Mirkšķināšanas detektors: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šajā pamācībā ir paskaidrots, kā izveidot “mirkšķināšanas detektoru” no modificēta AD8232 EKG (elektrokardiogrammas) sensora, LM324-N četrkārša op-amp, Arduino Uno R3 un mājās gatavotas galvas lentes.

Detektoram ir divas izejas … viena, kad mirkšķināt acis ar kreiso aci… un otra, kad mirkšķināt aci ar labo.

Parastie mirkšķinājumi, kuros iesaistītas abas acis, tiek ignorēti.

Šīs shēmas lietojumprogrammas ietver:

• spēļu saskarnes
• palīgtehnoloģija

Nepieciešami tikai daži instrumenti … tikai lodāmurs un ass nazis.

Sensora modifikācijām, kuras var mainīt, ir nepieciešams:

• nogriezt divus celiņus
• pievienojiet divus lodēšanas tiltus/šortus
• pievienojiet īsu vadu saiti

Paredzamās sastāvdaļu izmaksas ir 15,00 USD

Attēli

• Vāka fotoattēls parāda mirkšķināšanas detektora tuvplānu
• 2. fotoattēlā redzama galvas saites aptuvenā pozīcija.
• Video redzams, kā darbojas mirkšķināšanas detektors. Ar katru aci tiek veikti trīs secīgi mirkšķinājumi.

1. darbība: detaļu saraksts

Šādas daļas tika iegūtas vietnē

• 1 tikai AD8232 EKG sirds monitora modulis
• 1 tikai Arduino Uno R3

Vietēji tika iegūtas šādas daļas:

• 1 tikai LM324 četrkāršs pastiprinātājs
• 1 tikai 220K omu rezistors 1/8 vati
• 2 tikai 120K omi 1/8 vatu rezistori
• 1 tikai 15K omu rezistors 1/8 vati
• 2 tikai 10K omi 1/8 vatu rezistori
• 1 tikai 1200 omu rezistors 1/8 vati

Dažādi priekšmeti, kas jau ir pieejami:

• maizes dēlis
• vītā vara stieple
• lodēt

Paredzamās sastāvdaļu izmaksas ir 15 USD

2. solis: ķēde

“Mirkšķināšanas detektora” shēma ir parādīta 1. fotoattēlā

Ķēde ietver modificētu AD8232 EKG sirds sensora moduli, LM324 quad-op-amp, Arduino Uno R3, dažus rezistorus un divas gaismas diodes.

AD8232 izejas viļņu forma ir aptuveni 1,5 volti līdzstrāvas.

Kad kreisā acs mirkšķina, AD8232 izejas viļņa forma paceļas pret 3,3 voltiem. Kad viļņu forma pārsniedz 2,8 voltus, salīdzinājuma kreisā mirkļa izeja mainās no nulles uz 5 voltiem, kā parādīts 2. fotoattēlā.

Kad labā acs mirkšķina, AD8232 izejas viļņa forma nokrīt uz nulles voltiem. Kad viļņu forma nokrītas zem 0,2 voltiem, labās puses mirgojošā salīdzinājuma izeja mainās no nulles uz 5 voltiem, kā parādīts 3. fotoattēlā.

Parastie mirgojumi neietekmē izvadi, jo tie ir ekvivalenti diviem simulētiem mirkšķinājumiem, un nav iespējams, ka AD8232 izvade vienlaicīgi virzās divos pretējos virzienos.

AD8232 tiek piegādāts ar gēlu pārklātu EKG spilventiņu un vadu komplektu. Pēc dažām lietošanas reizēm spilventiņi mēdz nokrist. Lai to novērstu, es piestiprināju dažus konservētus tērauda spilventiņus pie galvas saites, kas izgatavota no vecas auklas un Velcro. Sīkāka informācija par šīs galvas saites izveidi ir aprakstīta citur šajā rakstā.

3. darbība: AD8232 shēmas modifikācijas

Nemodificēta shēmas plate ir parādīta 1. fotoattēlā

Lietojot kā sirds monitoru, EKG vadi ir savienoti šādi:

• Labā roka ir savienota ar RA
• Kreisā roka ir savienota ar LA
• Labā kāja ir savienota ar RL

Modificēta shēmas plate ir parādīta 2. fotoattēlā

Pēc izmaiņām vadi kļūst šādi:

• Labā uzacs ir savienota ar RA
• Kreisās uzacis ir savienotas ar LA
• Piere ir savienota ar RL

Sākotnējā ķēde

Oriģinālā sirds monitora vienkāršota blokshēma ir parādīta 3. fotoattēlā.

Šī diagramma tika izveidota, saskaņojot Sparkfun “Sirds monitora” shematiskajā [1] komponentu vērtības ar AD8232 “Funkcionālās bloka diagrammu” [2].

Ja to izmanto kā sirds monitoru, abas ieejas AD8232 instrumentu pastiprinātājā ir saistītas ar 3,3 voltu barošanas sliedi, izmantojot 10M rezistorus. Instrumentu pastiprinātājs tomēr nevar darboties, ja abi ieejas vadi nav aptuveni sliedes vidējā potenciāla.

Sliedes vidējo potenciālu iegūst, injicējot niecīgu (10uA) strāvu no RLD (labās kājas piedziņas) svina jūsu kājā. Mēs esam efektīvi izveidojuši sprieguma dalītāju, izmantojot jūsu ķermeni kā vienu no rezistoriem.

RLD vadu faktiskais mērķis ir izskaidrots AD8232 datu lapā … Es tikai skatos uz to no cita skatu punkta.

Modificētā ķēde

Ķēdes modifikāciju blokshēma ir parādīta 3. fotoattēlā.

Tā vietā, lai meklētu sirdspukstus, mirkšķināšanas detektors meklē atšķirības elektriskajā potenciālā. Tāpēc tam vienmēr jābūt pilnībā darboties spējīgam… abām instrumentu pastiprinātāja ieejām jābūt piesaistītām sliežu vidus potenciālam, piemēram, Vref (1,5 volti)

Tas tiek panākts, nogriežot sliežu ceļu, kas savieno abus 10M rezistorus ar 3,3 voltu barošanu, un savienojot griezuma galu ar Vref, izmantojot nelielu vadu saiti. Abas instrumentu pastiprinātāja ieejas tagad ir sliedes vidējā potenciālā, kas nozīmē, ka AD8232 izeja ir aptuveni 1,5 volti līdzstrāvas.

Mums arī nav vajadzīgs RLD vads … izmantosim šo vadu, lai uzlabotu sistēmas CMRR (kopējā režīma noraidīšanas koeficientu), paaugstinot ķermeni līdz vidēja sliedes potenciālam. Tas tiek panākts, nogriežot sliežu ceļu līdz AD8232 RLD tapai un savienojot griezuma galu ar Vref.

AD8232 datu lapā ir ieteikts, lai, izmantojot divu vadu ķēdi, RLD un RLDF (labās kājas piedziņas atgriezeniskās saites) tapas ir saīsinātas. Tas tiek panākts, saīsinot kondensatoru, kas savieno šīs divas tapas.

Atsauces

[1]

cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Biomet…

[2]

www.analog.com/media/en/technical-document…

4. solis: galvas saite

Galvas saite tika veidota no vecas auklas, ar Velcro garumu un dažiem Velcro āķiem. Konstrukcijas detaļas redzamas fotogrāfijās 1..4

Spilventiņi ir izgatavoti no plānas skārda plāksnes … Es izmantoju vecas krāsas bundžas dibenu … un tie ir piestiprināti pie šņores ar šaurām cilpiņām, kas izgrieztas no tās pašas skārda plāksnes. Tas ļauj spilventiņiem slīdēt ap galvas saiti.

Metāla spilventiņu malas notīriet ar vīli un viegli sasmalciniet saskares virsmas. Lodēt sirds monitoru noved pie atklātām metāla cilnēm.

Ir svarīgi, lai spilventiņi labi saskartos ar ādu … ieteicams lietot medicīnisko kontakta želeju, bet es atklāju, ka roku mitrinātājs arī darbojas.

Spilventiņu izmērs nav kritisks … Kopš tā laika esmu samazinājis platumu, eksperimentējot ar tuvākām atstarpēm starp lapām … uz pusi samazinot izmēru.

5. solis: programmatūra

Instrukcijas

Augšupielādējiet pievienoto failu “wink_detector_4.ino” savā Arduino un palaidiet.

Piezīmes

Kods ir ārkārtīgi vienkāršs … tas vienkārši aptaujā katru no divām mirgojošā detektora izejām un mirgo atbilstošo gaismas diode ikreiz, kad salīdzinātājs maina stāvokli.

Bet ir nozveja … spēcīgi mirgojot, var mirgot pretējā gaismas diode.

1. fotoattēla augšējā līnija parāda, ka AD8232 izeja pēc spēcīgas kreisās acs mirkšķināšanas samazinās līdz nulle voltiem. Labās acs salīdzinātājs (apakšējā izsekošana) to uzskata par labo aci un ģenerē nepatiesu rezultātu.

2. fotoattēlā ir redzamas abas salīdzinājuma izejas, lai iegūtu spēcīgu kreiso mirkli. Labās puses salīdzinātājs joprojām ģenerē nepatiesu izeju 800mS pēc kreisā mirkļa sākuma.

Lai apietu šo problēmu, tiek izmantots programmatūras risinājums … pirmais detektors, kurš redzēja aci, izslēdz otru detektoru uz 1 sekundi. Šis periods ir regulējams koda galvenē,

6. darbība. Kopsavilkums

Šajā pamācībā ir paskaidrots, kā pārvērst Sparkfun AD8232 “sirds monitoru” par “Wink Detector”.

Tiek piedāvātas arī regulējamas galvas lentes konstrukcijas detaļas.

Arduino kods novērš viltus aktivizētājus, kas rodas pārsnieguma dēļ no AD8232 izvades spēcīgu mirkšķinājumu klātbūtnē.

Šīs shēmas lietojumprogrammas ietver:

• spēļu saskarnes
• palīgtehnoloģija

Paredzamās sastāvdaļu izmaksas ir 15,00 USD

Noklikšķiniet šeit, lai skatītu citus manus norādījumus.