Как сделать стетоскоп из бумаги

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Заранее извиняюсь. Статейка на скорую руку. Просто сам искал что-то похожее - не нашел. Значит кому-то тоже понадобится, а взять негде.

Как всегда что-то понадобилось, а готового нет. В данном случае нужна была "слушалка" для определения неисправного ролика двигателя (причем соседского автомобиля). Покупать не вариант. Нужно куда-то ехать. Делать из консервной банки, как-то тоже не вариант. Напечатать! Вот только готовых проектов я не нашел. Методом "ускоренного проектирования" соорудил насадку на медицинский стетоскоп. Распечатал в черновую. Правда прибор получился громковат.

На суд уважаемой публики предлагаю два варианта. Первый громче, но более громоздкая голова. Второй, тот который считаю оптимальным. STL слегка подправил, поскольку изначальный все было очень грубо (сейчас не лучше, но хотя-бы компактней).

Винты и шпилька вкручивается прямо в пластик. Отверстия 2.9мм. В них вворачивается все плотно и резьбы заранее нарезать не нужно.

Голова в сборе. Гайка и шайба на фото, чтобы заневолить поршень, иначе громко получается. Можно без них.

Сборка. Детали.

Тут понятно, что куда вкручивать. Но кратко: Шпильку вкручиваем в поршень. Поршень вкладываем в одну половинку корпуса. В другую вкладываем мембрану (не знаю как правильно называется голова стетоскопа). Все стягиваем винтами. Прибор готов.

При использовании стержень упираем в прослушиваемый узел. Стержень в свою очередь прижимает поршень к мембране. Я, шутки ради, слушал шаговые двигатели принтера. Слышно!

Этот вариант отличается крышкой корпуса. Вторая деталь корпуса та-же самая. Вариант, по-моему, более оптимальный.

Подпишитесь на автора

Для "докторских" игр могут пригодиться некоторые дополнительные предметы: шарф или платок в качестве носилок (держим вдвоем за 4 конца), кровати для пациентов, тазик, фонарик, пеленки и т.д. Приятного вам лечения!

Чтобы получить печатные материалы для игр, можно подписаться на e-mail рассылку здесь: http://taberko.livejournal.com/209981.ht ml ("красный крест" для чемоданчика доктора, бланки рецептов и талонов к врачу, надписи и картинки для лекарств: для горла, для ушек, для глазок, для носа, ампулы, глюкоза, таблетки, микстура, волшебный порошок, мыло, капли, витамины, вата, бинт и таблицы окулиста).

Представляем очень простой самодельный технический стетоскоп. Он был сделан с целью тестирования систем подвески в автомобилях и для этой цели использовался уже много лет. Зонды выполнены в виде неодимовых магнитов с приклеенными емкостными микрофонами (электретными). Датчик заливается эпоксидным клеем, так что получается очень устойчивым к повреждению, воде и в то же время он достаточно жесткий, чтобы хорошо передавать вибрации.

Принципиальная схема технического стетоскопа

Сигнал регулируется путем изменения коэффициента усиления операционного усилителя чтобы чётко услышать звуки обследуемых объектов. Все питается от 9-вольтовой батареи и ее хватает на пару лет — это чрезвычайно энергоэффективная схема.

Зонды могут крепиться к элементам из стали, поскольку ручка выполнена с использованием неодимовых магнитов диаметром около 1 см и высотой около 5 мм. Конструкция зонда показана на картинке.

Их можно прикрепить в любом месте помня, что соединительные кабеля должны быть расположены безопасным образом. Крепить их можно на рычаги подвески, амортизаторы, а затем пустить в машину через боковую дверь или кабель канал.

Весь комплект держится настолько туго, что ни один зонд не отсоединился и не сдвинулся, несмотря на движение с хорошей скоростью (важно правильно расположить провода).

Зонды имеют номера и прикрепляют их к местам, описанным на центральном блоке. Во время теста вы можете включить зонды и послушать звук из одного, двух или сколько зондов вы хотите услышать.

Это устройство, которое кстати очень распространено в строительстве и обслуживании технических машин, позволило найти много интересных неполадок на протяжении многих лет — именно поэтому, несмотря на его примитивное исполнение оно заслуживает публикации.

Описание схемы:

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.

Электронный стетоскоп: что это такое и как устроен

Стетоскоп – это медицинский прибор для аускультации, то есть выслушивания, прослушивания шумов, исходящих от сердца, сосудов, легких, бронхов или желудочно-кишечного тракта. Это крайней важный прибор для врачей.

Дальше могут быть разные варианты, разные форм-факторы. Это может быть небольшой стетоскоп в виде шайбы, и пациент может дома слушать свои легкие, сердце – опять же не сам слушать, а консультируясь с врачом. Это может быть стетоскоп большего размера, как старый толстый мобильный телефон, устройство для профессионального использования с кучей разных программ. Это может быть также форм-фактор чехла для смартфона. В таком случае этот стетоскоп, то есть чехол, использует микрофон самого смартфона. В чехле есть специальная камера, которая усиливает звуки, есть мембрана, на которую звук приходит, она его усиливает, и звук поступает на микрофон смартфона, и там уже дальше с помощью программы это все обрабатывается.

В чем очевидные плюсы таких стетоскопов?

Первый плюс, который есть у многих стетоскопов – это заданные режимы работы. Для прослушивания разных органов, например, сердца, легких или ЖКТ, подходят разные режимы работы, то есть там исходят разные звуки с разной частотой, с разными помехами. Эти разные режимы работы, настроенные уже первоначально, помогают врачу обрабатывать, сделать фильтрацию звуков, выделенных частот именно для конкретного измерения. Тем самым, выбрав такой режим, мы будем слышать только шумы сердца только в нужной нам громкости, без лишних помех, и как раз это один из плюсов. По сути, это уже немножко обработанный звук, но для медицинской диагностики это не плохо, это очень даже хорошо, потому что мы слышим то, что нам нужно слышать.
Второе – это возможность визуализации. Это здорово, когда мы не просто слышим звук, а когда мы его видим. Кто работал в программах для обработки аудио, знает, что звук, любой аудиофайл, выглядит в виде звуковой дорожки с различной амплитудой. И так же может выглядеть, например, биение нашего сердца. Более того, когда врач работает с таким стетоскопом, он может визуализировать все то, что он слышит.
Следующий плюс – это искусственный интеллект или система, которая распознает разные звуки, разной степени, разной частоты. Она может нам подсказывать в зависимости от режима и может делать какие-то отметки при отклонении параметров. То есть мы получаем в этом корпусе полноценный инструмент для диагностики, то есть для выслушивания шумов наших органов. Мы слышим, видим, получаем подсказки.

При использовании подобного стетоскопа врач скорее всего привыкнет к нему через некоторое время и не сможет уже работать с обычным, классическим стетоскопом. Пациент может использовать подобное устройство самостоятельно, может получить какие-то первоначальные результаты, выданные программой. И уже дальше обратиться к врачу. Дальше при обращении к врачу можно использовать этот же стетоскоп для удаленной консультации. Это очень здорово, когда пациент сидит на одном конце, врач на другом конце, и они могут общаться, и врач может прослушать в реальном времени пациента. Это просто фантастика!

Стоимость подобных электронных стетоскопов на самом деле довольно невысокая, если брать приборы для домашнего использования, эта стоимость совсем невысокая, порядка, может быть, 100-200 долларов. Если брать профессиональное устройство с множеством разных режимов, то стоимость может доходить до 500 долларов.

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, СЗ размещают максимально близко к ОУ.

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

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 PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН
Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Нужен ли дома стетоскоп?

А вот зачем доктор прикладывает холодный стетоскоп кардиологический к ежащемуся пациенту (кстати, отличие хорошего доктора от обычного в том, что он сначала погреет ту часть, которую собирается к вам приложить)? Этот прием в медицине называется аускультация. Дело в том, что организм очень шумный. Если бы этот шум усилили, он был бы похож на автомобильную трассу большого города в час пик. Стучит сердце, булькает кишечник, шумит дыхание. Когда человек заболевает, шум органов отличается от нормального. В те времена, когда высокоточной диагностики не было, очень многое зависело от слуха доктора, а виртуозы-доктора по изменившемуся тону звучания могли многое сказать о болезни.

Сейчас, несмотря на то, что аппаратная диагностика уже достаточно развита, доктора все равно пользуются стетоскопом. Главным образом потому, что это достаточно надежно, если умеешь им пользоваться, просто, быстро и дешево. На вызовы ведь не потащишь за собой диагностическую лабораторию, а стетоскоп сунул в карман халата или чемоданчик, вот и диагностика с тобой.

Точность такой диагностики зависит от двух вещей: качества стетоскопа, и навыков врача в области аускультации. С первым обычно проблем нет, так как современные стетоскопы можно использовать в качестве шпионской техники, настолько хорошо они позволяют услышать то, что обычно услышать трудно. Со вторым все очень индивидуально, но в целом тоже неплохо, так как сейчас доктор с помощью стетоскопа ставит лишь предварительный диагноз, а уточняющие исследования будут проведены с помощью аппаратуры.

Итак, нужен ли дома стетоскоп? Если вы резидент иностранной разведки, то как простейшее средство подслушивания, не засекаемого ни одной техникой, однозначно нужен. Если вы таковым не являетесь, и ваши цели строго медицинские, то все зависит от того, знаете ли вы, что нужно услышать. Если не знаете, то стетоскоп бесполезен. Если знаете, то может пригодиться. А если не знаете, но очень хотите выучиться на врача и узнать, то вам без стетоскопа просто не обойтись.

Стетоскопы ассоциируются, прежде всего, с медицинскими приборами, служащими для диагностирования заболеваний по шумам работы лёгких, сердца. Однако помимо этого они находят большое применение и в других областях, например, используются автомеханиками для выслушивания посторонних звуков при работе двигателя. А если стетоскоп будет обладать большой чувствительностью, то, закрепив его датчик на стене, можно будет легко услышать разговор людей по ту сторону стены – однако стоит помнить, что подслушивание чужих разговоров запрещено, да и просто аморально. Представленная схема стетоскопа как раз-таки и обладает высоким усилением, обеспечивающим хорошую чувствительность, особенно с хорошим датчиком.

Описание схемы

В первых двух каскадах стетоскопа используется малошумящий операционный усилитель OPA350, что весьма актуально, ведь лишний шум в звуковом тракте сделает полезный сигнал менее разборчивым. Указанный на схеме OPA350 довольно дорог, заменить его можно на дешёвый и доступный NE5532, который так же считается малошумящим, пусть и с ухудшением параметров – именно так я и сделал. Коэффициент усиления определяется номиналом резистора R18 в цепи обратной связи усилителя, номинал в 10 МОм может оказаться даже избыточен, при возникновении самовозбуждений или просто чрезмерной чувствительности его можно уменьшить.

На выходе операционного усилителя стоит переменный резистор – регулятор громкости. Практика показала, что нужная громкость достигается уже при небольшом угле поворота регулятора от минимума. Далее по схеме следует блок регулировки АЧХ и соответствующий регулятор, с его помощью можно корректировать АЧХ сигнала в области высоких частот, что в некоторых случаях поможет сделать принимаемый сигнал разборчивее. На последнем транзисторе собран повторитель, который коммутирует наушники, показанные на схеме в виде динамической головки. Выход схемы – моно, а наушники имеют вход под правый и левый канал, они просто соединяются параллельно. Использовать схему с подключенным на выходе динамиком бессмысленно, так как не получится избавится от акустической обратной связи, учитывая очень большое усиление схемы. Порой акустическая связь возникает даже с наушниками, если они находятся близко к датчику.

Напряжение питания схемы составляет 9..12 вольт, при этом важно, чтобы источник питания был максимально чистым и не давал пульсаций на выходе, так как они легко могут попасть в звуковой сигнал стетоскопа. Поэтому хорошим источником, в данном случае, будет батарейка на 9 вольт, учитывая, небольшой ток потребления схемы.

Датчик стетоскопа

Сборка конструкции

Собирается стетоскоп на довольно просторной печатной плате, которая будет приложена в архиве. Печатная плата предполагает использование выводных элементов, кроме операционного усилителя – он в SMD корпусе.

Выполнялась печатная плата обычным ЛУТ-методом, который неоднократно описывался в интернете. Переменные резисторы впаиваются прямо на плату, рядом с ними предусмотрены гнёзда 3,5 мм для подключения штекера наушников (выход) и пьезопластины (вход), питание подаётся по двум проводкам. Собранная плата без корпуса будет неплохо ловить наводки, особенно при приближении к сетевым проводам. Чтобы этого избежать, плату можно поместить в металлический корпус, который соединяется с землёй схемы, наружу вывести только экранированный провод до датчика. Собранный стетоскоп обладает действительно неплохими характеристиками, с его помощью можно отчётливо услышать разговор людей, находящихся через нетолстую стену, даже при использовании примитивного датчика.

Читайте также: