Sirkuit Stetoskop Bluetooth

Dalam situasi sepenting pandemi COVID-19, dokter adalah personel yang paling rentan tertular virus dari pasien.

Oleh karena itu, para dokter senantiasa ditawarkan dan dilengkapi dengan berbagai perangkat canggih dan berteknologi tinggi dalam upaya menjamin keselamatan hidup dan kesehatan yang maksimal.

Kit APD seperti yang kita ketahui adalah pertahanan utama dan baris pertama yang dapat dijaga oleh dokter dari pasien COVID-19. Namun, meskipun dokter dapat terinfeksi karena satu alasan dasar yang sering mereka dekat dengan pasien, saat mendiagnosis.

Prosedur diagnosis paling dasar yang harus dilakukan oleh setiap dokter adalah pemeriksaan detak jantung pasien dengan stetoskop.

Dan saat menggunakan stetoskop, dokter pasti harus berada pada jarak yang sangat dekat dengan mulut dan tubuh pasien.

Ini pasti dapat menimbulkan risiko tinggi bagi sang diktor terutama jika pasiennya adalah tersangka COVID.

Namun, ilmu pengetahuan dan teknologi adalah salah satu bidang yang tidak pernah lepas dari gagasan, dan situasi di atas tidak terkecuali.

Stetoskop bluetooth dapat menjadi salah satu perangkat yang memungkinkan dokter atau staf medis untuk memeriksa detak jantung pasien dari jarak yang aman menggunakan headset seluler biasa.

Apa yang Anda Butuhkan

Untuk membuat rangkaian monitor detak jantung bluetooth, Anda membutuhkan bahan-bahan dasar berikut:

• UNTUK Bluetooth sirkuit pemancar dengan adaptor jack 3,5 mm
• Sirkuit penguat MIC
• Penutup yang cocok untuk unit di atas, yang dapat dihubungkan dengan sabuk tali.

Pemancar Bluetooth dapat dibeli siap pakai dari toko online manapun. Salah satu contoh standar ditaburkan di bawah ini:

Konsep Kerja

Diagram blok berikut menjelaskan tahapan penting utama dari penguat MIC.

Konsep kerja dari rangkaian stetoskop bluetooth nirkabel yang diusulkan agak sederhana:

1. Denyut suara detak jantung mengenai MIC, yang mengubahnya menjadi pulsa listrik yang setara.
2. Pulsa listrik ini diperkuat oleh tahap penguat op amp terintegrasi ke tingkat yang sesuai.
3. Sinyal yang diperkuat diumpankan ke input pemancar bluetooth yang mengubahnya menjadi sinyal bluetooth nirkabel.
4. Sinyal bluetooth yang dikirim ditangkap oleh ponsel yang disetel yang mengubahnya kembali menjadi sinyal yang dapat didengar.
5. Data bluetooth yang dikonversi melalui headphone seluler digunakan oleh dokter terkait untuk mendiagnosis detak jantung pasien dan penyakit terkait.

Frekuensi detak jantung dan bekerja

Bunyi detak jantung kita berbentuk gelombang semi-periodik yang dihasilkan karena pergerakan darah yang bergejolak saat jantung berdetak.

Biasanya, suara detak jantung orang sehat dihasilkan dengan dua detak jantung berikutnya, disebut sebagai bunyi jantung pertama (S1), dan bunyi jantung kedua (S2) seperti yang terungkap pada gambar berikut:

Contoh bentuk gelombang suara jantung yang khas . S1 menandakan bunyi jantung pertama S2 menandakan bunyi jantung kedua.

Gambar Courtesy: bentuk gelombang detak jantung

Setiap rangkaian pulsa ini berlangsung selama sekitar 100 ms, yang sebenarnya cukup memadai untuk analisis medis yang relevan.

Juga, karena frekuensi pulsa antara 20 dan 150 Hz, akan lebih mudah untuk memeriksa bentuk gelombang dalam oktaf musik ke-1 dan ke-2.

Ini memerlukan filter low pass yang dirancang sesuai dengan spesifikasi frekuensi detak jantung, seperti yang dijelaskan di bawah ini:

Merancang Filter Akses Rendah

Seringkali, suara jantung dapat disertai dengan berbagai suara latar yang dihasilkan dari suara organ tubuh lainnya. Alhasil, pengkondisian data menjadi pekerjaan penting untuk memastikan transmisi audio diproses secara efisien.

Alasan dasar menyertakan a filter lolos rendah adalah untuk memastikan bahwa hanya frekuensi detak jantung asli yang diperkuat oleh sistem, dan frekuensi lain yang tidak diinginkan diblokir.

Selain itu, bunyi jantung mungkin mengandung beberapa frekuensi yang lebih tinggi dengan variasi yang lebih besar. Untuk alasan ini, pemfilteran dan peredam bising dari pulsa tak terduga menjadi tugas yang krusial. Cara termudah untuk mencapai ini melalui filter akses rendah.

Filter low-pass yang dirancang dengan fpass = 250 Hz dan fstop = 400 Hz menyediakan kisaran yang baik untuk mengontrol skenario yang dijelaskan di atas.

Karena, kami sudah memiliki penguat berbasis op amp aktif dalam desain, tahap lulus rendah dapat dicapai dengan filter pasif RC biasa seperti yang diberikan di bawah ini:

Dalam rangkaian low pass filter di atas, frekuensi di atas 350 hz akan sangat dilemahkan.

Hasil pemotongan dapat disesuaikan atau diverifikasi menggunakan rumus berikut

fc = 1 / (2πRC) , di mana R akan menjadi ohm dan C akan menjadi farad.

Merancang Penguat MIC Krusial

Desain amplifier MIC sangat penting dan harus memastikan bahwa amplifier tersebut hanya memperkuat detak jantung frekuensi rendah, dan memblokir gangguan frekuensi tinggi lainnya.

Untuk MIC, kami menggunakan populer electret MIC , yang merupakan perangkat yang direkomendasikan untuk semua aplikasi sirkuit berbasis mikrofon.

Untuk amplifier, kami menggunakan standar Rangkaian Amplifier Berbasis IC LM386 .

Seluruh rangkaian rangkaian pemancar stetoskop bluetooth ditampilkan di bawah ini:

Bagaimana Sirkuit Bekerja

Pemancar suara detak jantung bluetooth bekerja dengan cara berikut:

Suara detak jantung yang mengenai MIC electrte diubah menjadi sinyal listrik kecil, di persimpangan R1, C1.

R1 bekerja sebagai resistor biasing untuk FET bagian dalam MIC.

C2 memastikan bahwa hanya konten AC dari pulsa MIC yang diizinkan untuk lolos ke tahap berikutnya, sedangkan konten DC diblokir.

Pulsa AC yang setara dengan suara detak jantung diumpankan ke input rangkaian penguat LM386 melalui pot kontrol volume R2, dan filter low pass berikutnya menggunakan R4, C6.

Filter akses rendah memastikan bahwa hanya frekuensi detak jantung yang sebenarnya yang diperkuat oleh sirkuit LM386, dan entri yang tidak diinginkan yang tersisa ditekan.

Output yang diperkuat dihasilkan melintasi terminal negatif C4 dan garis ground.

Pemancar Bluetooth dapat dilihat terintegrasi dengan output dari tahap penguat LM386 untuk konversi Bluetooth nirkabel yang dimaksudkan dari detak jantung yang diperkuat sinyal.

Cara Menguji Sirkuit Stetoskop Bluetoooth

Karena modul pemancar Bluetooth adalah unit siap pakai yang telah diuji, kerjanya terjamin.

Oleh karena itu, satu-satunya hal yang perlu diuji dan dikonfirmasi adalah rangkaian LM386.

Ini dilakukan dengan memeriksa output penguat melalui sepasang headphone, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

MIC harus dijepit dengan rapi di dekat area dada orang di mana suara detak jantung paling menonjol.

Sekarang, segera setelah sirkuit dinyalakan, suara detak jantung harus terdengar di seluruh head phone.

Jika suara bermasalah atau tidak jelas, coba optimalkan parameter sampai suaranya sangat jelas. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan pot pengatur volume, dan / atau nilai kapasitor C2. Tegangan suplai ke rangkaian juga dapat diubah untuk hal yang sama.

Perhatian harus diberikan agar MIC tidak berosilasi atau bergesekan dengan tubuh orang yang memasangnya, yang dapat menyebabkan gangguan yang tidak perlu dalam jumlah besar pada keluaran, mengaburkan suara detak jantung yang sebenarnya.

Mengonfirmasi Hasil di Ponsel

Setelah pengujian headphone berhasil diselesaikan, headphone dapat diganti dengan pemancar Bluetooth.

Selanjutnya, pemancar Bluetooth perlu dipasangkan dengan unit penerima yang dapat berupa ponsel pintar atau ponsel apa pun.

Setelah dipasangkan, dan diberi daya, sinyal dari amplifier akan ditangkap oleh unit Bluetooth dan dikirim ke udara untuk perangkat Bluetooth terdekat untuk menerima data.

Ponsel yang dipasangkan sekarang akan bekerja seperti stetoskop Bluetooth nirkabel jarak jauh yang memungkinkan Dokter atau profesional medis untuk menganalisis detak jantung pasien tanpa perlu pemeriksaan praktis terhadap pasien. Perangkat ini memastikan personel medis 100% aman dari kemungkinan infeksi yang ditularkan dari pasien yang mungkin menderita penyakit menular seperti COVID 19 atau serupa.

• Peringatan : Konsep ini belum diuji secara praktis, namun, karena idenya sangat mendasar, penulis percaya bahwa sirkuit akan berfungsi dan menghasilkan hasil yang diinginkan dengan sedikit perubahan kecil.
• Selain itu, sirkuit ini tidak dapat digunakan sebagai perangkat medis untuk merawat atau mendiagnosis pasien yang sebenarnya, kecuali dan hingga sirkuit tersebut diuji dan disetujui oleh laboratorium resmi.