Portativ EEG fokusli monitor: 32 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Kollej hayoti darslar, topshiriqlar va loyihalarga e'tiborni qaratadi. Ko'pgina talabalarga bu vaqtda diqqatni jamlash qiyin, shuning uchun diqqatni jamlash qobiliyatini kuzatish va tushunish juda muhim. Biz sizning miya to'lqinlaringizni sizning e'tiboringizni o'lchash uchun o'lchaydigan va ma'lumotlarni ko'rish uchun ko'rsatadigan biosensor qurilmasini yaratdik. "EEG" qisqartmasi elektroansefalograf degan ma'noni anglatadi, ya'ni bu miyada elektr faolligini qayd etish uchun ishlatiladigan mashina.

Bu biosensor EEG signalini kiritishni va barmog'ingizni ekranda bosishni talab qiladi, ularni Excelga nusxalash mumkin bo'lgan chastota grafigi va olinadigan ma'lumotlar (ixtiyoriy) ishlab chiqariladi.

Ogohlantirishlar: Bu biosensor tibbiy asbob emas.

Ta'minotlar

• Arduino Uno (23 dollar)
• Non paneli ($ 5.50)
• Qarshilik sensorli ekranli Arduino uchun 2,8 dyuymli TFT sensorli qalqoni (34,95 dollar)
• Simlar ($ 0,95)
• EEG Bitalino (40,79 dollar)
• Elektrodlar (9,13 dollar)
• 3-simli aksessuar ($ 21,48)
• Spirtli ichimliklar (4,65 dollar) (ixtiyoriy)
• 9V batareya (2,18 dollar)
• 9V batareya ushlagichi ($ 1.69)
• USB 2.0 kabeli A/B tipidagi $ 3.95)

• Asboblar

  • Tel -stripper (6,26 dollar)
  • Boshingiz ustidagi simlarni mahkamlash uchun soch turmagi / minigarnituralar (ixtiyoriy)

Umumiy qiymati: $ 142 (narx o'zgarishiga qarab)

1 -qadam: old shartlar

• Miya to'lqinlarining o'qilishi haqidagi ba'zi asosiy ma'lumotlar grafikni tushunishga yordam beradi, lekin kerak emas.

  Bu ba'zi bir asosiy ma'lumot uchun yaxshi manba.

• Bizning kodni olish uchun sizga GitHub veb -saytiga kirish kerak bo'ladi.
• Siz Arduino dasturini yuklab olishingiz kerak.

2 -qadam: Xavfsizlik choralari

• Tarmoqni o'zgartirganda, kontaktlarning zanglashiga olib kelmasligiga ishonch hosil qiling (batareya quvvati o'chirilgan, USB ulanmagan).
• Yaqin atrofda kontaktlarning zanglashiga tushadigan suyuqliklar yo'qligiga ishonch hosil qiling.
• OGOHLANTIRISH: Bu tibbiy asbob emas va bir xil aniqlikka ega emas. Agar miya to'lqinlarini o'rganish kerak bo'lsa, to'g'ri EEGdan foydalaning.
• O'chirish yoki biosensor bilan ishlaganda qo'llaringizni quruq holda saqlang.

3 -qadam: Maslahatlar va maslahatlar

Muammolarni bartaraf qilish; nosozliklarni TUZATISH

• Sizning simlaringiz to'g'ri pimlarga ulanganligiga ishonch hosil qiling. Aks holda, tushunarsiz o'qish paydo bo'ladi.
• Ekranni ulaganingizda, hamma narsani bir pim pastroq qilib qo'ymasligingizga ishonch hosil qiling (agar ekran pinlarining birortasi ulanmaganligini sezsangiz, shuning uchun)
• BITalino -ni to'g'ri ulaganingizga ishonch hosil qiling (ko'rsatmalarda ko'rsatilgan logotip va EEG belgisi asosida).
• Ekranning pinlari metall ko'rinmaydigan darajada to'g'ri ulanganligiga ishonch hosil qiling.
• Agar kod kompilyatsiya qilinmasa va ular kutubxonani topa olmasalar, yuqorida aytib o'tilgan barcha kutubxonalarni o'rnatganingizga ishonch hosil qiling.

Fikrlar

Simni uzunligicha kesishdan oldin uni yechish kerak bo'lgan joyni hisobga olishni unutmang

• Elektrodlarni peshonangizga qo'yishdan oldin, avval uni yuving va quriting yoki empedansni pasaytirish uchun spirtli paxta ishlating.
• Arduino Mega -dan foydalanish Analog va Raqamli qo'shimcha pinlarni taqdim etadi, bu esa bizni bu modeldagi kabi simlar va ekran o'rtasida "ulash" shart emasligini bildiradi.

4 -qadam: Qurilma ortidagi fan

Sizning miyangiz sizning ongingiz/fokus darajangizga qarab turli xil elektr signallarini chiqaradi. U Gamma to'lqinlarini (32-100 Gts) ishlab chiqaradi, u o'ta vazifaga, ma'lumotni qayta ishlashga yoki o'rganishga qaratilgan. Siz hushyor, o'ylab yoki hayajonlanganingizda Beta to'lqinlarini (13-32 Gts) ishlab chiqaradi. Alfa to'lqinlari (8-13 Gts), agar siz jismoniy va ruhiy bo'shashsangiz, ishlab chiqariladi. Teta to'lqinlari (4-8 Gts) chuqur meditatsiya yoki REM (tez ko'z harakati) uyqusida sodir bo'ladi. Delta to'lqinlari (<4 Gts) chuqur, tushsiz uyqu paytida sodir bo'ladi.

Bizning sensorimiz sizning diqqat markazini aniqlashga imkon beradigan har bir to'lqin qancha ekanligini sizga ma'lum qiladi. U faqat 0Hz-59Hz to'lqin uzunligini aniqlaydi, bu ko'pchilik miya to'lqinlari sodir bo'ladigan diapazon.

Agar sizga video darslik yoqsa, bu erda siz ko'rishingiz mumkin bo'lgan yaxshi video.

Kirish videomizda Fast Fourier Transform haqida gaplashdik. Bu video nima ekanligini tushuntiradi.

5 -qadam: simlarni uzing va kesib oling

Yaxshi natijaga erishish uchun sizga kamida 5 dyuym uzunlikdagi 3 ta bo'lak kerak bo'ladi.

Agar siz ilgari simni yechmagan bo'lsangiz, bu erda oddiy qo'llanma.

Maslahat: simni kesib tashlaganingizda, simni yechish uchun joy qoldiring.

6 -qadam: Har bir simning bir uchini aylantiring

Bu erdagi maqsad - simning ochilgan qismini bir uchida pastadir yaratish. Bu pastadir TFT Touch Shield ostidagi pinlar bilan bir xil o'lchamda yoki biroz kattaroq bo'lishi kerak.

7 -qadam: Ekran ostidagi mos keladigan pinlarni toping

3.3V, GND va A5 uchun mos keladigan pinlarni aniqlash uchun Arduino Uno va ekranning pastki qismini solishtiring.

Maslahat: Agar siz diqqat bilan qarasangiz, rasmdagi qizil doira qiziqtirgan pimlarni aylanayotganini ko'rishingiz mumkin.

8 -qadam: Simlarni TFT sensorli qalqon pinlariga ulang

Arduino -dagi 3,3V kuchlanishli GND va A5 analog piniga mos keladigan TFT Touch Shield pinlariga ulang.

Maslahat: Qaysi biriga biriktirish kerakligini bilmasangiz, yuqoridagi rasmda tasvirlanganlardan foydalanishingiz mumkin.

9 -qadam: Tel halqalarini mahkamlang

Tarmoqli halqaning metall qismini mahkamlang. Bu yaxshi aloqani ta'minlaydi.

10 -qadam: TFT Touch Shield -ni ulang

Barmoqlaringiz bilan simlarni joylariga mahkamlang va TFT Touch Shield -ni ag'daring. Uni Arduino -ga ulang.

11 -qadam: Simlarni elektron jadvalga ulang

Ni ulang

• Non panelidagi + ustuniga 3,3V sim.
• Non panelidagi ustun ustuniga GND sim.
• Non panelidagi har qanday qatorga A5 sim.

Maslahat: Siz ko'rib turgan simlar ekranda tasvirlangan. Biz simlarni ekran ostidan o'tkazishni tanladik, chunki bizda simlar juda qisqa edi.

12-qadam: 3-simli aksessuarni ulang

3-simli aksessuarni BITalino EEG sensoriga ulang. Buni "EEG" deb belgilangan yon tomonga ulang.

13 -qadam: EEG sensorini simga ulang

BITalino logotipi qo'yilgan simli EEG sensorini yon tomonga ulang.

14 -qadam: EEGni elektron jadvalga ulang

Rasmda ko'rsatilganidek, simlarning ikkinchi uchini non paneliga ulang.

• Qizil simni non paneli + ustuniga ulang
• Qora simni non paneli ustuniga ulang
• Binafsha rangli simni A5 pinli sim bilan qatorga ulang.

15 -qadam: Elektrodlarni peshonangizga yopishtiring

Elektrodlarni echib oling va rasmda ko'rsatilganidek peshonangizga yopishtiring.

16 -qadam: O'zingizni ulang

3 pog'onali aksessuarning uchlarini peshonangizdagi elektrodlarga ulab, kontaktlarning zanglashiga olib boring. Elektroddagi metall uchi 3-simli aksessuar teshiklariga yaxshi joylashishi kerak.

Qaysi qo'rg'oshin qaysi elektrodga o'tishi muhim emas, chunki oq o'rtada.

17 -qadam: simlarni mahkamlang (ixtiyoriy)

Agar siz simlarning sizning ko'rinishingizga to'sqinlik qilishini xohlamasangiz, ularni boshingiz orqasiga suring va biror narsa bilan mahkamlang. Buning uchun men minigarnituradan foydalanishni tanladim.

18 -qadam: 9V batareyani batareyaga joylashtiring

9V batareyani batareya paketiga joylashtiring.

19 -qadam: 9V batareya paketini ulang

9V batareya to'plamini rasmda ko'rsatilgan portga ulang. Buni qilganingizda batareya to'plamini o'chirib qo'ying.

20 -qadam: Github -dan kodni oling

• Bu havolaga o'ting:
• Hand_Held_EEG.ino faylini bosing. Kodni nusxalash va Arduino oynasiga joylashtirish.

Shu bilan bir qatorda, yashil "klonlash yoki yuklab olish" tugmachasini bosish, uni zip formatida saqlash, so'ngra faylni ajratish va ochish mumkin

21 -qadam: tegishli kutubxonalarni yuklab oling

Kodni kompilyatsiya qilmoqchi bo'lganingizda, sizdan ma'lum kutubxonalarni qidirish so'raladi.

• Asboblar> Kutubxonalarni boshqarish -ga o'ting
• Qidiruv satriga kerakli kutubxonani kiriting. Istalgan kutubxonaga eng mos keladiganini yuklab oling.

• Bu sizga kerak bo'lgan kutubxonalar:

  • arduinoFFT.h
  • Adafruit_GFX.h
  • SPI.h
  • Wire.h
  • Adafruit_STMPE610.h
  • Adafruit_ILI9341.

Shu bilan bir qatorda, kutubxonalarni ushbu havolalardan yuklab olishingiz mumkin. va ularni kutubxonalar papkasiga nusxalash.

Arduino FFT:

SPI:

Tel:

Adafruit ILI9341:

Adafruit STMPE610:

Adafruit GFX:

22 -qadam: Arduino UNO -ni kompyuteringizga ulang

USB kabelidan foydalanib, Arduino UNO -ni kompyuteringizga ulang.

23 -qadam: Kodni yuklang

Yuqoridagi rasmda qizil doirada ko'rsatilganidek, Arduino oynasidagi yuklash tugmasini bosing. Yuklash tugashini kuting.

24 -qadam: Yakuniy mahsulot

USB kabelini ajratib oling va sizda oxirgi mahsulot bor! Ma'lumot yig'ishni boshlash uchun faqat batareya paketini yoqish va ekranga teging!

Chap tomonda qanchalik ko'p chivin paydo bo'lsa, sizning e'tiboringiz shunchalik past bo'ladi.

25 -qadam: EAGLE diagrammasi

Yuqorida EAGLE diagrammasi. TFT Touch Shield, EEG sensori va 9V akkumulyator etiketlanadi. Arduino UNO -da o'z yorlig'i allaqachon bosilgan.

9V batareyaning ijobiy uchi 5V pinli va salbiy uchi Arduino Uno GND piniga ulangan.

EEG sensori o'z VCC pinini 3V piniga, GND pinini GND piniga va REF pinini Arduino Uno A5 piniga ulangan.

TFT Touch Shield Arduino Uno -ning barcha pinlariga ulangan.

26 -qadam: ma'lumotlarni o'qish

4 -bosqichda miya to'lqinlarining qaysi chastotalari ong/fokusning qaysi darajasiga to'g'ri kelishini ko'rsatuvchi diagramma mavjud edi. Bizning grafigimiz kvadrat boshiga 10 Gts. Shunday qilib, agar siz 2 -kvadrat oxirida cho'qqini ko'rsangiz (rasmdagi kabi). Bu shuni anglatadiki, miya to'lqinlarining aksariyati 20 Gts chastotada. Bu Beta to'lqinlarini ko'rsatadi, ya'ni odam uyg'ongan va diqqatni jamlagan.

27 -qadam: Seriya monitorini ochish (ixtiyoriy)

Yuqori chapdagi asboblar yorlig'i ostida ketma -ket monitorni oching.

Yoki Ctrl+Shift+M tugmalar birikmasini bosishingiz mumkin

28 -qadam: Seriyali monitorda o'qing (ixtiyoriy)

Arduino kompyuterga ulangan bo'lsa, sensorli ekran yordamida o'qing.

29 -qadam: Natijalarni nusxalash (ixtiyoriy)

Serial monitorni bosing, barcha ma'lumotlarni nusxalash uchun CTRL+A va keyin CTRL+C tugmalarini bosing.

30 -qadam: Natijalarni matnli hujjatga joylashtiring. (Ixtiyoriy)

Notepad kabi matnli hujjatni oching va natijalarni joylashtirish uchun CTRL+V tugmalar birikmasini bosing.

31 -qadam: Natijalarni.txt fayli sifatida saqlang. (Ixtiyoriy)

Ma'lumotni tahlil qilish uchun ushbu kodni excel kabi dasturlarga eksport qilish mumkin.

32 -qadam: Boshqa fikrlar

• Vibratsiyali dvigatelni va ma'lum bir chastotadan pastda miya to'lqinlarini aniqlasa (Fitbit tebranishiga o'xshash) motorni faollashtiradigan kodni qo'shib, diqqatni yo'qotganda, siz uyg'onadigan qurilmani yaratishingiz mumkin.
• SD -karta imkoniyatlarini qo'shish sizga ma'lumotlarni saqlash va boshqa usullar bilan Microsoft Excel kabi ilovalar orqali qayta ishlash imkonini beradi.