Kudhibiti Taa na Macho Yako: Hatua 9 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Muhula huu chuoni, nilichukua darasa linaloitwa Instrumentation katika Biomedicine ambalo nilijifunza misingi ya usindikaji wa ishara kwa matumizi ya matibabu. Kwa mradi wa mwisho wa darasa, timu yangu ilifanya kazi kwenye teknolojia ya EOG (electrooculography). Kwa kweli, elektroni zilizounganishwa na mahekalu ya mtu hutuma tofauti ya voltage (kulingana na dipole ya corneo-retina) kwa mzunguko iliyoundwa kuchuja na kukuza ishara. Ishara inapewa ADC (kibadilishaji cha analog-to-dijiti - kwa upande wangu, ADC ya Arduino Uno) na ilitumika kubadilisha rangi za kito cha neopixel.

Mafunzo haya ni njia kwangu kurekodi kile nilichojifunza, na pia kushiriki na msomaji wa kawaida jinsi ishara zimetengwa na mwili wa mwanadamu (kwa hivyo onya: imejaa maelezo ya ziada!). Mzunguko huu unaweza kutumika, pamoja na mabadiliko kadhaa madogo, kwa msukumo wa umeme wa mioyo ya gari kama muundo wa wimbi la EKG, na mengi zaidi! Ingawa hakika hakuna mahali karibu na ya hali ya juu na iliyokamilika kama mashine unazoweza kupata hospitalini, taa hii inayodhibitiwa na nafasi ya macho ni nzuri kwa uelewa wa awali na kuona.

Kumbuka: Mimi sio mtaalam wa usindikaji wa ishara kwa hivyo ikiwa kuna makosa yoyote au ikiwa una maoni ya maboresho, tafadhali nijulishe! Bado nina mengi ya kujifunza kwa hivyo ufafanuzi unathaminiwa. Pia, karatasi nyingi ambazo ninazitaja kwenye viungo wakati wa mafunzo haya zinahitaji ufikiaji wa kitaaluma ambao nina heshima ya chuo kikuu changu; samahani mapema kwa wale ambao hawataweza kufikia.

Hatua ya 1: Vifaa

• protoboard
• vipinga (100, 1k, 10k, 33k, 1M + 0.5M)
• capacitor (0.1uF)
• instrumentation amp (INA111 kwa upande wangu, lakini kuna wanandoa ambao wanapaswa kufanya kazi vizuri)
• op amp (yoyote - nilikuwa na LM324N)
• neopixel (kazi yoyote, lakini nilitumia kito)
• Betri 9V x2
• Vichwa vya betri 9V x2
• elektroni ngumu za gel (uteuzi wa elektroni unajadiliwa katika hatua ya 5)
• potentiometer
• waya maboksi
• viboko vya waya
• chuma cha soldering + solder
• klipu za alligator (pamoja na waya zilizoambatishwa - solder zingine ikiwa ni lazima)
• gundi ya moto (kutuliza waya ambazo zingepinduka na kurudi)
• Arduino (bodi nzuri sana inafanya kazi yoyote, lakini nilitumia Arduino Uno)

PENDEKEZA sana: oscilloscope, multimeter, na jenereta ya kazi. Kuchunguza matokeo yako badala ya kutegemea tu maadili yangu ya kupinga!

Hatua ya 2: Asili ya kisaikolojia na hitaji la Mzunguko

Kanusho la haraka: Mimi sio mtaalam wa matibabu katika uwanja huu, lakini nilikusanya na kurahisisha yale niliyojifunza darasani / kutokaGoogling hapa chini, na viungo vya kusoma zaidi ikiwa ungependa. Pia, kiunga hiki ni kwa muhtasari bora wa mada ambayo nimepata - inajumuisha mbinu mbadala.

EOG (electro-oculography) inafanya kazi kwenye dipole ya corneo-retina. Konea (mbele ya jicho) imeshtakiwa vyema na retina (nyuma ya jicho) imeshtakiwa vibaya vibaya. Unapotumia elektroni kwenye mahekalu na kusaga mzunguko wako kwenye paji la uso wako (husaidia kutuliza usomaji wako na kuondoa mwingiliano wa 60Hz), unaweza kupima karibu tofauti ~ 1-10mV za voltage kwa harakati za macho zenye usawa (angalia picha hapo juu). Kwa harakati za jicho wima, weka elektroni juu na chini ya jicho lako badala yake. Tazama nakala hii ili usome vizuri jinsi mwili unavyoingiliana na umeme - maelezo mazuri juu ya ngozi ya ngozi, n.k. Pia kuna matumizi katika roboti inayodhibitiwa na jicho ambayo kazi rahisi zinaweza kufanywa kwa kuzungusha macho..

Kusoma ishara hizi, i.e.kuhesabu tofauti ya voltage kati ya elektroni, tunajumuisha chip muhimu inayoitwa amplifier ya vifaa katika mzunguko wetu. Vifaa hivi vinajumuisha wafuasi wa voltage, amp-inverting amp, na amp amp differential. Ikiwa haujui mengi juu ya op amps, tafadhali soma hii kwa kozi ya ajali - kimsingi, huchukua voltage ya kuingiza, kuipima, na kutoa voltage inayotokana na kutumia reli zake za nguvu. Ujumuishaji wa vipinga vyote kati ya kila hatua husaidia na makosa ya uvumilivu: kawaida vipingaji vina uvumilivu wa 5-10% kwa maadili, na mzunguko wa kawaida (haujajumuishwa kikamilifu katika amp amp) utategemea sana usahihi wa CMMR nzuri (angalia hatua inayofuata). Wafuasi wa voltage ni ya impedance kubwa ya kuingiza (iliyojadiliwa katika aya hapo juu - kubwa kwa kuzuia madhara kwa mgonjwa), amp ya kutobadilisha ni kuhakikisha faida kubwa ya ishara (zaidi juu ya ukuzaji katika hatua inayofuata) na tofauti inachukua tofauti kati ya pembejeo (huondoa maadili kutoka kwa elektroni). Hizi zimeundwa kuponda kelele / uingilivu wa hali ya kawaida kadri inavyowezekana (kwa zaidi juu ya usindikaji wa ishara, angalia hatua inayofuata) kwa ishara za biomedical, ambazo zimejaa vitu vya nje vya nje.

Elektroni hukabiliwa na ngozi ya ngozi tangu ngozi na mafuta ya ngozi yako yanazuia kipimo cha moja kwa moja cha voltages, na kusababisha hitaji la kukuza ishara na kuchuja. Hapa, hapa, na hapa kuna nakala kadhaa ambazo watafiti wamejaribu kupima impedance hii. Kiasi hiki cha kisaikolojia kawaida hutengenezwa kama kinzani cha 51kOhm sambamba na capacitor ya 47nF, ingawa kuna tofauti nyingi na mchanganyiko. Ngozi katika maeneo tofauti inaweza kuwa na athari tofauti, haswa wakati unazingatia unene tofauti na kiwango cha misuli iliyo karibu. Impedance pia inabadilika na ngozi yako imeandaliwa vipi kwa elektroni: utakaso kamili na sabuni na maji kwa ujumla hupendekezwa kuhakikisha kujitoa bora na uthabiti, na kuna jeli maalum za elektroni ikiwa unatamani ukamilifu. Ujumbe mmoja muhimu ni kwamba impedance hubadilika na frequency (tabia ya capacitors) kwa hivyo unahitaji kujua bandwidth yako ya ishara ili kutabiri impedance. Na ndio, kukadiria impedance NI muhimu kwa kulinganisha kelele - angalia hatua ya baadaye kwa habari zaidi juu ya hili.

Hatua ya 3: Usindikaji wa Ishara: Kwanini na Vipi?

Sasa, kwa nini huwezi kutumia tu tofauti ya voltage ya 1-10mV kama pato la mara kudhibiti LED? Kweli, kuna sababu nyingi za kuchuja na kukuza ishara:

• ADC nyingi (waongofu wa analog-to-digital - huchukua pembejeo yako ya analog na kuziweka kwa dijiti kwa kusoma na kuhifadhi data kwenye kompyuta) haziwezi kugundua mabadiliko kama haya. Kwa mfano, ADC ya Arduino Uno haswa ni ADC ya 10-bit na pato la 5V, ikimaanisha kuwa inaweka ramani za pembejeo za 0-5V (nje ya viwango vya anuwai "itaendesha," ikimaanisha kuwa maadili ya chini yatasomwa kama 0V na viwango vya juu vikisomwa kama 5V) kwa nambari kamili kati ya 0 na 1023. 10mV ni ndogo sana katika safu hiyo ya 5V, kwa hivyo ikiwa unaweza kukuza ishara yako kwa safu kamili ya 5V, mabadiliko madogo yatapatikana kwa urahisi kwa sababu yataonyeshwa na mabadiliko makubwa ya idadi (5mV badili hadi 10mV tofauti na 2V badili hadi 4V). Fikiria kama picha ndogo kwenye kompyuta yako: maelezo yanaweza kufafanuliwa kikamilifu na saizi zako, lakini hautaweza kutofautisha maumbo isipokuwa upanue picha.

  Kumbuka kuwa kuwa na bits zaidi kwa ADC yako ni bora kwa sababu unaweza kupunguza kelele ya upimaji hesabu kutoka kugeuza ishara yako endelevu kuwa maadili dhahiri, yaliyotengwa. Ili kuhesabu ni bits ngapi unahitaji ~ 96% ya uhifadhi wa SNR ya pembejeo, tumia N = SNR (katika dB) / 6 kama sheria ya kidole gumba. Unataka pia kuweka mkoba wako akilini ingawa: ikiwa unataka bits zaidi, unahitaji kuwa tayari kutoa pesa zaidi

• Kelele na kuingiliwa (kelele = mabaki ya nasibu ambayo hufanya ishara zako zishike badala ya laini kati ya kuingiliwa = isiyo ya kawaida, mabaki ya sinusoidal kutoka kwa ishara zilizo karibu kutoka kwa mawimbi ya redio, nk) huathiri ishara zote zilizopimwa kutoka kwa maisha ya kila siku.

  • Maarufu zaidi ni kuingiliwa kwa 60Hz (50Hz ikiwa uko Ulaya na hakuna Urusi kwa sababu wanatumia DC kinyume na AC kwa nguvu ya kuuza…), ambayo inaitwa masafa ya matumizi kutoka kwa uwanja wa umeme wa AC wa vituo vya umeme. Laini za umeme hubeba voltage kubwa ya AC kutoka kwa jenereta za umeme kwenda kwenye maeneo ya makazi, ambapo transfoma hushuka chini kwa voltage hadi kiwango cha ~ 120V katika vituo vya umeme vya Amerika. Voltage mbadala husababisha umwagaji huu wa kila wakati wa kuingiliwa kwa 60Hz katika mazingira yetu, ambayo huingilia aina zote za ishara na inahitaji kuchujwa.

  • Uingiliano wa 60Hz huitwa kawaida kuingiliwa kwa hali ya kawaida kwa sababu inaonekana katika pembejeo zako zote mbili (+ na -) kwa op amps. Sasa, op amps zina kitu kinachoitwa uwiano wa kukataliwa kwa njia ya kawaida (CMRR) ili kupunguza mabaki ya hali ya kawaida, lakini (nisahihishe ikiwa nimekosea!) Hii ni nzuri sana kwa kelele za hali ya kawaida (bila mpangilio: kelele badala ya isiyo ya kawaida: kuingiliwa). Ili kuondoa 60Hz, vichungi vya bandstop vinaweza kutumiwa kuiondoa kutoka kwa wigo wa masafa, lakini pia una hatari ya kuondoa data halisi. Kesi bora, unaweza kutumia kichujio cha kupitisha chini kuweka tu masafa ya chini kuliko 60Hz, kwa hivyo kila kitu kilicho na masafa ya juu huchujwa. Hiyo ndivyo nilifanya kwa EOG: kipimo-msingi kinachotarajiwa cha ishara yangu ilikuwa 0-10Hz (kupuuza harakati za macho haraka - hakutaka kushughulika nayo katika toleo letu rahisi) kwa hivyo niliondoa masafa zaidi ya 10Hz na kichujio cha pasi cha chini.

    • 60Hz inaweza kuharibu ishara zetu kupitia uunganishaji wa nguvu na unganisho la kufata. Kuunganisha kwa uwezo (soma juu ya capacitors hapa) hufanyika wakati hewa inafanya kazi kama dielectri kwa ishara za AC kufanywa kati ya nyaya zilizo karibu. Kuunganisha kwa kushawishi hutoka kwa sheria ya Faraday unapoendesha sasa kwenye uwanja wa sumaku. Kuna ujanja mwingi kushinda mshikamano: unaweza kutumia ngao ya msingi kama ngome ya Faraday, kwa mfano. Kupotosha / kusuka waya inapowezekana hupungua eneo linalopatikana kwa unganisho wa kufata ili kuingilia kati. Kufupisha waya na kupunguza saizi ya jumla ya mzunguko wako pia kuna athari sawa kwa sababu hiyo hiyo. Kutegemea nguvu ya betri kwa reli za op amp kinyume na kuziba kwa duka ya umeme pia husaidia kwa sababu betri hutoa chanzo cha DC bila kutokwa na sinusoidal. Soma zaidi hapa!

    • Vichungi vya kupita chini pia huondoa kelele nyingi, kwani kelele za nasibu zinawakilishwa na masafa ya juu. Kelele nyingi ni kelele nyeupe, ikimaanisha kuwa kelele iko kwa masafa yote, kwa hivyo kupunguza upelekaji wa ishara yako kadri inavyowezekana husaidia kupunguza kiwango cha kelele hicho kiko kwenye ishara yako.

      Vichungi vingine vya kupita chini huitwa vichungi vya kupambana na aliasing kwa sababu vinazuia upendeleo: wakati sinusoids iko chini ya sampuli, zinaweza kugunduliwa kama masafa tofauti basi ni kweli. Unapaswa kukumbuka kila wakati kufuata nadharia ya sampuli ya Nyquist (ishara za sampuli kwa kiwango cha juu cha 2x: unahitaji masafa ya sampuli ya> 2Hz kwa wimbi linalotarajiwa la 1Hz, nk). Katika kesi hii ya EOG, sikuhitaji kuwa na wasiwasi juu ya Nyquist kwa sababu ishara yangu ilitarajiwa kuwa katika anuwai ya 10Hz, na sampuli zangu za Arduino ADC saa 10kHz - zaidi ya haraka ya kutosha kukamata kila kitu

  • Pia kuna hila kidogo za kuondoa kelele. Moja ni kutumia uwanja wa nyota ili sehemu zote za mizunguko yako ziwe na kumbukumbu sawa. Vinginevyo, kile sehemu moja inaita "ardhi" inaweza kutofautiana na sehemu nyingine kwa sababu ya upinzani mdogo kwenye waya, ambayo huongeza kutofautiana. Kuunganisha kwa maandishi ya maandishi badala ya kushikamana na ubao wa mkate pia hupunguza kelele na hutengeneza miunganisho salama ambayo unaweza kuamini kinyume na uingizaji wa vyombo vya habari.

Kuna njia zingine nyingi za kukandamiza kelele na kuingiliwa (tazama hapa na hapa), lakini unaweza kuchukua darasa juu ya hiyo au Google kwa maelezo zaidi: wacha tuende kwenye mzunguko halisi!

Hatua ya 4: Jinsi Mzunguko Unavyofanya Kazi

Usiogope na mchoro wa mzunguko: hapa kuna mgawanyiko mbaya wa jinsi kila kitu hufanya kazi: (rejea hatua ya awali kwa maelezo kadhaa pia)

• Kwenye kushoto kushoto tuna elektroni. Moja imeambatanishwa kwenye hekalu la kushoto, na nyingine kwenye hekalu la kulia, na elektroni ya tatu imewekwa kwenye paji la uso. Utulizaji huu hutuliza ishara kwa hivyo kuna utelezaji mdogo, na pia huondoa mwingiliano wa 60Hz.
• Ifuatayo ni amp amp. Rudi nyuma hatua mbili kwa ufafanuzi wa inachofanya ili kutoa tofauti ya voltage. Mlingano wa kubadilisha faida ya amp ni kwenye ukurasa wa 7 wa karatasi ya data [G = 1+ (50kOhm / Rg) ambapo Rg imeunganishwa kwenye pini za amp 1 na 8]. Kwa mzunguko wangu, niliboresha faida ya 500 kwa kutumia Rg = 100Ohm.
• Baada ya vifaa kutolewa kutoa tofauti ya voltage 500x, kuna kichujio cha kwanza cha kupitisha chini cha RC, ambacho kina kontena la R_filter na capacitor C_filter. Kichujio cha kupitisha cha chini kinazuia kutuliza (hakuna wasiwasi kwangu ingawa kwa sababu ya Nyquist, ninahitaji kuchukua sampuli angalau 20Hz kwa bandwidth inayotarajiwa ya 10Hz, na sampuli za Arduino ADC saa 10kHz - zaidi ya kutosha) na pia hukata kelele kwa masafa yote ambayo siitaji. Mfumo wa RC hufanya kazi kwa sababu capacitors huruhusu masafa ya juu kupitia kwa urahisi lakini huzuia masafa ya chini (impedance Z = 1 / (2 * pi * f)), na kuunda mgawanyiko wa voltage na voltage kwenye matokeo ya capacitor kwenye kichungi ambacho kinaruhusu masafa ya chini tu kupitia [cutoff kwa kiwango cha 3dB inasimamiwa na fomula f_c = 1 / (2 * pi * RC)]. Nilirekebisha maadili ya R na C ya kichungi changu ili kukata ishara za juu kuliko ~ 10Hz kwa sababu ishara ya kibaolojia ya EOG inatarajiwa katika anuwai hiyo. Hapo awali nilikata baada ya 20Hz, lakini baada ya majaribio 10Hz ilifanya kazi vile vile, kwa hivyo nilikwenda na bandwidth ndogo (bandwidth ndogo ni bora kukata chochote kisichohitajika, ikiwa tu).
• Na ishara hii iliyochujwa, nilipima pato na oscilloscope kuona anuwai yangu kutoka kwa kutazama kushoto na kulia (miwili miwili ya upeo wangu). Hiyo ilinifikisha karibu 2-4V (kwa sababu faida ya vifaa ilikuwa 500x kwa anuwai ya ~ 4-8mV), wakati lengo langu ni 5V (safu kamili ya Arduino ADC). Masafa haya yalitofautiana sana (kulingana na jinsi mtu huyo alivyoosha ngozi kabla, nk) kwa hivyo sikutaka kupata faida nyingi na amp yangu ya pili isiyoingiza. Niliishia kuirekebisha ili nipate faida ya karibu 1.3 (rekebisha R1 na R2 katika mzunguko kwa sababu faida ya amp = 1 + R2 / R1). Utahitaji kupanua pato lako mwenyewe na urekebishe kutoka hapo ili usizidi 5V! Usitumie tu maadili yangu ya kupinga.
• Ishara hii sasa inaweza kuingizwa kwenye pini ya Analog ya Arduino kwa kusoma LAKINI ADC ya Arduino haikubali pembejeo hasi! Utahitaji kuhamisha ishara yako juu ili safu iwe 0-5V tofauti na -2.5V hadi 2.5V. Njia moja ya kurekebisha hii ni kushikamana na ardhi ya bodi yako ya mzunguko kwenye pini ya 3.3V ya Arduino: hii inahamisha ishara yako juu na 3.3V (zaidi ya 2.5V mojawapo lakini inafanya kazi). Masafa yangu yalikuwa ya kushangaza sana kwa hivyo nilibadilisha voltage ya kukabiliana inayobadilika: kwa njia hiyo, ningeweza kuzungusha potentiometer ili kuweka kati hadi 0-5V. Kimsingi ni mgawanyiko wa voltage inayobadilika kutumia reli za +/- 9V ili niweze kuambatisha uwanja wa mzunguko kwa thamani yoyote kutoka -9 hadi 9V na kwa hivyo kugeuza ishara yangu juu au chini 9V.

Hatua ya 5: Kuchukua Vipengele na Thamani

Pamoja na mzunguko ulioelezewa, ni vipi tunaweza kuchagua ni ipi (elektroni, op amp) ya kutumia?

• Kama sensorer, elektroni dhabiti za gel zina impedance kubwa ya kuingiza na impedance ya pato la chini: hii inamaanisha nini ni kwamba sasa inaweza kupita kwa njia ya chini kwenda kwa mzunguko wote (impedance ya pato la chini) lakini ingekuwa na shida ya kupita mto kurudi kwenye mahekalu yako (impedance ya pembejeo kubwa). Hii inazuia mtumiaji kujeruhiwa na mikondo yoyote ya juu au voltages katika mzunguko wako wote; kwa kweli, mifumo mingi ina kitu kinachoitwa kinga ya kinga ya mgonjwa kwa kinga ya ziada, ikiwa tu.

  • Aina nyingi za elektroni zipo. Watu wengi wanapendekeza elektroni zenye nguvu za Ag / AgCl kwa matumizi katika matumizi ya EKG / EOG / nk. Kwa kuzingatia hili, unahitaji kutafuta upinzani wa chanzo wa elektroni hizi (nenda hatua mbili nyuma kwa maelezo yangu juu ya ngozi ya ngozi) na ulinganishe na upinzani wa kelele (voltage ya kelele katika V / sqrt (Hz) iliyogawanywa na kelele ya sasa katika A / sqrt (Hz) - angalia karatasi za data za op amps) za opps zako - ndivyo unavyochagua vifaa sahihi vya vifaa vya kifaa chako. Hii inaitwa kelele inayolingana, na maelezo ya kwanini kulinganisha upinzani wa chanzo Rs kwa upinzani wa kelele Rn kazi zinaweza kupatikana mkondoni kama hapa. Kwa INA111 yangu niliyochagua, Rn inaweza kuhesabiwa kwa kutumia voltage ya kelele na sasa ya kelele ya karatasi ya data (skrini hapo juu).

    • Kuna nakala nyingi za kutathmini utendaji wa elektroni, na hakuna elektroni moja bora kwa madhumuni yote: jaribu hapa, kwa mfano. Impedance pia hubadilika kwa bandwidths tofauti kama inavyoonekana kwenye shuka za data za op amp (karatasi zingine za data zitakuwa na curves au meza katika masafa tofauti). Fanya utafiti wako lakini kumbuka kuweka mkoba wako akilini. Ni vizuri kujua ni elektroni / amps gani bora, lakini haifai ikiwa huwezi kuimudu. Utahitaji ~ 50 elektroni angalau kwa upimaji, sio 3 tu kwa matumizi ya wakati mmoja.

      • Kwa kulinganisha kelele moja kwa moja, sio lazima tu Rn ~ = Rs: unahitaji pia voltage ya kelele * ya sasa ya kelele (Pn) iwe chini iwezekanavyo. Hii inachukuliwa kuwa muhimu zaidi kuliko kutengeneza Rn ~ = Rs kwa sababu unaweza kurekebisha Rs na Rn kwa kutumia transfoma ikiwa ni lazima.

        Pango zilizo na transfoma (nisahihishe ikiwa si sawa): zinaweza kuwa kubwa na kwa hivyo sio bora kwa vifaa ambavyo vinahitaji kuwa vidogo. Pia hutengeneza joto kwa hivyo kuzama kwa joto au uingizaji hewa bora ni muhimu

      • Kelele inalingana tu na amp yako ya kwanza ya kwanza; amp ya pili haiathiri sana, kwa hivyo op op yoyote itafanya.

Hatua ya 6: Kuunda Mzunguko

Tumia mchoro wa fritzing hapo juu kujenga mzunguko (nakala ya pili inaelezea kile kila sehemu inamaanisha kwenye mchoro wa mzunguko kutoka hatua ya awali). Ikiwa unahitaji msaada kutambua LEDs kwenye mchoro, tumia kikokotoo hiki cha kificho cha rangi ya kontena, lakini Rg ya zana ya vifaa ni 100Ohm, R_filter ni 1.5MOhm, C_filter ni 0.1uF, R1 ya non inverting amp ni 10kOhm, R2 ni 33kOhm, na kontena la potentiometer ni 1kOhm (potentiometer inatofautiana kutoka 0 hadi 20kOhm). Kumbuka kubadilisha maadili yako ya kupinga kama inahitajika kurekebisha faida!

Hariri: kuna hitilafu katika sehemu ya ardhi iliyowekwa. Futa waya mweusi wa kushoto. Kontena inapaswa kushikamana na waya nyekundu kwenye reli ya umeme kama inavyoonyeshwa lakini pia kwa pini ya pili, sio ya kwanza, ya potentiometer. Pini ya kwanza ya potentiometer inapaswa kushikamana na pini ya 5V ya Arduino. Waya ya machungwa ambayo ni ardhi ya kukabiliana inapaswa kushikamana na pini ya pili, sio ya kwanza.

Nimejadili uwanja wa kukabiliana sana. Katika mchoro unaweza kuona kwamba ardhi ya Arduino imeonyeshwa ikiwa imeunganishwa kwenye ardhi ya ubao wa mkate. Hiyo ni katika hali ambayo hauitaji kuhama ardhi yako. Ikiwa ishara yako iko mbali na unahitaji kuhama ardhi yako, jaribu kwanza kuunganisha ardhi ya Arduino na pini ya 3.3V ya Arduino na uone ishara yako. Vinginevyo jaribu kuunganisha waya wa rangi ya machungwa kwenye seti ya potentiometer (offset ground) kwenye pini ya GND ya Arduino.

KUMBUKA KWA USALAMA: USIWEZE kuweka betri wakati wa kugandisha, na USIWEZE kuweka au kuuza betri nyuma. Mzunguko wako utaanza kuvuta sigara, capacitors itavuma, na ubao wa mkate unaweza kuharibiwa pia. Kama sheria ya kidole gumba, tumia tu betri wakati unataka kutumia mzunguko; vinginevyo, ondoa (ukiongeza kitufe cha kukatisha betri kwa urahisi itakuwa wazo nzuri pia).

Kumbuka kuwa unapaswa kujenga kipande cha mzunguko na kipande (angalia kila hatua!) Na kwenye ubao wa mkate kabla ya kuuzia protoboard. Hatua ya kwanza ya kuangalia ni amp ya vifaa: ambatisha reli zote (solder katika wamiliki wa betri), Rg, nk na utumie oscilloscope kwenye pini ya pato. Kwa kuanzia, tumia jenereta ya kazi na wimbi la sine 1Hz na amplitude ya 5mV (au jenereta yako ya chini kabisa itaenda). Hii ni kuangalia tu kwamba amp amp instrumentation inafanya kazi vizuri, na Rg yako inatoa faida yako lengwa.

Ifuatayo, angalia kichujio chako cha chini cha kupitisha. Ongeza sehemu hiyo ya mzunguko na angalia fomu yako ya mawimbi: inapaswa kuonekana sawa lakini kelele kidogo (iliyong'ona - tazama picha mbili za mwisho hapo juu). Wacha tuchunguze pato lako la mwisho na oscilloscope na elektroni zako badala ya jenereta ya kazi sasa…

Hatua ya 7: Kupima Mzunguko na Binadamu

Tena, weka elektroni kwenye mahekalu yako ya kushoto na kulia, na ambatisha waya wa ardhini kwa elektroni kwenye paji la uso wako. Tu baada ya hapo unapaswa kuongeza betri - ikiwa kuna mng'aro wowote, ondoa MARA na angalia unganisho mara mbili !!! Sasa angalia anuwai yako wakati ukiangalia kushoto dhidi ya kulia na urekebishe R1 / R2 ya non-inverting amp, kama ilivyoelezwa hatua mbili zilizopita - kumbuka kuwa lengo ni anuwai ya 5V! Tazama picha hapo juu kwa maelezo juu ya nini cha kuangalia.

Unapofurahi na maadili yote ya kupinga, toa kila kitu kwa kitabu cha maandishi. Soldering sio lazima sana, lakini hutoa utulivu zaidi juu ya viungo rahisi vya vyombo vya habari na huondoa kutokuwa na uhakika kwa mzunguko haufanyi kazi kwa sababu tu haukuwashinikiza kwenye ubao wa mkate kwa kutosha.

Hatua ya 8: Msimbo wa Arduino

Nambari zote zilizoambatanishwa chini ya hatua hii!

Sasa kwa kuwa una anuwai ya 5V, unahitaji kuhakikisha iko ndani ya 0-5V badala ya -1V hadi 4V, n.k. Unganisha ardhi kwa pini ya 3.3V ya Arduino au ambatisha voltage ya ardhi iliyokatwa (waya wa machungwa hapo juu) kwa reli ya ardhini na kisha unganisha waya kutoka kwa reli ya ardhini hadi pini ya GND ya Arduino (hii ni kuhamisha ishara juu au chini ili uwe chini ya safu ya 0-5V). Itabidi ucheze karibu: usisahau kupanua pato lako wakati wowote hauna uhakika!

Sasa kwa usawazishaji: unataka nuru ibadilishe rangi kwa nafasi tofauti za macho (ukiangalia kushoto kidogo vs. sio mbali kushoto..). Kwa hilo unahitaji maadili na masafa: endesha nambari za EOG-calibration.ino kwenda Arduino na kila kitu kikiwa kimefungwa vizuri (malizia unganisho kwa Arduino na neopixel kulingana na mchoro wangu wa kuponda). Sio lazima sana, lakini pia endesha nambari ya bioe.py ninayo - hii itatoa faili ya maandishi kwenye desktop yako ili uweze kurekodi maadili yote unapoonekana kushoto au kulia (nambari ya chatu ilichukuliwa kutoka kwa mfano huu). Jinsi nilivyofanya hii ilikuwa kuangalia kushoto kwa viboko 8, kisha kulia, kisha juu, kisha chini na kurudia kwa wastani baadaye (tazama pato_2.pdf kwa logi moja niliyoiweka). Bonyeza ctrl + C kulazimisha kuacha unaporidhika. Kutumia maadili hayo, unaweza kurekebisha masafa ya michoro katika nambari yangu ya BioE101_EOG-neopixel.ino. Kwangu, nilikuwa na uhuishaji wa upinde wa mvua wakati nilipotazama mbele moja kwa moja, samawati kushoto kidogo, kijani kushoto kidogo, zambarau kwa kulia kidogo, na nyekundu kulia kulia.

Hatua ya 9: Hatua za Baadaye

Voila; kitu ambacho unaweza kudhibiti kwa macho yako tu. Kuna mengi ya kuboresha kabla ya kwenda hospitalini, lakini hiyo ni kwa siku nyingine: dhana za kimsingi ni rahisi kuelewa sasa. Jambo moja ningependa kurudi nyuma na kubadilisha ni kurekebisha faida yangu kuwa 500 kwa amp amp; amp kurekebisha safu yangu kikamilifu…

Ni ngumu kupata msimamo kwa sababu ishara hubadilika SANA kwa hali tofauti:

• mtu tofauti
• hali ya taa
• maandalizi ya ngozi (gel, kuosha, nk)

lakini hata hivyo, nimefurahishwa kabisa na uthibitisho wangu wa mwisho wa video ya utendaji (uliochukuliwa saa 3 asubuhi kwa sababu hapo ndipo kila kitu kikianza kufanya kazi kichawi).

Ninajua kuwa mafunzo haya mengi yanaweza kuonekana kuwa ya kutatanisha (ndio, Curve ya kujifunza ilikuwa ngumu kwangu pia) kwa hivyo tafadhali jisikie huru kuuliza maswali hapa chini na nitajitahidi kujibu. Furahiya!

Mkimbiaji Juu katika Changamoto Isiyoweza Kuguswa