Делаем электронный стетоскоп

Электронные стетоскопы, схемы и конструкции чувствительных микрофонов

Хорошо известен простой и распространенный медицинский прибор, традиционно и привычно висящий на шее практически каждого врача-терапевта — это стетофонендоскоп, называемый чаще просто как фонендоскоп или стетоскоп. Им можно прослушать сердце и легкие, а можно, при необходимости, и какое-либо механическое устройство в процессе его работы, например, механический станок, двигатель и т.д. Полезный прибор.

Но. Кроме медиков и механиков, к сожалению, этим же замечательным акустическим прибором успешно пользуются и те, кто прослушивают стенки, полы и потолки в офисах, частных домах и квартирах. Однако интересуют их совсем НЕ стенки, а то, что ЗА стенкой.

И делают это они не только из желания узнать подробности очередного семейного скандала у соседей.

Особенно просто подобное любопытство удовлетворяется в случае стен, а также полов, потолков и т.д. изготовленных из железобетонных панелей. Хотя, надо отметить, и кирпичные стенки не всегда являются надежным препятствием для подобного, акустического и безэлектронного способа получения информации.

Кстати, нет друзей среди медиков — сгодится такой простой и известный прибор как . стеклянный стакан. Тонкий стакан — неплохой акустический резонатор. Пользоваться им — и лучше, и комфортнее, и удобнее, чем неподвижно сидеть у стенки, просто прижав к ней любопытное ухо. Конечно, со стаканом — приятнее: все-таки технический прибор, хотя и без уже привычной электроники.

Однако следует отметить, что лучше чай в стакане, а не ухо.

Упомянутые выше акустические приборы — фонендоскоп и стакан-резонатор дают хорошие эффекты, но, конечно, фонендоскоп лучше. Но подобные приборы требуют постоянного присутствия «пользователя”. Это создает некоторые трудности и вносит определенные ограничения в такой способ получения информации.

К большому сожалению, для обладателей ценной информации у данной проблемы есть достаточно простое и сравнительно дешевое решение.

Речь идет о применении в качестве микрофонов чувствительных к вибрациям элементов — пьезокристаллов. Это могут быть пьезоэлементы, например, из обычных звукоснимателей для проигрывателей уже устаревших, виниловых пластинок — ГЗП-308 и др. Это могут быть пьезоизлучатели, например, от электронных часов, игрушек и т.д. — ЗП-1, ЗП-22 и др.

Используя подобные элементы и чувствительные, малошумящие усилители (УНЧ) с соответствующим входным сопротивлением (рис. 1 — 3) можно обойтись и без прикладывания уха к стене — непосредственно, через стакан или пользуясь фонендоскопом. Для реализации возможностей указанных элементов необходимо приклеить такой кристалл к стене эпоксидным клеем и подключить данный кристалл к усилителю короткими проводами. Получается прибор с неплохими качественными характеристиками — микрофон-стетоскоп. Оказывается железобетонные стены в панельном доме, а также тонкие кирпичные, очень хорошо передают звуки из соседних комнат и не препятствуют такому способу получения звуковой информации.

В составе микрофонов-стетоскопов лучше использовать большие и плоские пьезокристаллы.

Схемы простых стетоскопов на ОУ

На рисунке 1 представлена схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и двойным источником питания. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоизлучатель. Микрофон-стетоскоп.

R4С4, С2, С3 обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсаторы С2, C3 размещают максимально близко к ОУ.

Рис.1. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и двухполярным источником питания. (Микрофон-стетоскоп).

Элементы для схемы на рисунке 1 :

• R1=100к-1м (регулировка громкости),
• R2=10к-20к (регулировка чувствительности),
• R3=1м-2м, R4=10;
• С1 =0.1 мкФ — 1.0мкФ, С2=0.1 мкФ — 0.ЗмкФ, С3=0.1 мкФ-0.ЗмкФ, С4=0.1 мкФ;
• А1 — ОУ — 140УД12, 140УД20, 140УД8 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией;
• Т1, Т2 — КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;
• В1 — пьезоэлемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные;
• В2 — пьезоизлучатель ЗП-1, ЗП-22 или аналогичные.
• Т — ТМ-2А или аналогичные.

На рисунке 2 представлена схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и одним источником питания. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоизлучатель. Микрофон-стетоскоп.

R4С4, С2 обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсатор С2 размещают максимально близко к ОУ.

Рис. 2. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и однополярным источником питания. (Микрофон-стетоскоп).

Элементы для схемы на рисунке 2 :

• R1=100к-1м (регулировка громкости),
• R2=10к-20к (регулировка чувствительности),
• R3=1 м-2м, R4=10, R5=136=1 м-2м;
• С1 =0.1 мкФ — 1.0мкФ, С2=0.1 мкФ — 0.ЗмкФ,
• С3 — отсутствует, С4=0.1мкФ, С5=0.1 мкФ-1 .ОмкФ;
• А1 — ОУ — 140УД8, 140УД12, 140УД20 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении;
• Т1, Т2 — КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;
• В1 — пьезоэлемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные ;
• В2 — пьезоизлучатель ЗП-1, ЗП-22 или аналогичные ;
• Т — ТМ-2А или аналогичные.

На рисунке 3 представлена схема УНЧ с высоким входным сопротивлением, двойным источником питания и корректором АЧХ. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоизлучатель. Микрофон-стетоскоп с достаточно высокими параметрами!

Первый каскад УНЧ (ОУ А1) обеспечивает предварительное усиление сигнала и согласование с корректором АЧХ (темброблок или эквалайзер). После корректора и регулятора громкости сигнал подается на усилитель мощности на ОУ А2 и Т1 и Т2. На выходе — телефон или динамический громкоговоритель (Т1 и Т2 — КТ502 и КТ503).

R8С4, С5, С6, С7, С8 обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсаторы С5, С6, С7, С8 размещают максимально близко к ОУ. С2, R5 обеспечивают гальваническую развязку между ОУ А2 и предыдущей схемой. Это минимизирует разбаланс нуля на выходе ОУ А2.

Подключение датчика к УНЧ осуществляется с помощью экранированного провода.

Рис. 3. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением, двухполярным источником питания и корректором АЧХ. (Микрофон-стетоскоп).

Элементы для схемы на рисунке 3 :

• R1=100к-1м, R2=10к-20к (регулировка чувствительности),
• R3=100к-200к,
• R4=5к-100к (регулировка громкости),
• R5=100к-1 м (R5>>R4),
• R6=10к-20к (регулировка чувствительности),
• R7=100к-200к, R8=10;
• С1 =0.1 мкФ-1.0мкФ, С2=0.1 мкФ-1.0мкФ, С3=0.1 мкФ-1.0мкФ,
• С4=0.1 мкФ, С5=0.1мкФ-0.3мкФ, С6=0.1мкФ-0.3мкФ,
• С7=0.1 мкФ-0.ЗмкФ, С8=0.1мкФ-0.3мкФ;
• А1 — ОУ — 140УД8, 140УД12, 140УД20 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении;
• Т1, Т2 — КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;
• В1 — пьезоэлемент ГЗП-308, ПЭ-1 или аналогичные ;
• В2 — пьезоизлучатель ЗП-1, ЗП-22 или аналогичные ;
• Т — ТМ-2А или аналогичные.

Тот же эксперимент можно повторить, но уже с оконным стеклом. В данном случае пьезокристалл крепится к стеклу. При этом для обеспечения скрытности пьезокристалл крепится к стеклу близко у рамы! Прикрепить его к стеклу можно и со стороны улицы. При этом хорошо слышно все, что происходит в комнате.

Неплохо слышно даже если прикрепить кристалл к внешнему стеклу в случае двойной рамы. Даже двойная рама не защищает полностью! И можно поверить, что при использовании пьезокристалла относительно большой площади (1-2 кв. см), малошумящего и чувствительного усилителя звук будет достаточно громким и отчетливым.

Аналогичный опыт может быть проведен со столом. Оказывается, традиционная ДСП-плита стола с прикрепленным пьезокристаллом может быть прекрасным микрофоном, обеспечивающим хорошее качество звука. Больше площадь поверхности стола, обычно сделанного на основе ДСП-плиты, — выше качество звука.

Стетоскоп с дистанционным датчиком

Для данных опытов провод, соединяющий кристалл с усилителем, должен быть, конечно, экранированным. При его длине более 50 см лучше воспользоваться малошумящим усилителем с дифференциальным входом (рисунок 4).

На рисунке 4 (а) представлена схема УНЧ с дифференциальным входом, высоким входным сопротивлением, двойным источником питания и корректором АЧХ.

Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоизлучатель. Микрофон-стетоскоп с достаточно высокими параметрами! Первый каскад УНЧ (ОУ А1) обеспечивает предварительное усиление сигнала при ослаблении синфазной составляющей помехи, а также согласование с корректором АЧХ (регуляторы тембра и эквалайзеры).

После корректора АХЧ и последующего регулятора громкости сигнал подается на усилитель мощности на ОУ А2 и Т1 и Т2. На выходе — телефон или динамический громкоговоритель (Т1 и Т2 — КТ502 и КТ503). R8С4, С5, С6, С7, С8 обеспечивают устойчивость УНЧ.

Конденсаторы С5, С6, С7, С8 размещают максимально близко к ОУ. С2, 135 обеспечивают гальваническую развязку между ОУ А2 и предыдущей схемой. Это минимизирует разбаланс нуля на выходе ОУ А2.

Для обеспечения корректной работы дифференциального усилителя необходимо выполнить условие R1=R2, R3=R4 (или точнее R3/R1=R4/ R2) с максимальной точностью (1%, 0.1% и т.д.): чем точнее, тем лучше.

Для обеспечения необходимого баланса рекомендуется один из резисторов выполнить переменным, в качестве такого переменного резистора целесообразно использовать высокоточный резистор-подстроечник с внутренним редуктором. Подключение датчика к УНЧ осуществляется с помощью витой пары в экране.

Рис.4. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением, дифференциальным входом, 2-полярным источником питания, корректором АЧХ (а) и подключением удаленного пьезодатчика (б). (Микрофон-стетоскоп).

Элементы для схемы на рисунка 4, а :

• R1 = R2=100к-500к, RЗ= R4=1м-5м,
• R0=5к-100к (регулировка громкости),
• R5=100к-1 м (R5 0 4598 Обработка голоса

Самый дешевый способ получить электронный стетоскоп или «а если тут немного напильником…»

Некоторое время назад один мой читатель, которому я очень благодарен, прислал мне материал, на основе которого я написал эту статью.

Итак, самый дешевый способ получить электронный стетоскоп — это сделать его самостоятельно. Я этого сам не делал, признаюсь. Но ниже Вы найдете несколько видео, где подробно показано, как это можно сделать, используя головку стетоскопа и микрофон. Это действительно просто.

Замечу, что на самом деле в результате получится не совсем стетоскоп. Видео описывает, как сделать микрофон для сердца. Использовать это устройство можно для записи звука сердца, но слушать сердце, используя только это устройство, нельзя. Да и не надо, хороший традиционный стетоскоп может дать столь же качественный звук, как и электронный, если не лучше. Впрочем, при желании можно кое что добавить, и тогда слушать Вы так же сможете. Чуть ниже расскажу.

Добавлю немного про качество звука:
1. Качество звука будет тем выше, чем выше качество взятой головки стетоскопа и микрофона.
2. Если записывать звук в компьютер напрямую, то качество записи будет посредственным. Лучше использовать аудиоинтерфейс, он же звуковая карта, он же аналогово-цифровой преобразователь. Это специальное устройство, предназначенное для превращения звука в цифровой код. Компьютер это делает хуже. Такие устройства кое-чего стоят, поэтому имеются скорее у музыкантов и аудиофилов. Альтернативный вариант — записывать на портативный аудиорекордер. Я думаю, что качество записи будет выше, чем при записи на РС. Например на ZOOM H2N. Этой моделью я пользовался, так что могу сказать точно. Этот диктофон имеет гнездо для подключения внешнего микрофона. Есть так же возможность подключить наушники. В этом случае Вы сможете не только записывать звук, но и слушать его. Словом, записывать звук на диктофон и проще, и качественнее. Эта модель — ZOOM H1 — дешевле, но так же должна подойти.

Очень хороший вариант для визуализации звука сердца я описал в предыдущей статье.

Теперь про программы для анализа и обработки звука. Есть несколько неплохих бесплатных вариантов. Первый — Audacity. Это мощная программа для записи и обработки аудио. Есть упрощенный вариант Thinklabs Audacity. Вот видео для иллюстрации:

Второй вариант — TwistedWave Online. Программа работает в браузере и в бесплатном варианте имеет некоторые ограничения. Нуу, принимает файлы моно и не длиннее 5 минут. Больше Вам и не надо.
Зачем Вам эти программы?
1. Визуализация звука очень помогает понять, что же именно Вы слышите. Это один из мощнейших инструментов обучения аускультации.
2. Звук можно обработать. Обработать как и зачем? Полезно и интересно эквалайзером убрать одни частоты и сделать громче другие. Например, обрезать частоты ниже 100 Гц и получить эффект выслушивания через мембрану. Или, наоборот, убрать все, что выше 100 Гц и получить эффект выслушивания через воронку. Или поискать диапазон, где находится интересный звук, и сделать его громче, заметнее.

Есть ряд профессиональных программ. Я очень люблю TRIUMPH от AUDIOFILE.

Чего я не знаю, так это как подключить стетоскоп к iPhone. Есть, как кажется, хорошая программа для фонокардиографии Thinklabs Stethoscope App, но я уже несколько лет не могу подключить стетоскоп к этой программе. Так же ничего не могу сказать про Android.

Поделки своими руками для автолюбителей

Как сделать стетоскоп для диагностики авто своими руками.

Иногда в двигателе автомобиля слышны посторонние шумы, но откуда они исходят и где их источник очень трудно найти. Но есть такой прибор, который называется стетоскоп, им очень удобно искать проблемные места в двигателе.

Было решено сделать такой прибор самому, так как в изготовлении он не сложный.

Для его реализации нам понадобится:

• — шайба М4 и гайка к ней 2 штуки
  — кусок тонкого железа 40 на 40 мм
  — спица вязальная 1 штука диаметр 4 мм
  — американка 1 штука
  — штуцер для шланга 1 штука
  — прокладка для буксы 1 штука

Всё это я зашёл в магазин сантехники и купил. Да, забыл ещё сказать, что нам потребуется простой медицинский стетоскоп, если у вас его нет, то он продается в любой аптеке.

И так свою поделку я начал с изготовления мембраны, для этого я взял оцинкованное железо толщиной 0.4 мм и вырезал из него круг, таким диаметром чтобы он был равен большому диаметру ППР вставки в американку. Затем взял сверло 4 мм и просверлил в центре отверстие. Далее берём спицу, немного срезаем кончик и нарезаем на ней резьбу 4 мм.

Теперь осталось только собрать всё в единое целое, собираем в такой последовательности; гайка, шайба, мембрана, резиновая прокладка, гайка, шайба.

Всё показано на фото ниже:

Затем берём широкую часть ППР американки и срезаем её. Далее надо будет расточить по внутреннему диаметру (прокладка белая в центре).

Собираем как показано на фото

Для надежного соединения американки и штуцера использовал фум ленту.

После того как собрал, нужно подуть в штуцер, проверить на герметичность, воздух должен выходить с большим трудом или вообще не выходить.

Вот что у нас получилось

Диагностировать двигатель теперь одно удовольствие, все скрипы и шумы отлично слышны. Прямо как доктор над пациентом :).
Всем спасибо за внимание надеюсь, что кому-то такая поделка пригодится.

Как сделать автомобильный стетоскоп своими руками? Сам себе диагност

Не все автомобильные умельцы знают, как сделать автомобильный стетоскоп своими руками качественно и без лишних затрат. С помощью такого приспособления можно прослушать функционирование силовых узлов транспортного средства и по звуку оценить степень неполадки. В труднодоступных местах авто, стетоскоп для звуковой диагностики является незаменимой вещью.

Самодельный вариант по эффективности ненамного уступает покупной модели, зато по стоимости он гораздо дешевле.

Содержание

Применение и использование

Как сделать автомобильный стетоскоп своими руками в двух вариантах: электронном и механическом виде, рассмотрим далее, предварительно ознакомившись с областью его применения и правильным использованием.