Самодельный фонендоскоп. Как сделать автомобильный стетоскоп своими руками? Сам себе диагност

Возможно прослушивание и локализация шумов, возникающих в различных механических устройствах, например, в автомобильном двигателе. Стетоскоп также позволит установить источник постороннего шума, возникающего в жилом доме или другом помещении. К стетоскопу подключается чувствительный электретный микрофон и наушники, при желании можно подключить дополнительный внешний динамик с сопротивлением 8…16 Ом.

Технические характеристики

Напряжение питания устройства: 9 В
Размеры печатной платы: 46х28 мм

Общий вид стетоскопа представлен на рис.1, электрическая принципиальная схема – рис.2.

Рис.1. Общий вид электронного стетоскопа.

Рис.2. Схема электрическая принципиальная.

Схема электронного стетоскопа представляет однокаскадный микрофонный усилитель, построенный на малошумящем транзисторе VT по схеме с общим эмиттером, регулятор уровня (R7) и интегрированный усилитель DA с необходимыми стандартными цепями коррекции R9, R10, C7, C9. Конденсаторы С2, С3 разделительные, С1, С5 и С8 фильтрующие по питанию. При включенном напряжении питания загорается красный светодиод VD, индицирующий работу устройства. Стетоскоп питается от стандартной батарейки типа `Крона`.

Все входящие в набор компоненты устанавливаются на печатной плате методом пайки. Для удобства монтажа на плате показано расположение элементов.

Для предотвращения отслаивания токопроводящих дорожек и перегрева элементов, время пайки одного контакта не должно превышать 2…3 с. Для работы используйте паяльник мощностью не более 25 Вт. Рекомендуется применять припой марки ПОС61М или аналогичный, а также жидкий неактивный флюс для радиомонтажных работ (например, 30% раствор канифоли в этиловом спирте).

Таблица 1. Перечень элементов, входящих в набор .

Позиция	Номинал	Кол.
R1	10 кОм	1
R2	100 кОм	1
R3	22 кОм	1
R4	2,7 кОм	2
R5, R6	680 кОм	2
R7	50 кОм	1
R8	6,8 кОм	1
R9	3 кОм	1
R10	75 кОм	1
C1	47 мкФ/16...50 В	1
C2, C4	0,22 мкФ	2
C3, C6, C7, C9	0,1 мкФ	4
C5	4,7 мкФ/16...50 В	1
C8	100 мкФ/16...50 В	1
VD	Светодиод красный, 5 мм	1
VT	BC548	1
DA	MC34119P	1
MIC	Электретный микрофон	1
Earphone JACK	Разъем для наушника	1
SW	Сдвиговый переключатель	1
Разъем батареи	-	1
Наушники	-	1
Socket DIP8	Панель для микросхемы	1
A134	Печатная плата 46х28 мм	1

Рис.3. Внешний вид печатной платы.

Рис.4. Монтажная схема.

Рис. 5 и 6. Цоколевка элементов.

Порядок сборки

проверьте комплектность набора согласно перечню элементов (табл.1);
изготовьте и установите перемычки J1…J3;
отформуйте выводы компонентов и установите их на плате, в соответствии с монтажной схемой (рис.5);
установите на плату панель микросхемы, выключатель питания SW, переменный резистор R7, разъем для наушника Earphone JACK, микрофон MIC;
аккуратно вставьте микросхему в панельку;
подключите разъем батареи, причем красный провод к контакту Х1, а черный к Х4;
проверьте правильность монтажа;
подключите наушники к разъему;
включите питание.

Переменным резистором R7 установите необходимую чувствительность стетоскопа.

Электронные самоделки в помощь автолюбителю

Стетоскоп это устройство позволяющее услышать слабые звуки.
Обычно такими устройствами пользуются врачи (точнее разновидностью стетоскопа- фонендоскопом). Только просьба не путать стетоскоп с микрофонными усилителями: по сути принцип работы у них одинаков, но стетоскоп предназначен в основном для обнаружения механических колебаний за счет колебаний мембраны или, в случае электронного стетоскопа- колебаний пьезоэлемента.

При помощи стетоскопа можно услышать такие неисправности как
Износ подшипников;
Износ втулок;
Стук клапанов;
Стуки кривошипно-шатунного механизма;
Стуки трансмиссии;
и это, несомненно, делает его хорошим помощником в ремонте автомобиля.

Схема, представленная здесь, имеет следующие характеристики :
Номинальное напряжение питания: 8...20 В;
Номинальный ток потребления: 30 мА.

Схема электронного стетоскопа

Печатная плата с расположением деталей

Все входящие в набор компоненты устанавливаются на печатной плате методом пайки. Для удобства монтажа на плате показано расположение элементов. После сборки устройство не нуждается в настройке. Питание устройства осуществляется от батареи типоразмера "Крона", но возможно питать и от других источников постоянного тока напряжением 8…20 Вольт. После подачи питающего напряжения на устройство должен загореться светодиод питания. Перед подключением наушников, убедитесь что регулятор чувствительности (RV1) установлен в крайнее левое положение.
Звукоснимающий элемент (пьезокерамическая пластина) подсоединяется к устройству через коаксиальный кабель и устанавливается в корпус либо изолируется.
При пайке кабеля к пьезокерамической пластине нужно быть очень осторожным, так как металлизированная поверхность пьезокерамической пластины очень чувствительна к перегревам и может треснуть, что приведёт в негодность саму пластину.
Что бы этого избежать, рекомендуется использовать паяльник с низкой температурой, а также припой с низкой температурой плавления.
Для улучшения звукоснимающих качеств на пьезокерамическую пластину на сторону обратной стороне припайке кабеля припаивается металлический штырь.

Внимание: увеличение чувствительности должно производиться плавно, иначе есть риск повреждения органов слуха.

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.

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.

Рассматриваемое устройство является универсальным и может применяться для следующих целей:

, ходового узла, электрооборудования транспортного средства;
Прослушивание работы турбонасоса, компрессора, редуктора.

Прослушивая с помощью стетоскопа двигатель автомобиля, необходимо обращать внимание на посторонние звуки. В оптимальном варианте все цилиндры мотора должны работать в унисон, без прерывистых шумов и вибраций. Качественный стетоскоп позволяет уловить малейшие неполадки в двигателе, своевременное устранение которых не приведет к более серьезным неисправностям.

Прослушивание подшипников коленвала осуществляется исключительно на прогретом корпусе двигателя, когда обороты резко меняются. Коренные и шатунные подшипники по характеру звука имеют отличия. Первый вариант звучит низко и глухо, а элементы шатуна издают звонкий шум, затихающий при переключении свечи на «массу». Стетоскоп поможет помочь проверить на посторонние звуки детали клапанного узла, поршневую группу и шестеренки.

Процедура пользования подручным электронным диагностическим прибором довольно проста и заключается в следующем:

В районе резьбового соединения к стетоскопу привинчивается щуп;
Наушники соединяются с основным блоком;
Устройство включается кнопкой пуска и настраивается на необходимый уровень шума;
Щуп прикладывается к проверяемому элементу, происходит восприятие подаваемой информации на слух.

Электронный вариант

Собственноручно созданный вариант домашнего диагноста авто в электронном виде способен более точно передавать колебания звуков. Его основными составляющими элементами является микросхема DA 1 (K140 УД 6) , пара резисторов, транзисторы и наушники. Вибрационный датчик доступно выполнить из керамического кулачка с пьезовой активацией (подобные экземпляры можно отыскать в старых проигрывателях).

Передатчик с пьезоэлементом трансформирует вибрационные движения в электрические колебания, усиливаемые вмонтированным преобразователем звука. Воспроизводимые звуковые частоты в диапазоне от 1 000 до 3 000 Гц, считаются оптимальным вариантом для восприятия сигналов человеческим слухом. Наушники служат в качестве передатчика звуковой информации от исследуемого объекта на считывание сведений человеком.

Механический автостетоскоп

Для создания данной модели не потребуется поиск узкоспециализированных элементов и электронных схем. Элементарный способ изготовления механического стетоскопа подразумевает использование подручных предметов. В качестве основы устройства подойдет пустая пластиковая бутылка, желательно с широким горлышком, которое будет служить улавливателем акустических изменений.

После отрезания горла емкости, аккуратно под резьбой, к оборке (которую предварительно следует обработать наждачной бумагой) крепится абсолютно герметично пластиковый элемент. В середину детали, по диаметру обрезанной заготовки, вставляется металлический болт диаметром не более 5 мм. Широкая часть детали должна располагаться изнутри заготовки. На резьбовую часть болта крепится пластик, который зажимается гайкой с умеренным усилием, чтобы не продавить конструкцию.

Готовый пластиковый круг с болтом приклеивается к горлышку по принципу воронкообразной лейки. В самом краешке бутылки проделывается отверстие, в которое монтируется эластичная тонкая трубка (например, капельница). После тщательного подгона трубки, место соединения фиксируется клеем, который не агрессивен к ПВХ материалам.

Итог . Диагностика автомобиля играет большую роль в его дальнейшей эксплуатации, безопасности водителя и пассажиров. Как сделать автомобильный стетоскоп своими руками в двух вариантах, было рассмотрено выше. Выбор механического или электронного образца остается за владельцем транспортного средства. Но, стоит отметить, что электронная модель, как покупная, так и самодельная, дает более точную информацию.

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 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).

Элементы для схемы на рисунке 1:

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;
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;
Т1, Т2 - КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные комплементарные (парные) транзисторы;
В1 - пьезоэлемент ГЗП-308, ПЭ-1 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,
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<
R6=10к-20к (регулировка чувствительности), R7=100к-200к, R8=10;
С1- отсутствует, С2=0.1 мкФ - 1.0мкФ, С3=0.1 мкФ-1.0мкФ,
С4=0.1мкФ, 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.

На рисунке 4 (6) - схема подключения удаленного пьезодатчика (пьезоэлемента или пьезоизлучателя) к усилителю с дифференциальным входом и высоким входным сопротивлением - УНЧ, схема которого представлена на рисунке 4 (а).

Заключение

Здесь используется техника, собираемая "на коленках’". Просто и дешево! И часто очень эффективно!

И не требует высокой квалификации в области электроники!

Применение электронных средств вместо фонендоскопа или стакана-резонатора позволяет не только решить проблему присутствия, но и дает, например, возможность осуществлять регистрацию данных на магнитофон, выполнять дистанционный контроль и т.д.

ВНИМАНИЕ! Вся информация предоставлена в ознакомительных целях и для понимания какие есть возможности, а также для экспериментов и для принятия необходимых защитных мер.

Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е - Электроника и шпионские страсти-3.

Представляем очень простой самодельный технический стетоскоп. Он был сделан с целью тестирования систем подвески 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 через экранированный кабель от каждого зонда направлен на «коммутатор», который содержит переключатели.

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.