Kutish uchun o'quvchi uchun tasma: 24 qadam (rasmlar bilan)

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

Kechasi qanday uxlayotganingizni hech o'ylab ko'rganmisiz? FitBit kabi qurilmalar uyquni kuzatadi, tuni bilan sizning harakatingizni tahlil qiladi, lekin ular miyangiz nima qilayotganiga qaray olmaydi.

Tibbiy asboblar haqida bir semestr o'rgangandan so'ng, bizning sinfimiz biologik o'zgaruvchini o'lchash uchun taqiladigan moslama yaratish vazifasi qo'yildi. Men va mening sherigim, uxlab yotganingizda miyangiz nima qilayotganiga qarab turadigan bosh bandini yaratishni tanladik. Bantli uyqu rejimini kuzatish uchun miya to'lqin signallarini o'qiydi. U tunda alfa, beta, gamma va delta fazalari orqali foydalanuvchining miya to'lqinlari qanday o'tishini aniqlaydi. Keyin ma'lumotlar Excelga eksport qilinishi va tahlil qilinishi mumkin.

Biz uning zamonaviyligi haqida ham aytdikmi?

1 -qadam: Materiallar va asboblar

Sleep Reader uchun tasma yaratish uchun sizga quyidagi materiallar kerak bo'ladi.

1. Bantli tasma (bu loyihada HOTER Sportline tasmasi ishlatilgan)
2. Adafruit flora mikrokontrolori
3. Flora kiyiladigan Bluefruit LE moduli
4. Flora RGB neo pikselli LED
5. Snaps
6. Supero'tkazuvchi ip
7. Simlar
8. Ip
9. Batareya to'plami
10. Bitalino EEG UC-E6 kabeli va 3-elektrodli kabel bilan
11. Mato
12. Elastik tasma

Quyidagi asboblar bosh kiyimini yasashga yordam beradi:

1. Tikuv pimi
2. Qaychi
3. Tel -chiziqlar
4. Lehimlash temir va plomba metall

2 -qadam: Tayyorgarlik

Uyqu uchun o'quvchi uchun tasma yasashdan oldin, miya to'lqinlari va ba'zi asosiy sxemalar haqida bilib olish uchun biroz vaqt ajrating. Miya ichida neyronlar deb nomlanuvchi maxsus hujayralar tananing turli harakatlarini boshqaradi. Bu neyronlar to'lqin shakliga ega bo'lgan kichik elektr signallarini yuborish orqali shou o'tkazadilar. Ma'lumki, miya to'rt xil to'lqin turini ishlab chiqaradi - alfa, beta, teta va delta. Bu to'lqinlar ma'lum chastota diapazonlari bilan ajralib turadi va har bir diapazon aqliy faoliyatning ma'lum darajalariga to'g'ri keladi. Sizning boshingiz tasmasi elektroensefalogramma yoki EEG deb nomlangan asbobdan foydalanadi, bu to'lqinlarni miyangiz uyqu paytida ishlab chiqaradi.

Sleep Reader -ni o'rnatish uchun siz bir nechta qurilmani bosh bantiga ulashingiz kerak bo'ladi. Asosiy qurilmalar - bu kichik protsessor bo'lgan mikroprotsessor; Bluetooth moduli, bu bosh tasmasi kompyuteringiz bilan aloqa o'rnatishga imkon beradigan chip; NeoPixel, bu rangni o'zgartiruvchi yorug'lik; EEG; va batareya.

To'liq tizim har bir qurilmani o'tkazgichli ip orqali ma'lum joylarga ulash orqali quriladi. Agar siz ushbu mavzulardan foydalanish tajribasiga ega bo'lmasangiz, bu erda qo'llanma mavjud. Iplar qisqichlarga bog'langan, bu sizga Flora mikroprotsessori va bluetooth modulini osongina ulash va olib tashlash imkonini beradi. Qoplamaning bir uchi matoga, ikkinchisi elektr qurilmaga o'tadi. Bu suratlarni bajarish bo'yicha qo'llanma bu erda mavjud.

Tizim qurilgandan so'ng, u kod bilan ta'minlanishi kerak. Ushbu loyiha maxsus Arduino kodidan foydalanadi. Agar siz Arduino kodi bilan tanishmoqchi bo'lsangiz, https://www.arduino.cc foydali o'quv qo'llanmalariga to'la. Ushbu loyihada ishlatilgan kodni amalga oshirish uchun siz Arduino ilovasini https://www.arduino.cc/en/Main/Software saytidan yuklab olishingiz kerak bo'ladi. Bu Flora taxtasi bilan to'ldirilishi kerak, bu erda. Shuningdek, mikroprotsessor imkoniyatlarini kengaytirish uchun bir nechta boshqa kutubxonalarni yuklab olishingiz kerak bo'ladi; Buni www.github.com yordamida amalga oshirish mumkin. Kerakli kutubxonalar:

• Tez Fourier transformatsiyasi (FFT)
• Adafruit BLE (Bluetooth)
• Adafruit NeoPixel

Nihoyat, siz Adafruit Bluefruit LE Connect ilovasini boshli bant bilan ishlatish uchun smartfoningizga yuklab olishingiz kerak.

3 -qadam: Xavfsizlik

Inson tanasi faqat cheklangan elektr ta'siriga dosh bera oladi, shuning uchun elektron qurilmalardan foydalanishda to'g'ri parvarish kerak. Elektr xavfsizligining asosiy printsipi - tanangizni elektr zanjirida elektr tokining o'tishiga yo'l qo'ymaslik. Buning oldini olish uchun ba'zi umumiy amaliyotlar:

• Quvvat o'chirilgan bo'lsa, simlar va boshqa metall sxemalarga tegib turing
• Izolyatsiya qilingan tutqichli asboblardan foydalaning
• Tarmoq qurishda suvni ish joyidan uzoqroq tutishga harakat qiling
• Yuragingizdan o'tadigan elektr toki xavfini kamaytirish uchun iloji boricha ikki qo'lning o'rniga bir qo'l bilan ishlashga harakat qiling

Elektr zanjiri qurishda bilishingiz kerak bo'lgan yana bir muammo shundaki, elektr toki yonuvchan materiallarni yoqib yuborishi mumkin, shuning uchun siz simlarning kontaktlarning zanglashiga to'liq ulanganligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Aks holda, siz sochlaringizni yoki boshingizdagi bandni yoqib yuborishingiz mumkin.

Ogohlantirish: bu bosh tasmasi sertifikatlangan tibbiy asbob emas va nevrologik kasalliklarni tashxislash uchun ishlatilmasligi kerak.

4 -qadam: Maslahatlar va maslahatlar

Uyqu uchun o'quvchi uchun tasma yasashda yodda tutish kerak bo'lgan ba'zi maslahatlar:

• Tarmoqli ipning uchlari bir -biriga tegmasligiga ishonch hosil qiling

• Agar Arduino -ga mikro -kontroller ulanganda port Arduino -da mavjud bo'lmasa, kodingizni yuklash uchun quyidagi amallarni bajaring:

  1. Mikrokontroller ulangan bo'lsa, mikrokontroldagi reset tugmasini bosib ushlab turganda kodni yuklang
  2. Vaziyat paneli kompilyatsiya qilishdan yuklashga o'tganda, reset tugmasini qo'yib yuboring
  3. Kod yuklanishi kerak va port endi tan olinishi kerak
• Qopqoqlarni lehimlashda, kontaktlarning zanglashiga olib kelmasligi uchun ikkita pimni bir -biriga lehimlashdan ehtiyot bo'ling. Pimlar o'rtasida aloqa o'rnatiladimi yoki yo'qligini tekshirish uchun multimetrdan foydalanish mumkin
• Tarmoqli bandni taqish chog'ida ulanishlar uzilib qolmasligiga ishonch hosil qiling
• Bluetooth moduli buyruq rejimida emas, balki ma'lumotlar rejimida ekanligiga ishonch hosil qiling
• Sizning bosh bantingiz qurilganidan so'ng, siz uning samarali ishlashini ta'minlashni xohlaysiz! Yaxshi signalga erishish uchun chang, bo'sh iplar, sochlar yoki boshqa aralashuvlarni artib, elektrodlar bilan peshonangiz o'rtasida toza aloqa borligiga ishonch hosil qiling.

5 -qadam: O'z davrangizni qurishni boshlang

Endi siz ba'zi bilimlar va xavfsizlik qoidalari bilan jihozlangan bo'lsangiz, siz soatlik tasma yasashga tayyormiz. Quyidagi ko'rsatmalarni diqqat bilan o'qing va qo'shimcha ko'rsatmalar bilan rasmlarda qoldirilgan izohlarga e'tibor bering.

6 -qadam: O'chirish diagrammasi

Yuqoridagi sxemada tugallangan sxemadagi ulanishlar ko'rsatilgan. Tarmoqning to'g'ri ulanganligiga ishonch hosil qilish uchun ushbu sxemadan mos yozuvlar sifatida foydalaning.

7 -qadam: lehim flora mikroprotsessoriga ulanadi

Agar siz "Tayyorgarlik" bosqichida snaplardan qanday foydalanish bo'yicha ko'rsatma havolasini ko'rmagan bo'lsangiz, hoziroq tekshirib ko'ring. Bu vaqtda siz biriktirgichlarni mikroprotsessor va bluetooth moduliga ulaysiz. Siz bu qismni chalkashtirmoqchi emassiz, chunki chigal lehim ishi sizning davringizni buzishi mumkin.

Mikroprotsessor quyidagi pinlarni mahkamlashi kerak bo'ladi:

• Barcha 3 ta tuproqli (GND) pin
• Ikkala 3.3V kuchlanishli pinlar
• SCL № 3
• RX #0
• TX #1
• Raqamli pin #9

8 -qadam: lehim Bluetooth moduliga ulanadi

Va bluetooth moduliga bu pinlarni yopish kerak bo'ladi:

• 3,3 V kuchlanish
• TX
• RX
• GND

9 -qadam: Flora mikroprotsessori uchun matoga tikuv tikish

Endi siz qisqichlarning ikkinchi uchini matoga tikishingiz mumkin. Bu qismlarni to'g'ri joylashtirish uchun bluetooth moduli va mikroprotsessor biriktirilgan biriktirgichlardan foydalanganingizga ishonch hosil qiling!

10 -qadam: Bluetooth modulini matoga tikib qo'ying

Endi bluetooth uchun moslamalarni tikib qo'ying.

11 -qadam: Bluetooth modulini Flora mikroprotsessoriga ulang

Keyin Bluetooth modulini Flora mikroprotsessoriga ulang, har bir qurilma uchun tegishli qisqichlar orasidagi o'tkazgichli ipni tikib. Quyidagi pinli ulanishlar talab qilinadi:

1. Bluetooth 3.3V mikroprosessor 3.3V
2. Bluetooth TX mikroprosessor RX #0 ga
3. Bluetooth RX mikroprosessor TX #1 ga
4. Bluetooth GND mikroprosessor GND

12 -qadam: Neo Pixel -ni Flora MicroProcessor -ga ulang

Neo Pixelni mikroprotsessorga quyidagicha ulang:

1. NeoPixel LED raqamli 9 -sonli mikroprosessorga ulangan
2. NeoPixel Ground mikroprosessorli erga
3. NeoPixel quvvati mikroprotsessor quvvatiga

13 -qadam: Batareya to'plamini Flora mikroprotsessoriga ulang

Bu qism juda muhim; Sizga hamma narsa ishlashi uchun kuch manbai kerak bo'lishi mumkin!

14 -qadam: EEG kabelini yarating

Ushbu kabel EEG chipi, 3-elektrodli kabel va UC-E6 kabeli yordamida qurilgan. EEG chipi yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek, "EEG" yoziladigan uchi elektrod kabeliga ulanishi uchun to'g'ri moslashtirilgan bo'lishi kerak.

15 -qadam: EEGni Flora mikroprotsessoriga ulang

EEG kabelini Flora mikroprotsessoriga ulang. Yuqoridagi rasmda simlarni ulash uchun to'g'ri nuqtalarni ko'rsatadigan ko'rsatmalar ko'rsatilgan. Quyidagi ulanishlar amalga oshiriladi:

1. Quvvat uchun qizil sim
2. Erga qora sim
3. Binafsha sim SCL #3 ga

16 -qadam: Elektrodlarni bosh bantiga tikib qo'ying

Elektrodlarni bosh bantining ichki qismiga tikib qo'ying. Elektrodlar to'g'ri joylashtirilganligiga ishonch hosil qiling. Bosh bantining ichki qismiga qaraganda, qizil elektrod chap tomonda, oq elektrod o'rtada, qora elektrod esa o'ngda bo'lishi kerak.

17 -qadam: Matoni tikib, bantga bog'lab qo'ying

Endi siz boshingizni bog'lab qo'ydingiz! Voy!

18 -qadam: Kodni yuklash

Endi siz ushbu kodni tasmaga yuklashingiz mumkin, bu esa aqlni o'qish qobiliyatini beradi!

19 -qadam: Bantni telefonga ulang

Adafruit Bluefruit LE Connect ilovasini oching va telefoningizni Adafruit Bluefruit LE ga ulang.

20 -qadam: Bosh kiyimini taqing va ma'lumotlarni to'plang

Endi siz boshingizni bog'lab, sinab ko'rishingiz mumkin! Adafruit Bluefruit LE Connect ilovasida ma'lumotlarni kirganda ko'rish uchun "UART" ni tanlashingiz mumkin.

21 -qadam: ma'lumotlarni telefondan kompyuterga eksport qilish

Ma'lumotlaringiz yig'ilgandan so'ng, siz ma'lumotlarni bir nechta fayl formatida eksport qilishingiz mumkin. Excelda tahlil qilish uchun.txt fayli sifatida eksport qilishni tavsiya etamiz.

22 -qadam: ma'lumotlarni tahlil qilish

Mana, sizning tasmangizdagi ma'lumotlarni vizualizatsiya qilish va talqin qilish uchun qanday grafik turiga misol. Har bir nuqta qaysi diapazonga kirishini ko'rsatish uchun bizda delta, teta, alfa va beta diapazonlari belgilangan.

23 -qadam: Boshqa fikrlar

Sleep Reader tasmasini o'rnatganingizdan so'ng, dizayndagi ba'zi o'zgarishlarni bilib oling. Ma'lumotni avtomatik yig'ish va foydalanuvchining uyqu rejimini baholaydigan hisobot yaratish uchun kodni o'zgartirishga urinib ko'ring. Yoki siz real vaqtda soatni ulab, foydalanuvchi uxlab qolganda, chuqur uyqu va REM uyqusida davom etganda va uyg'onganida tunning aniq vaqtini kuzata olasiz. Balki siz uyqu suhbatini yozishga qiziqasiz, bu holda foydalanuvchi REM uyqusiga kirganda ishga tushadigan audio yozuvchini qo'shishingiz mumkin. Imkoniyatlar cheksiz!

24 -qadam: tanib olish

Ushbu loyiha kodining Fourier konvertatsiya qilingan qismi Norvegiya ijodida ushbu sahifada joylashtirilgan koddan foydalangan. Shuningdek, kodning NeoPixel qismi Adafruit tomonidan berilgan misollarga havola qilingan.