispositiu mínim adequat, com ara un estetoscopi.

Un estetoscopi és un dispositiu bàsic que depèn de recollir i transferir les vibracions de l'aire a través d'un tub cap a les orelles de l'usuari.

Les vibracions són causades pels batecs del cor al diafragma de detecció de l’estetoscopi quan s’apropa al pit on es troba el cor, i el moviment del diafragma configura la columna d’aire a l’interior del tub en un moviment vibrant corresponent de push-pull

Sens dubte, això significa que, tot i que la vibració de l'aire o del so generat pel cor pot ser prou petita, però és prou forta per escoltar-la sense l'ajut d'un dispositiu elèctric, cosa que implica que el so pot ser prou fort per amplificar-lo mitjançant un àudio. amplificador, perquè si una orella nua pot escoltar aquestes petites vibracions, també ho pot fer l’amplificador MIC.

Produint Heartbeat en altaveu

Per reproduir el so per un altaveu, cal amplificar significativament el senyal i, en el transcurs, s’ha de processar adequadament per eliminar qualsevol pertorbació associada.

El diagrama de circuits de l’amplificador d’estetoscopi electrònic proposat està dissenyat mitjançant dues etapes, una que consisteix en el circuit de control de to basat en opamp i l’etapa d’amplificador adequada integrada.

L’escenari de control de to es construeix al voltant de l’opamp 741 i amb l’ajut de les xarxes de RC associades i els pots. El pot superior controla el límit de freqüència baixa, mentre que el pot inferior s’utilitza per controlar el límit de freqüència superior. Ambdues olles es poden configurar adequadament per aconseguir la millor claredat del so possible.

A més del processament del so, l’escenari opamp també actua com un preamplificador per elevar l’amplitud molt baixa dels polsos de batec del cor a un nivell adequat per a l’entrada de l’amplificador de potència. Això permet a l'amplificador de potència seleccionar els senyals per sobre del nivell mínim detectable requerit i amplificar-lo als altaveus de manera òptima.

MIC com a sensor principal

L’etapa principal de detecció d’aquest circuit d’estetoscopi electrònic està formada per un MIC electret que es pot veure configurat a través de l’entrada de l’etapa de control de to a través d’una xarxa RC.

Per tal de permetre al MIC percebre els senyals de batec del cor, el micròfon està tancat dins d’una canonada de goma amb un embut de goma com una obertura de boca.

Se suposa que l’embut de l’embut s’enganxa sobre el pit del pacient just a sobre de la zona cardíaca per permetre que el MIC detecti el so concentrat de la freqüència cardíaca i el converteixi en polsos elèctrics de pocs minuts.

El circuit opamp respon a aquests senyals i el processa adequadament segons la configuració dels testos de filtre de pas baix i de passatge alt.

El senyal finalitzat s'aplica a l'entrada de l'amplificador de potència configurat al voltant del circuit d'amplificador TDA2003 que és capaç de generar una forta amplificació de 10 watts a través d'un altaveu de 8 ohms.

El pot entre la sortida 741 i l’entrada TDA determina el volum de so i es pot ajustar per al mateix.

És possible que també vulgueu aprendre la construcció d'un Circuit d’estetoscopi Bluetooth

Una alternativa més senzilla (mitjançant un transmissor FM sense fils)

A la sol·licitud també veiem l’esment d’una unitat compatible amb telèfons Android, que és difícil d’aconseguir mitjançant el circuit anterior, ja que la tensió mínima de funcionament d’aquest circuit pot ser superior a 12V, de manera que no es pot operar fàcilment amb una bateria existent de mòbil

Un mètode més senzill però més avançat per aconseguir la funcionalitat d’un amplificador electrònic d’estetoscopi amb un telèfon mòbil és passar sense fils.

Un petit circuit transmissor FM es pot utilitzar i situar a prop del pit del pacient i els polsos cardíacs es poden escoltar o gravar en veu alta i clara a través de qualsevol telèfon mòbil equipat amb una ràdio FM, que normalment s’inclou a tots els telèfons mòbils estàndard independentment del seu nivell de sofisticació.

El micròfon haurà d'estar encapsulat adequadament dins d'un tipus de recinte de canonada / embut, tal com es va suggerir a la discussió anterior, de manera que altres formes de pertorbacions siguin indetectables per al MIC.

Un cop es registren els batecs del cor dins del telèfon Android, es pot utilitzar fàcilment amb una aplicació adequada per convertir-los en un format gràfic i permetre una avaluació més científica de l’estat cardíac del pacient.

La configuració del circuit amplificador d’estetoscopi sense fils es pot entendre a partir del següent esquema

Llista de peces

• R1 = 1 M,
• R2 = 2K2,
• R3 = 470 ohms,
• R4 = 39.000,
• R5 = 470 ohms,
• R6 = 4k7
• R7 = 270K
• C1 = 0,1 uF,
• C2 = 4,7 uF,
• C3, C6 = 0,001uF,
• C4 = 3,3 pF,
• C5 = 10pF,
• C7 = 100uF / 16V
• D1 ---- D4 = 1N4007
• L1 = Veure text
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B
• TR1 = transformador, 0-9V, 100mA

Opinions del Sr. Jan.

He construït aquest projecte i funciona bé com a amplificador normal, però no és prou sensible per agafar els batecs del cor.

Algun suggeriment sobre com puc fer això més sensible? La vostra ajuda serà molt agraïda.

Resolució de la consulta de circuits

La meva resposta: el disseny explicat anteriorment s’ha d’optimitzar correctament per tal d’obtenir els resultats més favorables, tot i que per millorar el resultat al màxim, es podria introduir un preamplificador MIC transistoritzat a C5, tal com s’il·lustra al diagrama següent, esperem que el circuit d’estetoscopi electrònic proposat sigui extremadament sensible i permeti que els batecs del cor siguin audibles.

Gener:

Gràcies per l'actualització.

He fet els canvis i he de reconèixer que és molt més sensible, tot i que encara no puc captar els batecs del cor amb claredat. Crec que el problema podria ser amb el micròfon.

Pregunta: Tots els micròfons electret són més o menys iguals o en teniu alguns de més sensibles?

Analitzar els resultats del circuit

Gràcies Jan,

Els micròfons Electret són similars amb les seves especificacions segons jo, es comportaran de manera idèntica tret que el dispositiu sigui defectuós o sigui una peça duplicada de baixa qualitat.

Crec que haureu d’afinar el circuit per obtenir una resposta òptima adequada de la sortida. Per a això, primer heu de substituir l’altaveu per uns auriculars perquè el so inicial baix i no optimitzat esdevingui lleugerament audible a les nostres oïdes.

Un cop aconseguit el so, podeu començar a ajustar els aguts de graves fins que el so més favorable estigui disponible als auriculars; més endavant, quan l’àudio sigui perfecte, els auriculars es podran substituir per altaveus.

Si trobeu que l’etapa de graus aguda existent és inadequada, podeu substituir-la per l’equalitzador de 10 etapes següent i obtenir accés a un control d’optimització de 10 nivells.

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

Salutacions cordials.

Advertiment: el concepte no s'ha verificat per la seva exactitud i credibilitat i l'autor no avala de cap manera l'ús d'aquest circuit per al diagnòstic cardíac greu. Consulteu un metge qualificat abans d’utilitzar el circuit explicat pràcticament en un pacient.