Ufuatiliaji wa Umakini wa EEG wa Handheld: Hatua 32

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Maisha ya chuo kikuu yanalenga kuzingatia madarasa, kazi na miradi. Wanafunzi wengi wanapata shida kuzingatia wakati huu ndio sababu ufuatiliaji na kuelewa uwezo wako wa kuzingatia ni muhimu sana. Tuliunda kifaa cha biosensor ambacho hupima mawimbi yako ya akili kupima kiwango chako cha umakini na kuonyesha data ili uone. Kifupi "EEG" inasimama kwa electroencephalograph, ambayo inamaanisha kuwa ni mashine inayotumika kurekodi shughuli za umeme kwenye ubongo.

Biosensor hii inahitaji ingizo la ishara ya EEG na kidole chako kubonyeza skrini ili kutoa grafu ya frequency na data inayoweza kutolewa (hiari) ambayo inaweza kunakiliwa kwa Excel.

Kanusho: Biosensor hii SI kifaa cha matibabu.

Vifaa

• Arduino Uno ($ 23)
• Bodi ya mkate ($ 5.50)
• 2.8 "TFT Touch Shield ya Arduino na Screen Resistive Touch ($ 34.95)
• Waya ($ 0.95)
• EEG Bitalino ($ 40.79)
• Electrodes ($ 9.13)
• Vifaa vya kuongoza 3 ($ 21.48)
• Pombe za pombe ($ 4.65) (hiari)
• Betri ya 9V ($ 2.18)
• Mmiliki wa betri ya 9V ($ 1.69)
• Aina ya kebo ya USB 2.0 A / B $ 3.95)
• Zana
  • Kamba ya waya ($ 6.26)
  • Kamba ya nywele / vichwa vya sauti ili kupata waya juu ya kichwa chako (hiari)

Gharama ya jumla: $ 142 (kulingana na kushuka kwa bei)

Hatua ya 1: Mahitaji

• Ujuzi fulani wa kimsingi juu ya jinsi mawimbi ya ubongo husomwa yatasaidia kuelewa grafu, lakini sio lazima.

  Hii ni rasilimali nzuri kwa habari ya msingi ya msingi.

• Pia utahitaji kupata wavuti ya GitHub kupata nambari yetu.
• Utahitaji kupakua programu ya Arduino.

Hatua ya 2: Tahadhari za Usalama

• Hakikisha mzunguko haujawezeshwa (kifurushi cha betri kimezimwa, USB haijaingizwa) wakati wa kubadilisha mzunguko.
• Hakikisha kuwa hakuna majimaji karibu ambayo yanaweza kumwagika kwenye mzunguko.
• ONYO: HIKI SI kifaa cha matibabu na hakina usahihi sawa. Tumia EEG inayofaa ikiwa unahitaji kufanya utafiti juu ya mawimbi ya ubongo.
• Weka mikono yako kavu wakati unafanya kazi na mzunguko au biosensor.

Hatua ya 3: Vidokezo na Vidokezo

Utatuzi wa shida

• Hakikisha waya zako zimeunganishwa kwenye pini sahihi. Ikiwa sivyo, usomaji ambao haueleweki ungeonekana.
• Unapounganisha skrini yako, hakikisha kuwa haukutoshea kila kitu pini moja chini (ukigundua kuwa pini yoyote ya skrini haijaunganishwa, ndio sababu)
• Hakikisha umefunga BITalino vizuri (kulingana na nembo na ishara ya EEG kama inavyoonekana katika maagizo)
• Hakikisha ikiwa skrini imechomekwa vizuri hadi mahali kwamba chuma cha pini hazionekani tena.
• Ikiwa nambari inashindwa kukusanya na hawawezi kupata maktaba fulani, hakikisha umeweka maktaba zote zilizotajwa.

Ufahamu

Kumbuka kuhesabu nafasi unayohitaji kuvua waya kabla ya kuikata kwa urefu

• Kabla ya kupaka elektroni kwenye paji la uso wako, Hakikisha kuosha na kukausha kwanza au kutumia swab ya pombe kupunguza impedance.
• Kutumia Mega ya Arduino kungekupa pini za Analog na Dijiti, ambayo itamaanisha kuwa hautahitaji "kushiriki" pini kati ya waya na skrini kama tunavyofanya katika mtindo huu.

Hatua ya 4: Sayansi Nyuma ya Kifaa

Ubongo wako hutoa masafa tofauti ya ishara za umeme kulingana na kiwango chako cha ufahamu / umakini. Inazalisha mawimbi ya Gamma (32-100 Hz) wakati inazingatia sana kazi, usindikaji habari au ujifunzaji. Inazalisha mawimbi ya Beta (13-32 Hz) unapokuwa macho, unafikiria au unasisimua. Mawimbi ya alpha (8-13 Hz) hutengenezwa ikiwa umepumzika kimwili na kiakili. Mawimbi ya Theta (4-8 Hz) hufanyika wakati wa kutafakari kwa kina au REM (harakati ya macho ya haraka) kulala. Mawimbi ya Delta (<4 Hz) hufanyika wakati wa usingizi wa kina, usio na ndoto.

Sensorer yetu itakujulisha ni kiasi gani cha kila wimbi lililopo kukuruhusu kupima kiwango chako cha umakini. Inagundua tu urefu wa urefu kutoka 0Hz-59Hz, ambayo ndio anuwai ambayo mawimbi mengi ya ubongo hufanyika.

Ikiwa unapendelea mafunzo ya video, hapa kuna video nzuri ambayo unaweza kutazama.

Katika video yetu ya utangulizi, tulizungumza juu ya Mabadiliko ya Fast Fourier. Video hii inaelezea hiyo ni nini.

Hatua ya 5: Ukanda na Kata waya

Kwa matokeo bora, utahitaji vipande 3 kwa kiwango cha chini cha 5 ndefu.

Ikiwa haujavua waya hapo awali, hapa kuna mafunzo rahisi.

Kidokezo: Unapokata waya, hakikisha unaacha nafasi ya kuvua waya.

Hatua ya 6: Loop Mwisho mmoja wa Kila Waya

Lengo hapa ni kuunda kitanzi kwa upande mmoja sehemu iliyo wazi ya waya. Kitanzi hiki kinapaswa kuwa sawa na saizi sawa na pini zilizo chini ya TFT Touch Shield au kubwa kidogo.

Hatua ya 7: Tafuta Pini Zinazoambatana Chini ya Skrini

Linganisha Arduino Uno na sehemu ya chini ya skrini ili kubaini pini zinazofanana za 3.3V, GND na A5.

Kidokezo: Ukiangalia kwa karibu, unaweza kuona miduara nyekundu kwenye picha ikizunguka pini za kupendeza.

Hatua ya 8: Ambatisha waya kwenye Pini za Ngao za Kugusa za TFT

Ambatisha matanzi uliyotengeneza kwenye pini za TFT Touch Shield ambazo zinahusiana na pato la 3.3V, GND na pini ya analog ya A5 kwenye Arduino.

Kidokezo: Ikiwa haujui ni yapi ya kuambatisha, unaweza kutumia zile zilizoonyeshwa kwenye picha hapo juu.

Hatua ya 9: Kaza vitanzi vya waya

Bana sehemu ya chuma ya kitanzi cha waya ili kukaza. Hii itahakikisha unganisho bora.

Hatua ya 10: Chomeka kwenye TFT Touch Shield

Tumia vidole vyako kupata waya katika maeneo yao na kubonyeza TFT Touch Shield juu. Chomeka kwenye Arduino.

Hatua ya 11: Chomeka nyaya kwenye ubao wa mkate

Unganisha

• Waya 3.3V kwenye safu + kwenye ubao wa mkate.
• Waya wa GND kwenye safu kwenye ubao wa mkate.
• Waya ya A5 kwa safu yoyote kwenye ubao wa mkate.

Kidokezo: waya unazoona zinaendesha juu ya skrini ni kwa madhumuni ya kielelezo. Tulichagua kuendesha waya chini ya skrini kwani waya tulizokuwa nazo ni fupi sana.

Hatua ya 12: Unganisha Vifaa vyako vinavyoongoza kwa 3

Unganisha vifaa vya kuongoza 3 kwa sensorer ya BITalino EEG. Chomeka hii kwa upande ambao umeitwa "EEG".

Hatua ya 13: Unganisha Sensorer yako ya EEG kwa waya

Unganisha sensor yako ya EEG upande na nembo ya BITalino juu yake.

Hatua ya 14: Unganisha EEG kwenye ubao wa mkate

Unganisha ncha nyingine ya waya kwenye ubao wa mkate kama inavyoonekana kwenye picha.

• Unganisha waya nyekundu kwenye safu + ya ubao wa mkate
• Unganisha waya mweusi kwenye - safu ya ubao wa mkate
• Unganisha waya wa zambarau kwa safu na waya kutoka kwa pini ya A5.

Hatua ya 15: Funga Elektroni kwenye paji la uso wako

Chambua elektroni na uzishike kwenye paji la uso wako kama inavyoonekana kwenye picha.

Hatua ya 16: Jichanganye

Kuwa mmoja na mzunguko kwa kuunganisha miisho ya nyongeza ya risasi-3 kwa elektroni kwenye paji la uso wako. Kidogo cha chuma kwenye elektroni kinapaswa kutoshea vizuri kwenye mashimo ya nyongeza ya risasi-3.

Haijalishi ni risasi ipi inayoenda kwa elektroni ndefu ikiwa nyeupe iko katikati.

Hatua ya 17: Salama waya (hiari)

Ikiwa hutaki waya zinazozuia maoni yako, zirudishe juu ya kichwa chako na uzilinde na kitu. Nilichagua kutumia vichwa vya sauti kufanya hivi.

Hatua ya 18: Ingiza Betri ya 9V Kwenye Kifurushi cha Betri

Ingiza betri ya 9V kwenye kifurushi cha betri.

Hatua ya 19: Chomeka Pakiti ya Betri ya 9V

Chomeka pakiti ya betri ya 9V kwenye bandari iliyoonyeshwa kwenye picha. Weka pakiti ya betri wakati unafanya hivyo.

Hatua ya 20: Pata Nambari kutoka kwa Github

• Nenda kwenye kiunga hiki:
• Bonyeza kwenye faili ya Hand_Held_EEG.ino. Nakili na ubandike nambari hiyo kwenye dirisha lako la Arduino.

Vinginevyo, unaweza kubofya kitufe cha kijani cha "koni au kupakua", ihifadhi kama zip, kisha utoe faili na uifungue

Hatua ya 21: Pakua Maktaba Zinazofaa

Unapojaribu kukusanya nambari hiyo, ungesukumwa kutafuta maktaba fulani.

• Nenda kwenye zana> Dhibiti Maktaba
• Andika kwenye maktaba unayohitaji katika upau wa utaftaji. Pakua ile inayofanana zaidi na maktaba unayotaka.

• Hizi ndizo maktaba ambazo utahitaji:

  • arduinoFFT.h
  • Matunda_GFX.h
  • SPI.h
  • Waya.h
  • Adafruit_STMPE610.h
  • Adafruit_ILI9341.

Vinginevyo, unaweza kupakua maktaba kutoka kwa viungo hivi. na unakili kwenye folda yako ya maktaba.

Fdu ya Arduino:

SPI:

Waya:

Adafruit ILI9341:

Adafruit STMPE610:

Adafruit GFX:

Hatua ya 22: Chomeka Arduino UNO kwenye Kompyuta yako

Chomeka Arduino UNO kwenye kompyuta yako kwa kutumia kebo ya USB.

Hatua ya 23: Pakia Nambari

Bonyeza kitufe cha kupakia kwenye dirisha lako la Arduino kama inavyoonyeshwa kwenye duara nyekundu kwenye picha hapo juu. Subiri upakiaji ukamilike.

Hatua ya 24: Bidhaa ya Mwisho

Chomoa kebo ya USB na sasa unayo bidhaa ya mwisho! Unachohitajika kufanya ni kuwasha kifurushi cha betri na gonga skrini ili kuanza kukusanya data!

Spikes zaidi unazoona upande wa kushoto, punguza kiwango cha umakini wako.

Hatua ya 25: Mchoro wa TAI

Hapo juu ni mchoro wa TAI. TFT Touch Shield, sensa ya EEG na betri ya 9V imeandikwa. Arduino UNO ina lebo yake mwenyewe iliyochapishwa tayari.

Betri ya 9V ina mwisho wake mzuri uliounganishwa na pini ya 5V na mwisho hasi uliounganishwa na pini ya GND ya Arduino Uno.

Sensorer ya EEG ina pini yake ya VCC iliyounganishwa na pini ya 3V, pini ya GND kwa pini ya GND na pini ya REF kwa pini ya A5 ya Arduino Uno.

Shield ya Kugusa ya TFT imeunganishwa na pini zote za Arduino Uno.

Hatua ya 26: Kusoma Takwimu

Katika hatua ya 4, kulikuwa na mchoro unaoonyesha ni masafa gani ya mawimbi ya ubongo yanayofanana na kiwango gani cha ufahamu / umakini. Grafu yetu iko kwenye kiwango cha 10Hz kwa kila mraba. Kwa hivyo, ikiwa utaona kilele mwishoni mwa mraba wa 2 (kama kwenye picha). Inamaanisha kuwa kuna mawimbi mengi ya ubongo saa 20Hz. Hii inaonyesha mawimbi ya Beta, ikimaanisha kuwa mtu huyo ameamka na amezingatia.

Hatua ya 27: Kufungua Monitor Serial (Hiari)

Fungua mfuatiliaji wa serial chini ya kichupo cha zana juu kushoto.

Au, unaweza kubonyeza Ctrl + Shift + M

Hatua ya 28: Chukua Usomaji kwenye Monitor Serial (Hiari)

Na arduino iliyochomekwa kwenye kompyuta, soma ukitumia onyesho la skrini ya kugusa.

Hatua ya 29: Nakili Matokeo Yako (Hiari)

Bonyeza kwenye Serial Monitor, Bonyeza CTRL + A, na kisha CTRL + C kunakili data yote.

Hatua ya 30: Bandika Matokeo Kwenye Hati ya Maandishi. (Hiari)

Fungua hati ya maandishi kama Notepad na bonyeza CTRL + V kubandika matokeo.

Hatua ya 31: Hifadhi Matokeo Kama Faili ya.txt. (Hiari)

Nambari hii inaweza kusafirishwa kwenye programu kama bora ili kuchambua data.

Hatua ya 32: Mawazo zaidi

• Unaweza kuunda kifaa ambacho kinakuchochea kuamka wakati unapoteza mwelekeo kwa kuongeza gari inayotetemeka na nambari inayowezesha motor ikiwa inagundua mawimbi ya ubongo chini ya masafa fulani (sawa na jinsi Fitbit inavyotetemeka).
• Kuongeza uwezo wa kadi ya SD itakuruhusu kuhifadhi data na kuichakata kwa njia zingine kupitia programu kama Microsoft Excel.