Rokas EEG fokusa monitors: 32 soļi

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

Koledžas dzīve prasa koncentrēties uz nodarbībām, uzdevumiem un projektiem. Daudziem studentiem šajā laikā ir grūti koncentrēties, tāpēc ir tik svarīgi uzraudzīt un saprast jūsu spēju koncentrēties. Mēs izveidojām biosensoru ierīci, kas mēra jūsu smadzeņu viļņus, lai noteiktu jūsu fokusa līmeni un parādītu jums redzamos datus. Akronīms "EEG" apzīmē elektroencefalogrāfu, kas nozīmē, ka tā ir mašīna, ko izmanto smadzeņu elektriskās aktivitātes reģistrēšanai.

Šim biosensoram ir nepieciešama EEG signāla ievade un pirksts jānospiež uz ekrāna, lai izveidotu frekvenču diagrammu un iegūstamus datus (pēc izvēles), kurus var kopēt programmā Excel.

Atruna: šis biosensors NAV medicīniska ierīce.

Piegādes

• Arduino Uno (23 ASV dolāri)
• Maizes dēlis (5,50 ASV dolāri)
• 2,8 collu TFT skārienekrāns Arduino ar pretestības skārienekrānu (34,95 ASV dolāri)
• Vadi (0,95 ASV dolāri)
• EEG Bitalino (40,79 ASV dolāri)
• Elektrodi (9,13 ASV dolāri)
• 3 vadu piederums (21,48 ASV dolāri)
• Alkohola tamponi (4,65 ASV dolāri) (pēc izvēles)
• 9V akumulators (2,18 ASV dolāri)
• 9V akumulatora turētājs (1,69 ASV dolāri)
• USB 2.0 kabeļa tips A/B $ 3.95)

• Rīki

  • Stiepļu noņēmējs (6,26 ASV dolāri)
  • Matu lente / austiņas vadu nostiprināšanai virs galvas (pēc izvēles)

Kopējās izmaksas: 142 ASV dolāri (atkarībā no cenu svārstībām)

1. darbība. Priekšnosacījumi

• Dažas pamatzināšanas par smadzeņu viļņu lasīšanu būtu noderīgas, lai saprastu diagrammu, bet nav nepieciešamas.

  Tas ir labs resurss pamatinformācijas pamatinformācijai.

• Lai iegūtu mūsu kodu, jums būs nepieciešama arī piekļuve GitHub vietnei.
• Jums būs nepieciešams lejupielādēt Arduino lietojumprogrammu.

2. darbība. Drošības pasākumi

• Pārveidojot ķēdi, pārliecinieties, vai ķēde nav barota (akumulators ir izslēgts, USB nav pievienots).
• Pārliecinieties, vai tuvumā nav šķidrumu, kas varētu izlīt uz ķēdi.
• BRĪDINĀJUMS: tā NAV medicīniska ierīce, un tai nav vienādas precizitātes. Ja jums jāveic smadzeņu viļņu pētījums, izmantojiet pareizu EEG.
• Strādājot ar ķēdi vai biosensoru, turiet rokas sausas.

3. solis: padomi un padomi

Problēmu novēršana

• Pārliecinieties, vai vadi ir pievienoti pareizajām tapām. Ja nē, parādīsies nesaprotams lasījums.
• Pievienojot ekrānu elektrotīklam, pārliecinieties, ka viss nav bijis par vienu tapu zemāks (ja pamanāt, ka kāda no ekrāna tapām nav pievienota, tāpēc)
• Pārliecinieties, vai esat pareizi pievienojis BITalino (pamatojoties uz logotipu un EEG zīmi, kā norādīts instrukcijās)
• Pārliecinieties, vai ekrāns ir pareizi pievienots kontaktligzdai līdz tam, ka tapas metāls vairs nav redzams.
• Ja kodu nevar apkopot un viņi nevar atrast noteiktu bibliotēku, pārliecinieties, vai esat instalējis visas minētās bibliotēkas.

Ieskats

Neaizmirstiet ņemt vērā vietu, kas nepieciešama stieples noņemšanai, pirms to sagriežat garumā

• Pirms elektrodu uzlikšanas uz pieres, noteikti nomazgājiet un nosusiniet vai izmantojiet spirta tamponu, lai samazinātu pretestību.
• Izmantojot Arduino Mega, tiktu nodrošinātas papildu analogās un digitālās tapas, kas nozīmētu, ka jums nevajadzēs "koplietot" tapas starp vadiem un ekrānu, kā mēs to darām šajā modelī.

4. solis: zinātne aiz ierīces

Jūsu smadzenes rada dažādas elektrisko signālu frekvences atkarībā no jūsu apziņas/fokusa līmeņa. Tas rada gamma viļņus (32–100 Hz), kad tas ir ārkārtīgi koncentrēts uz uzdevumu, informācijas apstrādi vai mācīšanos. Tas rada beta viļņus (13–32 Hz), kad esat modrs, domājat vai esat satraukti. Alfa viļņi (8-13 Hz) rodas, ja esat fiziski un garīgi atslābinājies. Teta viļņi (4-8 Hz) rodas dziļas meditācijas vai REM (ātras acu kustības) miega laikā. Delta viļņi (<4 Hz) rodas dziļa, bez sapņa miega laikā.

Mūsu sensors informēs jūs par katra viļņa daudzumu, lai ļautu jums noteikt fokusa līmeni. Tas nosaka tikai viļņu garumus no 0Hz-59Hz, kas ir diapazons, kurā notiek lielākā daļa smadzeņu viļņu.

Ja vēlaties video pamācību, šeit ir labs video, kuru varat noskatīties.

Ievadvideo mēs runājām par ātro Furjē transformāciju. Šis video izskaidro, kas tas ir.

5. darbība: noņemiet un sagrieziet vadus

Lai iegūtu vislabākos rezultātus, jums būs nepieciešami 3 gabali, kuru garums ir vismaz 5 collas.

Ja iepriekš neesat noņēmis vadu, šeit ir vienkārša apmācība.

Padoms: griežot vadu, noteikti atstājiet vietu stieples noņemšanai.

6. solis: veiciet cilpu ar vienu vadu

Mērķis šeit ir izveidot cilpu vienā stieples atklātās daļas galā. Šai cilpai jābūt aptuveni tāda paša izmēra kā tapām zem TFT skārienjutīgā vairoga vai nedaudz lielākām.

7. darbība. Atrodiet atbilstošās tapas zem ekrāna

Salīdziniet Arduino Uno un ekrāna apakšdaļu, lai identificētu atbilstošās tapas 3.3V, GND un A5.

Padoms: Ja paskatās uzmanīgi, attēlā var redzēt sarkanos apļus, kas riņķo pa interesējošajām tapām.

8. solis: pievienojiet vadus TFT skārienekrāna tapām

Pievienojiet izgatavotās cilpas TFT pieskāriena vairoga tapām, kas atbilst 3.3V izejai, GND un A5 analogajai tapai uz Arduino.

Padoms. Ja neesat pārliecināts, kuram to pievienot, varat izmantot tos, kas attēloti iepriekšējā attēlā.

9. solis: pievelciet vadu cilpas

Saspiediet stieples cilpas metāla daļu, lai to pievilktu. Tas nodrošinās labāku savienojumu.

10. solis: pievienojiet TFT skārienekrānu

Ar pirkstiem nostipriniet vadus savās vietās un apgrieziet TFT skārienekrānu. Pievienojiet to Arduino.

11. solis: pievienojiet vadus maizes dēlim

Savienojiet

• 3.3V vads pie + kolonnas uz maizes dēļa.
• GND vads līdz kolonnai uz maizes dēļa.
• A5 vads jebkurai maizes dēļa rindai.

Padoms. Ekrānā redzamie vadi ir ilustratīvi. Mēs izvēlējāmies vadīt vadus zem ekrāna, jo mūsu vadi bija pārāk īsi.

12. darbība: pievienojiet 3 vadu piederumu

Pievienojiet 3 vadu piederumu BITalino EEG sensoram. Pievienojiet to pusē, kas apzīmēta ar "EEG".

13. darbība: pievienojiet EEG sensoru vadam

Pievienojiet vadu EEG sensoru sānos ar BITalino logotipu.

14. solis: savienojiet EEG ar maizes dēli

Pievienojiet vadu otru galu pie maizes dēļa, kā parādīts attēlā.

• Pievienojiet sarkano vadu maizes dēļa kolonnai +
• Pievienojiet melno vadu maizes dēļa kolonnai
• Pievienojiet violeto vadu rindai ar vadu no A5 tapas.

15. solis: pielīmējiet elektrodus pie pieres

Noņemiet elektrodus un pielīmējiet pie pieres, kā redzams attēlā.

16. solis: pievienojiet sevi

Kļūstiet viens ar ķēdi, savienojot 3 vadu piederumu galus ar elektrodiem uz pieres. Metāla uzgalis uz elektroda labi jāiekļaujas 3 vadu piederuma atverēs.

Nav nozīmes tam, kurš vads iet uz kuru elektrodu, kamēr balts atrodas vidū.

17. darbība: vadu nostiprināšana (pēc izvēles)

Ja nevēlaties, lai vadi bloķētu jūsu skatu, velciet tos virs galvas un nostipriniet ar kaut ko. Lai to izdarītu, es izvēlējos izmantot austiņas.

18. solis: ievietojiet 9 V akumulatoru akumulatorā

Ievietojiet 9V akumulatoru akumulatorā.

19. solis: pievienojiet 9 V akumulatoru

Pievienojiet 9V akumulatoru pie porta, kas parādīts attēlā. To darot, izslēdziet akumulatoru.

20. darbība: iegūstiet kodu no Github

• Dodieties uz šo saiti:
• Noklikšķiniet uz faila Hand_Held_EEG.ino. Kopējiet un ielīmējiet kodu savā Arduino logā.

Varat arī noklikšķināt uz zaļās pogas "klonēt vai lejupielādēt", saglabāt to kā zip, pēc tam izvilkt failu un atvērt to

21. darbība: lejupielādējiet atbilstošās bibliotēkas

Mēģinot apkopot kodu, jums tiks piedāvāts meklēt noteiktas bibliotēkas.

• Atveriet rīkus> Pārvaldīt bibliotēkas
• Meklēšanas joslā ierakstiet vajadzīgo bibliotēku. Lejupielādējiet to, kas visvairāk atbilst vēlamajai bibliotēkai.

• Jums būs nepieciešamas šādas bibliotēkas:

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

Varat arī lejupielādēt bibliotēkas no šīm saitēm. un kopējiet tos savā bibliotēku mapē.

Arduino FFT:

SPI:

Vads:

Adafruit ILI9341:

Adafruit STMPE610:

Adafruit GFX:

22. darbība: pievienojiet Arduino UNO datoram

Pievienojiet Arduino UNO datoram, izmantojot USB kabeli.

23. darbība: augšupielādējiet kodu

Arduino logā nospiediet augšupielādes pogu, kā parādīts augšējā attēlā redzamajā sarkanajā aplī. Pagaidiet, līdz augšupielāde tiks pabeigta.

24. solis: gala produkts

Atvienojiet USB kabeli un tagad jums ir gala produkts! Viss, kas jums jādara, ir ieslēgt akumulatoru un pieskarties ekrānam, lai sāktu vākt datus!

Jo vairāk tapas redzat kreisajā pusē, jo zemāks ir fokusa līmenis.

25. solis: EAGLE diagramma

Augšpusē ir EAGLE diagramma. TFT skārienekrāns, EEG sensors un 9 V akumulators ir marķēti. Arduino UNO jau ir uzdrukāta sava etiķete.

9 V akumulatora pozitīvais gals ir pievienots 5 V tapai, bet negatīvais - Arduino Uno GND tapai.

EEG sensora VCC tapa ir savienota ar 3V tapu, GND tapa ar GND tapu un REF tapa ar Arduino Uno A5 tapu.

TFT skārienekrāns ir savienots ar visām Arduino Uno tapām.

26. darbība. Datu lasīšana

4. solī bija diagramma, kas parāda, kādas smadzeņu viļņu frekvences atbilst kādam apziņas/fokusa līmenim. Mūsu grafiks ir 10 Hz skalā uz kvadrātu. Tātad, ja 2. kvadrāta beigās redzat virsotni (kā attēlā). Tas nozīmē, ka lielākā daļa smadzeņu viļņu ir 20 Hz frekvencē. Tas norāda uz beta viļņiem, kas nozīmē, ka cilvēks ir nomodā un koncentrējas.

27. darbība: sērijas monitora atvēršana (pēc izvēles)

Atveriet seriālo monitoru zem rīku cilnes augšējā kreisajā stūrī.

Vai arī varat nospiest Ctrl+Shift+M

28. darbība. Sērijas monitora lasīšana (pēc izvēles)

Kad arduino ir pievienots datoram, veiciet lasīšanu, izmantojot skārienekrāna displeju.

29. darbība. Rezultātu kopēšana (neobligāti)

Noklikšķiniet uz sērijas monitora, nospiediet CTRL+A un pēc tam CTRL+C, lai kopētu visus datus.

30. darbība: rezultātu ielīmēšana teksta dokumentā. (Neobligāti)

Atveriet teksta dokumentu, piemēram, Notepad, un nospiediet taustiņu kombināciju CTRL+V, lai ielīmētu rezultātus.

31. darbība: saglabājiet rezultātus kā.txt failu. (Neobligāti)

Pēc tam šo kodu var eksportēt uz programmatūru, piemēram, Excel, lai analizētu datus.

32. solis: citas idejas

• Jūs varat izveidot ierīci, kas jūs nomodā, kad zaudējat fokusu, pievienojot vibrējošu motoru un kādu kodu, kas aktivizē motoru, ja tas atklāj smadzeņu viļņus zem noteiktas frekvences (līdzīgi kā Fitbit vibrē).
• SD karšu iespēju pievienošana ļautu jums saglabāt datus un apstrādāt tos citādi, izmantojot tādas lietojumprogrammas kā Microsoft Excel.