Høreapparat. Hjemmelavet høreapparat med aru Gør-det-selv høreapparater på en operationsforstærker

For nylig havde en tæt på mig brug for et høreapparat. I mange lande tilbydes sådanne høreapparater gratis til personer med hørehandicap, men gratis ost...

Her er en af ​​de gratis enheder, du kan købe dem i Kina for 2-3 dollars.

Der er gode enheder, men prisen for dem er klart mere end 2-3 dollars.

Fabriksapparatet passede ikke til, at det havde lav følsomhed og ustabil forstærkning, og også havde batteristrøm, og det er ekstraomkostninger for at købe batterier.

Efter at have åbnet den kinesiske enhed, blev det klart, hvorfor den har lav følsomhed. Som du kan se, er kredsløbet primitivt, bygget på et par transistorer, selvom lydkvaliteten ikke er dårlig.

Som et resultat lavede jeg flere lignende enheder.En af disse enheder er ret omfangsrig, men har meget god følsomhed og auto gain kontrol.Det sidste trin er bygget på MC34119 mikrokredsløbet, som kan levere op til 250 milliwatt strøm til belastningen, så bogstaveligt talt alle hovedtelefoner kan tilsluttes sådan en enhed.Denne enhed var udstyret med et ret rummeligt lithium-ion-batteri, en opladning er nok til flere dages arbejde. Desværre har jeg ikke gemt nogen diagrammer eller fotografier.

Den anden enhed er ikke mindre god, den er udelukkende bygget på transistorer.

Et par forforstærkningstrin, derefter et automatisk volumenkontroltrin og et sluttrin ind i kollektorkredsløbet, hvoraf en højimpedans høretelefon er tilsluttet.

Sådan fungerer automatisk lydstyrkekontrol. I det indledende trin påføres spændingen fra kondensatoren C5, som oplades af modstanden R8, til bunden af ​​transistoren i det første trin for at give maksimal forstærkning.

Når indgangssignalet stiger, for eksempel under en høj samtale i nærheden af ​​enheden, øges signalet ved udgangen af ​​det andet indledende trin også, og så snart spændingen når oplåsningsværdien for siliciumtransistorerne, som er 0,6 - 0,7 Volt, transistoren affyrer, gennem sin åbne forbindelse og modstand R6 kapacitans C5 vil blive afladet, dette sænker spændingen ved bunden af ​​den første transistor og reducerer følsomheden af ​​enheden, forstærkningen øges gradvist efter et par sekunder, da kondensatoren C5 afgifter.

En sådan funktion bør være tilgængelig i ethvert normalt høreapparat, det giver en stabil lyd i ørestykket, uanset lydstyrken på samtalen.

Ulempen ved denne enhed er kritikaliteten til hovedtelefonerne, her er den nødvendig med høj modstand. Høretelefoner fra smartphone-headset har en impedans på 20 til 35 ohm, men jeg måtte svede meget for at finde en øretelefon med en spolemodstand på 50 ohm, men med sådan en høretelefon er lyden bare perfekt, selvom enheden kan arbejde med lavere impedans høretelefoner.

Der er mange fordele, høj følsomhed, høj støjdæmpningsfunktion, lavspændingsstrømforsyning og lavt strømforbrug.

Sådan en enhed kan kun drives af ét batteri, og hvis det lykkes dig at finde et lille nikkel-metalhydrid-batteri, så kan din enhed godt konkurrere med den kinesiske pendant i form af ergonomi.

Jeg brugte et lille lithium-ion-batteri fra et bluetooth-headset. Et andet træk ved kredsløbet er en bred vifte af indgangsspændinger. I området fra 0,8 til 4 volt fungerer enheden fint.

Det trykte kredsløb af denne mulighed blev avlet til DIP-komponenter, kortet viste sig at være ret kompakt.

Senere besluttede jeg at prøve med SMD montering

Da etuiet ikke er miniature, kan du bruge et større (i forhold til miniaturemodeller) Li-Ion batteri, som gør det muligt for enheden at arbejde offline i længere tid. En anden fordel sammenlignet med miniature kinesiske modeller er uafhængigheden af ​​typen af ​​ørestykke. Da ørestykket her er den ydre del, kan du vælge ørestykket individuelt uden at skifte selve høreapparatet, da effektiviteten af ​​hele enheden afhænger meget af selve ørestykkets egenskaber. Det er tilrådeligt at vælge hovedtelefoner afhængigt af egenskaberne ved brugerens hørelse. Selvfølgelig, i tilfælde af at købe et dyrt høreapparat i en specialiseret butik, vil en kvalificeret arbejdstager lave audiogrammer og justere enheden til egenskaberne ved patientens hørelse, men hvis du køber billige modeller i kinesiske onlinebutikker, er dette umuligt.

På enhedens krop er der en volumenkontrol, et hovedtelefonstik, en elektretmikrofonkapsel og et stik til tilslutning af en oplader. Høreapparatet oplades med en fem-volts mobiltelefonoplader. Kroppen er 3D-printet. Du kan downloade 3D-modeller fra linket i slutningen af ​​artiklen sammen med printpladen og andre filer til dette projekt. For at oplade Li-Ion-batteriet blev der brugt et billigt miniature-controllerkort bestilt hos Aliexpress.

!!! Forsøg ikke at oplade et Li-Ion-batteri direkte fra en spændingskilde uden et styrekort! Dette er farligt for batteriet og kan forårsage brand!

Skematisk diagram af et hjemmelavet høreapparat med automatisk forstærkningskontrol. Klik på diagrammet for at forstørre det

En elektretmikrofon (ikke vist i diagrammet) er forbundet til mikrofon- og GND_mic-benene. Du skal forbinde kapslens positive udgang til mikrofonkontakten og dens anden negative udgang til GND_mic-kontakten. Typisk har kapslen denne udgang forbundet til sin krop. Brugt elektretkondensatorkapsel type WM-61A fra Kina med Aliexpress:

Strømforsyningen til kapslen forsynes gennem modstanden R1. Endvidere føres signalet gennem kondensatoren C2 til det første forstærkningstrin, lavet på transistorerne Q1 og Q2. Den automatiske forstærkningskontrolenhed er samlet på en transistor Q3 og en felteffekttransistor Q4. FET'en styrer forstærkningen af ​​det første trin ved vekselstrømshuntmodstand R13 i transistoren Q2's kollektorkredsløb, hvilket reducerer forstærkningen af ​​trinnet, når inputsignalniveauet stiger. Således opretholdes et relativt konstant signalniveau ved udgangen af ​​trinnet, når inputniveauet ændres over et bredt område. Her ensretter diode D3 lydsignalets vekselspænding og omdanner det til en pulserende spænding, som forstærkes af transistor Q3 og derefter udjævnes af elektrolytisk kondensator C7.

Fra udgangen af ​​forforstærkertrinnet føres signalet til volumenkontrolpotentiometeret. Potentiometeret vises ikke i hovedkredsløbet. Hvordan man forbinder det til printkontakterne er vist i det lille diagram nedenfor. Der anvendes et 10 kΩ potentiometer.

Tilslutningsdiagram af volumenkontrolpotentiometeret til printkontakterne

Fra volumenpotentiometerskyderen føres signalet til den endelige forstærker, samlet på MC34119-chippen (). IC er en lydeffektforstærker, der kan fungere ved meget lave forsyningsspændinger, der starter ved 2 volt og er ideel til vores Li-Ion batteridrevne høreapparat. Faktisk indeholder mikrokredsløbet to udgangstrin af effektforstærkning, som fungerer i modfase for at implementere brotilstanden. Belastningen er forbundet mellem de to udgange på mikrokredsløbets endelige forstærkere og ikke mellem udgang og jord, som i de fleste andre integrerede forstærkere. Det vil sige, at vi forbinder hovedtelefonerne til ben 5 og 8 på mikrokredsløbet. Ingen af ​​øretelefonstifterne skal forbindes til jord, dette skal tages i betragtning, hvis du bruger et hovedtelefonstik, der har en af ​​stifterne forbundet til metalhuset. en sådan stikkontakt skal være isoleret fra enhedens fælles ledning.

Enhedens strøm.

Som strømkilde kan du bruge et hvilket som helst lille Li-Ion batteri med en spænding på 3,7 V, passende til os i størrelse. Jeg lavede et etui til et "lillefinger" Li-Ion batteri, jeg var for doven til at gå og købe det, og til sidst brugte jeg et lille batteri fra et børnelegetøj - en helikopter.

Til at oplade batteriet brugte jeg netop sådan et bord bestilt på Aliexpress. 10 stykker af sådanne plader koster omkring 150 rubler, jeg bestilte en masse 10 stykker, pladerne er nyttige i amatørradioindustrien og billige.

Da controllerkortet har et standard mikro-usb-stik, kan du bruge en konventionel oplader fra enhver mobiltelefon til at oplade høreapparatet.

Ordning for tilslutning af batterier til høreapparattavlen

Printplade oprettet i DipTrace-programmet. Du finder printkorttegningerne i arkivet med projektfilerne.

Mange mennesker i dag oplever høreproblemer, og omfanget af denne plage er imponerende. Ud over de ældre vil mange af den yngre generation også i fremtiden opleve høretab, drevet af den voldsomme brug af høretelefoner og de unges forkærlighed for diskoteker.

Derfor vil spørgsmålet om, hvordan man laver et høreapparat med egne hænder, altid være relevant, fordi prisen på sådanne mærkevarehøreapparater ofte er uden for rækkevidde af mange mennesker.

Faktisk, DIY høreapparater er nemme at lave., til dette bruges improviseret midler, som alle nemt kan finde.

Det resulterende høreapparat er kompakt og kan nemt passe ind i et standard Bluetooth-headset.

For at komme i gang skal du bruge en mikrofon – en almindelig mikrofon fra en mobiltelefon duer. Hvis dette ikke er tilfældet, så kan du med held bruge en mikrofon fra en båndoptager. Båndoptageren er ganske almindelig, kinesisk - det vigtigste er, at mikrofonen har en høj følsomhed.

Lad os nu gå videre til at overveje høreapparatets kredsløb. Som du kan se, er ordningen ret enkel.

Som højttaler bør du også tage et ørestykke fra en mobiltelefon. Ørestykket skal have en smuk høj modstand, omkring femogtyve-fyrre ohm.

Til at drive enheden bruges en lithiumtablet (spænding tre volt). Hvis en lithium-tablet ikke kunne findes, så kan du bruge tre batterier fra et almindeligt ur. Baer seriel, og den samlede spænding skal være på niveauet 4,5 volt. Ved montering skal der lægges særlig vægt på mikrofonen og dens polaritet - mikrofonen skal tilsluttes korrekt.

Hvis der er et ønske og mulighed, så kan du i stedet for ovenstående mulighed bruge et lithium-ion batteri også fra et Bluetooth headset. Med en kapacitet på 80-120 milliampere og en spænding på 3,7 volt vil lithium-ion-batteriet lade høreapparatet arbejde længere, og det kan genoplades. Til enheden kan du bruge transistorer af følgende typer: C9014 og C9018, samt transistorer kt315 og kt368.

Vi går videre med at studere spørgsmålet om, hvordan man laver et høreapparat med egne hænder. For at reducere størrelsen på din maskine bør du bruge SMD-komponenter. For at øge høreapparatets følsomhed kan du erstatte den upolære kondensator til den mikrofon, du bruger, med 0,01 mikrofarad.

Samling af høreapparatet.

Når du samler høreapparatet, skal du lave højkvalitetsisolering af mikrofonen fra højttaleren - ellers vil der dannes en baggrund under brug.

En anden version af enheden har to kaskader, der forbedrer mikrofonens ydeevne. Da selve mikrofontabletten har en indbygget forstærker (single-stage), vil du som følge heraf få et høreapparat med øget følsomhed, cirka 9-10 meter. Behøver simpelthen tilføje en simpel forstærker fungerer på en enkelt transistor (svarende til den forstærker, der blev brugt i det foregående trin).

Den første type høreapparat har en strøm på 5 milliampere i timen, den anden - omkring 10 milliampere i timen.

Dette høreapparat vil køre kontinuerligt og du behøver ikke at slukke for den, så du behøver ikke en kontakt.

Lignende fabriksfremstillede enheder er ret dyre., mens den mulighed, der overvejes i denne artikel, vil være billig, og med hensyn til kvalitet vil den ikke være ringere end fabriksprøver.

Denne omstændighed er især vigtig for pensionister og folk med lave indkomster, som ikke har råd til at købe mærkehøreapparater. Du kan gøre dine bedsteforældre glade eller hjælpe en kollega eller ven med at overvinde deres høreproblemer. Det er nok bare at tage alle de nødvendige elementer anført ovenfor og selvstændigt designe en enhed, der kan hjælpe folk til fuldt ud at opfatte verden omkring dem og nyde lydene og kommunikationen med deres kære.

Som du kan se, gør-det-selv høreapparat ret nemt at gøre, der er ikke noget kompliceret i dette, men fordelene er ret håndgribelige.

I dag skal vi lave et høreapparat. Videoen vil være i to dele. I dette vil jeg beskrive den elektriske del, og deri vil være fremstilling af sagen og installation af elektronik i den.

Lidt baggrund

Min bedstefar er i sit niende årti. Med tiden blev han hørehæmmet. I et par år brugte han et miniature-bag-øret-høreapparat fra Siemens. Så længe du ikke har mistet det. Det ser ud til: de købte en ny og glemte problemet, men jeg besluttede at blive forvirret og lave en hjemmelavet. Der er flere grunde til denne beslutning. For det første prisspørgsmålet. Med dollarens appreciering er høreapparater steget markant i pris. For det andet havde det nævnte eksempel en ekstremt kort batterilevetid. De skulle skiftes en eller to gange om ugen. For det tredje forårsagede det at bære en hovedbeklædning uvedkommende lyde, der gjorde det svært at høre samtalen. For det fjerde forårsagede monoblok-ydelsen og den tætte placering af højttaleren og mikrofonen konstante knirk ved maksimal lydstyrke, og der blev ikke hørt noget ved det gennemsnitlige lydniveau. Derfor besluttede jeg at dræbe alle fuglene med et smæk og lave en enhed på AAA-batterier, bestående af flere blokke.
Ørestykket og mikrofonen vil blive placeret efter princippet om et kablet headset. Og etuiet, som skal indeholde batterierne og printpladen, vil blive båret i en bukselomme eller på et bælte. Han bliver nødt til at udføre skærmens funktion og beskytte de indre elementer mod skader i tilfælde af utilsigtede fald eller trin på den.

Høreapparat diagram

Jeg spionerede på kredsløbsdesignløsningen på radiokvægs hjemmeside http://radioskot.ru/publ/unch/karmannyj_slukhovoj_apparat/6-1-0-627 Kredsløbet er ret forvirrende. Jeg prøvede at forenkle det.

Hovedforstærkeren er en Motorola-chip MC34119. Lad os tage et kig på dataarket. Mikruha består af 45 transistorer, den kan fungere fra 2V, for eksempel fra 2 NiMH-batterier, som, når de er helt afladet, vil have en spænding på 1V på hver, det vil sige i mængden af ​​2V, vi har brug for. Samtidig forbruger mikrokredsløbet meget lidt. Erklæret 2,7 mA. Og den kan levere op til 250 mW strøm til en 32-ohm høretelefon. Ganske gode scoringer.

Den enkleste inklusionsmulighed har et minimalt kropssæt. Men jeg, ligesom forfatteren af ​​det nævnte kredsløb, indså i løbet af eksperimenter på et brødbræt, at det er bedst at bruge muligheden med undertrykkelse af højfrekvente lyde.

Empirisk hentede jeg en elektretmikrofon fra en gammel Philips-telefon med hensyn til lydkvalitet, den viste sig at være mærkbart bedre end andre mikrofoner.

Min version

Jeg klarede . (KiCAD projektfil) Et par ord om forforstærkeren. Fordi Jeg havde ikke forforstærkerdelene angivet i diagrammet, jeg besluttede at eksperimentere ud fra det, jeg har. Og på lager havde jeg den banale KT315B. Under eksperimenterne viste det sig, at den allerførste version på kun én transistor viste sig at være den mest succesfulde, og alle efterfølgende havde dårlig lydkvalitet og dårlig gain. Men på samme tid, hvis en fælles strømforsyning blev tilført til mikruha og forforstærkeren, begyndte forforstærkeren at excitere selv. Alle mine forsøg på at løse dette problem førte kun til en forringelse af lyden. Til sidst, efter at have vejet alle fordele og ulemper, besluttede jeg, at elegancen af ​​den tekniske løsning havde mindre prioritet end lyden, og brugte en ekstra batteripakke til at drive forforstærkeren. Ja, min vægt og dimensioner er steget, men jeg laver den første eksperimentelle prøve, og det er tilgiveligt. Her er sådan et kompromis.

Kredsløbet indeholder også en anden transistor - BC547, som skifter forstærkerchippen til laveffekttilstand, når forsyningsspændingen falder til under 2,0V. Dette forhindrer en fuldstændig afladning af hovedbatterierne. Dette er ikke tilfældet med forforstærker-batterier, og selvom dette punkt kunne løses, besluttede jeg, at det ikke var så kritisk. Fordi målinger af strømforbrug viste, at forforstærkeren forbruger 10 gange mindre strøm, nemlig henholdsvis 0,6 mA og 6,3 mA. Med dette i betragtning kan vi antage, at forforstærkerbatterierne oplades 1 gang pr. ti opladninger af hovedbatterierne, hvilket er ganske acceptabelt. Med en hovedbatterikapacitet på 1000 mAh har vi omkring 160 timers kontinuerlig drift. Det kan antages, at denne afgift rækker til 2-3 ugers arbejde i 8-10 timer om dagen. Hvilket er en ret god indikator. Kredsløbet indeholder også en volumenkontrol, der justerer spændingen på elektretmikrofonen.

Signet

Alt efter planen. Lad os gå videre til print. Fordi Jeg samlede oprindeligt delene på et brødbræt, jeg besluttede at omarrangere dem uden problemer på brættet, så vores bord er THT - pin montering - meget mere praktisk i eksperimentelle ting. Det er meget muligt, at SMD-indstillingen bliver senere. Jeg lavede tavlen i KiCAD-programmet, eksporterede den derefter til SVG og udskrev den fra en vektoreditor. Jeg brugte ensidet glasfiber. Tegningen blev oversat ved LLT-metoden. De der. printet på fotopapir på en laserprinter, og varmet op ved hjælp af en laminator. Til at begynde med forsøgte jeg at adskille papiret med isopropylalkohol - jeg rullede altid denne mulighed med termotransferpapir, men her mislykkedes jeg. Anden gang jeg brugte iblødsætning i vand, rensede jeg resterne af filmen af ​​med en tandbørste med tandpasta. Det blev meget godt. Ætset i ferrichlorid. Dækket med rosenlegering i kogende vand. Boret med en værktøjsmaskine fra et mikroskop. Der var ingen særlige problemer med monteringen, men som altid skruede jeg op med spejlbilledet, så Mikruhas ben skulle vendes med vrangen ud.

I næste serie

BR Kaplun, Severodonetsk

En af læserne i sit brev gjorde opmærksom på, at der er et vist problem for mennesker med høretab forbundet med køb af et høreapparat på grund af dets ret høje omkostninger. Efter at have analyseret en række høreapparatkredsløb givet i litteraturen, blev hovedkravene til en høreapparatforstærker bestemt:

1) forstærkning af signalet fra mikrofonen til et niveau på mindst 0,5-1 V ved en belastning med en modstand på 80-100 ohm;

2) tilstedeværelsen af ​​AGC (ønskeligt);

3) minimum volumen, vægt, omkostninger;

4) drift fra en galvanisk celle med en spænding på ikke mere end 3 V (helst) med et minimum strømforbrug.

Et karakteristisk træk ved kredsløbet vist i fig. 1 er konstruktionen af ​​forstærkerens udgangstrin. Faktisk er dette et push-pull-brokredsløb, der giver dig mulighed for at få den maksimale udgangseffekt med det minimale strømforbrug.

Modstande bruges i kredsløbet: R1 - 4,7k; R2 - 270k; R3 - 10k; R4 - 620k; R5 - 3,3k; R6 - 22k; R7 - 68k; R8 - 6,8k; R9, R10 -330; R11, R16 - 30; R12, R13 - 22k; R14 - 5,1k; R15 - 110; R17 - 110; kondensatorer C1, C3 - C7 - 20,0 mikron 6,3 V; C2 - 0,47 mikron 16 V; dio

dy VD1-VD3 - KD522; transistorer VT1 - KT3102E; VT2-KT3107ZH; VT3, VT5, VT6, VT8 - KT361; VT4, VT7, VT9 - KT315.

På transistorer VT1, VT2, VT4 laves en forforstærker dækket af AGC (transistor VT3). Kaskaden på transistoren VT5 er en faseinverter, der leverer antifasesignaler, der er nødvendige for driften af ​​broudgangstrinnet på transistorerne VT6-VT9. Negativ feedback gennem modstanden R14 giver den nødvendige stabilitet af DC-forforstærkertilstanden. Lokale tilbagekoblinger i udgangstrinnet gennem modstande R12, R13 stabiliserer DC-tilstanden og forbedrer kvaliteten af ​​forstærkning af svage signaler.

Forstærkeren justeres ved at vælge modstanden R14 for at opnå en samtidig og symmetrisk begrænsning af udgangssignalet ved transistoren VT5's kollektor og emitter.

En variant af printpladen "gennem lyset" er vist i fig. 2. Modstande kan bruges med en effekt på 0,125-0,25 watt. Elektrolytiske kondensatorer er små importerede kondensatorer til en spænding på 6,3 V. En lille importeret elektronisk mikrofon bruges som mikrofon; ørestykke BA1 - fra et industrielt høreapparat.

Denne forstærker blev testet i Radoamator laboratoriet og viste god ydeevne. Kredsløbet fungerer stabilt ved en forsyningsspænding på 2,4 V (to D-0,25 batterier). Som belastning blev der brugt serieforbundne kinesisk fremstillede hovedtelefoner med en modstand på 32-42 ohm. I dette tilfælde var strømforbruget 16-19 mA. Forfatterens kredsløb inkluderer desuden kondensator C8 og modstande R11, R16. Modstanden på modstanden R14 kan ændres over et bredt område. Der er en lille støj i høretelefonerne, som ikke kunne fjernes helt. Støjen reduceres noget ved udskiftning af typen af ​​transistor VT1 med KT315. Ifølge en person med høretab "fungerer enheden godt, men hvis støjen kunne reduceres, ville den være endnu bedre."