Création d'un circuit d'amplificateur stéthescope

Cet article explique comment créer un circuit d'amplification de stéthoscope électronique pour permettre une reproduction audible et forte des battements cardiaques diagnostiqués. L'article révèle également comment la même chose peut être appliquée dans un téléphone portable via un circuit sans fil. L'idée a été demandée par le Dr Ankit.

Principales exigences

1. Je vous demanderais de m'aider avec le circuit suivant «Un stéthoscope électronique».
2. Signification - Un stéthoscope ordinaire est un appareil utilisé pour écouter la respiration et les bruits cardiaques. Un tube en caoutchouc creux est connecté à une extrémité à un diaphragme en forme de disque (placé sur le patient) et une autre extrémité connectée en forme de Y à l'oreille de l'auditeur.
3. Comme la respiration et les bruits cardiaques créent de légères vibrations, celles-ci font vibrer le diaphragme, puis le son est amplifié dans le disque et audible à travers le tube jusqu'à l'autre extrémité.
4. Dans les hôpitaux, il y a souvent du bruit d'autres équipements, d'où les sons faibles transmis par le stéthoscope sont parfois inaudibles et un diagnostic important manqué par l'auditeur.

L'objectif:

• Un circuit est demandé qui capte les vibrations sonores du diaphragme du stéthoscope et les convertit en signaux électroniques qui sont ensuite amplifiés et peuvent être entendus à travers un haut-parleur suffisamment fort pour que la connexion aux oreilles ne soit pas nécessaire et qu'aucun son ne soit manqué (même par moins praticiens expérimentés).
• La batterie utilisée peut être de petite taille légère de 4,5 V ou 6 V (comme celles utilisées dans les torches à LED rechargeables) OU via des banques d'alimentation mobiles car le stéthoscope doit être portable et facile à transporter en même temps en évitant les prises de courant murales pour l'alimentation.
• En tant qu'amélioration de ce circuit - Si possible, le circuit peut dériver directement de l'alimentation via un téléphone Android ET à nouveau, si possible, les signaux de sortie peuvent être visualisés sous forme de graphique sur l'écran Android.
• Comme il n'y a pas de contact direct avec les oreilles, cela empêchera également les infections croisées des oreilles comme cela se produit parfois lorsqu'un stéthoscope est utilisé par plusieurs utilisateurs.

La conception

Le son d'un battement de cœur peut être extrêmement faible et ne peut donc pas être entendu sans un dispositif minimum approprié tel qu'un stéthoscope.

Un stéthoscope est un appareil de base qui repose sur le prélèvement et le transfert des vibrations de l'air à travers un tube dans les oreilles de l'utilisateur.

Les vibrations sont provoquées par les battements du cœur sur le diaphragme de détection du stéthoscope lorsqu'il est amené à proximité de la poitrine où se trouve le cœur, et le mouvement du diaphragme définit la colonne d'air à l'intérieur du tube dans un mouvement vibrant push-pull correspondant.

Cela signifie sûrement que même si la vibration de l'air ou la vibration sonore générée par le cœur pourrait être suffisamment petite, mais elle est suffisamment forte pour être entendue sans l'aide d'un appareil électrique, ce qui implique que le son peut être suffisamment fort pour être amplifié à l'aide d'un audio. amplificateur, car si une oreille nue peut entendre ces vibrations minuscules, l'amplificateur MIC le peut aussi.

Produire des battements de cœur dans le haut-parleur

Afin de reproduire le son sur un haut-parleur, le signal doit être amplifié de manière significative et également dans le cours, il doit être traité de manière appropriée pour éliminer toutes les perturbations associées.

Le schéma de circuit de l'amplificateur de stéthoscope électronique proposé est conçu à l'aide de deux étages, l'un consistant en le circuit de commande de tonalité basé sur l'amplificateur opérationnel et l'étage d'amplification approprié intégré.

L'étage de commande de tonalité est construit autour de l'ampli op 741, et à l'aide des réseaux RC associés et des potentiomètres. Le potentiomètre supérieur contrôle la limite de basse fréquence, tandis que le potentiomètre inférieur est utilisé pour contrôler la limite de fréquence supérieure. Ces deux potentiomètres peuvent être réglés de manière appropriée pour obtenir la meilleure clarté sonore possible.

En plus du traitement du son, l'étage opamp agit également comme un préamplificateur pour élever la très faible amplitude des impulsions de rythme cardiaque à un niveau approprié pour l'entrée de l'amplificateur de puissance. Cela permet à l'amplificateur de puissance de capter les signaux au-dessus du niveau minimum détectable requis et de les amplifier de manière optimale sur les haut-parleurs.

MIC comme capteur principal

L'étage de détection principal de ce circuit de stéthoscope électronique est formé par un électret MIC qui peut être vu configuré à l'entrée de l'étage de commande de tonalité via un réseau RC.

Afin de permettre au MIC de détecter les signaux de battements cardiaques minutes, le micro est enfermé dans un tuyau en caoutchouc avec un entonnoir en caoutchouc comme une ouverture buccale.

L'ouverture en forme d'entonnoir est censée être collée sur la poitrine du patient juste au-dessus de la zone cardiaque pour permettre au MIC de détecter le son de fréquence cardiaque concentré et de le convertir en impulsions électriques pulsées proportionnellement.

Le circuit opamp répond à ces signaux et les traite de manière appropriée selon le réglage des pots de filtre passe-bas et passe-haut.

Le signal finalisé est appliqué à l'entrée de l'amplificateur de puissance configuré autour du circuit amplificateur TDA2003 qui est capable de générer une forte amplification de 10 watts sur un haut-parleur de 8 ohms.

Le potentiomètre entre la sortie 741 et l'entrée TDA détermine le volume du son et peut être ajusté pour le même.

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Une alternative plus simple (en utilisant un émetteur FM sans fil)

Dans la demande, nous voyons également la mention d'une unité compatible avec un téléphone Android, ce qui est difficile à réaliser en utilisant le circuit ci-dessus car la tension de fonctionnement minimale de ce circuit peut être supérieure à 12 V, de sorte qu'il ne peut pas être utilisé facilement à l'aide d'une batterie existante de téléphone portable.

Une méthode plus simple mais plus avancée pour obtenir une fonctionnalité d'amplificateur de stéthoscope électronique avec un téléphone portable consiste à passer au sans fil.

Un petit circuit d'émetteur FM peut être utilisé et positionné près de la poitrine du patient, et les pulsations cardiaques peuvent être entendues ou enregistrées haut et fort sur n'importe quel téléphone portable équipé d'une radio FM, qui est généralement incluse dans tous les téléphones portables standard quel que soit leur niveau de sophistication.

Le micro devra être encapsulé de manière appropriée dans une enceinte de type tube / entonnoir, comme suggéré dans la discussion précédente, de sorte que d'autres formes de perturbations deviennent indétectables pour le MIC.

Une fois que les battements cardiaques sont enregistrés dans le téléphone Android, cela peut être facilement utilisé avec une application appropriée pour les convertir en un format graphique et pour permettre une évaluation plus scientifique de l'état cardiaque du patient.

La configuration du circuit d'amplificateur de stéthoscope sans fil peut être comprise à partir du schéma suivant

Liste des pièces

• R1 = 1 M,
• R2 = 2K2,
• R3 = 470 Ohms,
• R4 = 39 K,
• R5 = 470 Ohms,
• R6 = 4k7
• R7 = 270 000
• C1 = 0,1 uF,
• C2 = 4,7 uF,
• C3, C6 = 0,001 uF,
• C4 = 3,3 pF,
• C5 = 10 pF,
• C7 = 100 uF / 16 V
• D1 ---- D4 = 1N4007
• L1 = Voir le texte
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B
• TR1 = transformateur, 0-9V, 100mA

Commentaires de M. Jan

J'ai construit ce projet et il fonctionne bien comme un ampli normal, mais il n'est pas assez sensible pour capter les battements de cœur.

Avez-vous des suggestions sur la manière de rendre cela plus sensible? Votre aide sera très appréciée.

Résolution de la requête de circuit

Ma réponse: La conception expliquée ci-dessus doit être correctement optimisée afin d'obtenir les résultats les plus favorables, mais afin d'améliorer le résultat au maximum, un préampli MIC transistorisé pourrait être introduit en C5, comme illustré dans le diagramme suivant, cela devrait nous espérons rendre le circuit de stéthoscope électronique proposé extrêmement sensible et permettre au rythme cardiaque de devenir très audible.

Jan:

Merci pour la mise à jour.

J'ai fait les changements et je dois admettre que c'est beaucoup plus sensible, même si je n'arrive toujours pas à capter clairement un battement de cœur. Je pense que le problème vient peut-être du microphone.

Question: Tous les microphones à électret sont-ils plus ou moins les mêmes ou en avez-vous qui sont plus sensibles?

Analyse des résultats du circuit

Merci Jan,

Les micros Electret sont tous similaires avec leurs spécifications selon moi, ils se comporteront de manière identique à moins que l'appareil ne soit défectueux ou accidentellement une pièce dupliquée de mauvaise qualité.

Je pense que vous devrez affiner le circuit pour obtenir une réponse optimale de la sortie.Pour cela, vous devez d'abord remplacer le haut-parleur par un casque afin que le son initial faible et non optimisé devienne légèrement audible dans nos oreilles.

Une fois que vous avez saisi le son, vous pouvez commencer à ajuster les potentiomètres des graves aigus jusqu'à ce que le son le plus favorable devienne disponible dans le casque, plus tard, une fois que le son est parfait, le casque peut être remplacé par des haut-parleurs.

Si vous trouvez que l'étage des graves aigus existant est insuffisant, vous pouvez le remplacer par l'égaliseur à 10 étages suivant et accéder à un contrôle d'optimisation à 10 niveaux.

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

Meilleures salutations.

Avertissement: Le concept n'a pas été vérifié pour sa précision et sa crédibilité et l'auteur n'approuve en aucune manière l'utilisation de ce circuit pour un diagnostic cardiaque sérieux. Consultez un personnel médical qualifié avant d'utiliser le circuit expliqué pratiquement sur un patient.