Käeshoitav EEG fookusmonitor: 32 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Kolledži elu nõuab keskendumist klassidele, ülesannetele ja projektidele. Paljudel õpilastel on sel ajal raske keskenduda, mistõttu on teie keskendumisvõime jälgimine ja mõistmine nii oluline. Lõime biosensoriseadme, mis mõõdab teie ajulaineid, et mõõta teie fookustaset ja kuvab teile nähtavad andmed. Lühend "EEG" tähistab elektroentsefalograafi, mis tähendab, et see on masin, mida kasutatakse aju elektrilise aktiivsuse registreerimiseks.

See biosensor nõuab EEG -signaali sisendit ja sõrme ekraanil vajutamiseks, et luua sagedusgraafik ja ekstraheeritavad andmed (valikuline), mida saab Excelisse kopeerida.

Vastutusest loobumine: see biosensor EI OLE meditsiiniseade.

Tarvikud

• Arduino Uno (23 dollarit)
• Leivalaud (5,50 dollarit)
• 2,8 -tolline TFT puuteekraan Arduinole, millel on takistuslik puutetundlik ekraan (34,95 dollarit)
• Juhtmed (0,95 dollarit)
• EEG Bitalino (40,79 dollarit)
• Elektroodid (9,13 dollarit)
• 3-juhtmeline tarvik (21,48 dollarit)
• Alkoholi tampoonid (4,65 dollarit) (valikuline)
• 9 V aku (2,18 dollarit)
• 9V akuhoidik (1,69 dollarit)
• USB 2.0 kaabli tüüp A/B 3,95 $)

• Tööriistad

  • Traadi eemaldaja (6,26 dollarit)
  • Juukselint / kõrvaklapid juhtmete kinnitamiseks pea kohal (valikuline)

Kogumaksumus: 142 dollarit (sõltuvalt hinnakõikumistest)

1. samm: eeltingimused

• Mõned põhiteadmised ajulainete lugemise kohta aitaksid graafikust aru saada, kuid pole vajalikud.

  See on hea ressurss põhilise taustteabe saamiseks.

• Meie koodi saamiseks vajate ka juurdepääsu GitHubi veebisaidile.
• Peate alla laadima Arduino rakenduse.

2. samm: ohutusabinõud

• Ahela muutmisel veenduge, et vooluahel pole toiteallikas (aku on välja lülitatud, USB pole ühendatud).
• Veenduge, et läheduses pole vedelikke, mis võivad vooluringile valguda.
• HOIATUS: See EI OLE meditsiiniseade ja sellel pole sama täpsus. Kasutage korralikku EEG -d, kui peate tegema ajulainete uuringu.
• Vooluahela või biosensoriga töötamisel hoidke käed kuivad.

Samm: näpunäited ja näpunäited

Tõrkeotsing

• Veenduge, et teie juhtmed on ühendatud õigete tihvtidega. Kui ei, ilmub arusaamatu lugemine.
• Ekraani ühendamisel veenduge, et te ei mahutanud kõike ühe tihvti võrra madalamale (kui märkate, et mõni ekraani tihvtidest pole ühendatud, sellepärast)
• Veenduge, et ühendasite BITalino korralikult (logo ja EEG -märgi põhjal, nagu on näha juhistes)
• Veenduge, et ekraan oleks korralikult ühendatud nii, et tihvtide metall pole enam nähtav.
• Kui koodi ei õnnestu kompileerida ja nad ei leia kindlat raamatukogu, veenduge, et olete installinud kõik nimetatud teegid.

Insights

Ärge unustage arvestada ruumi, mida vajate traadi eemaldamiseks enne selle pikkuse lõikamist

• Enne elektroodide laubale kandmist peske ja kuivatage see kindlasti või kasutage impedantsi vähendamiseks alkoholiga immutatud tampooni.
• Arduino Mega kasutamine annaks täiendavad analoog- ja digitaalsed tihvtid, mis tähendaks, et te ei peaks juhtmeid ja ekraani vahel nööpnõelaid "jagama", nagu me seda mudelit teeme.

4. samm: seadme taga olev teadus

Teie aju toodab erineva sagedusega elektrisignaale sõltuvalt teie teadvuse/fookuse tasemest. See tekitab gammalaineid (32–100 Hz), kui on äärmiselt keskendunud ülesandele, töötleb teavet või õpib. See tekitab beetalaineid (13–32 Hz), kui olete tähelepanelik, mõtlete või olete põnevil. Kui olete füüsiliselt ja vaimselt lõdvestunud, tekivad alfalained (8–13 Hz). Teetalained (4–8 Hz) tekivad sügava meditatsiooni või REM (kiire silmaliigutuse) une ajal. Deltalained (<4 Hz) tekivad sügava unenägudeta une ajal.

Meie andur annab teile teada, kui palju iga laine on kohal, et saaksite oma fookustaset mõõta. See tuvastab ainult lainepikkused vahemikus 0Hz-59Hz, mis on vahemik, kus enamik ajulaineid esineb.

Kui eelistate videoõpetust, siis siin on hea video, mida saate vaadata.

Sissejuhatavas videos rääkisime Fast Fourier Transformist. See video selgitab, mis see on.

Samm: eemaldage ja lõigake juhtmed

Parimate tulemuste saamiseks vajate vähemalt 5 tolli pikkust 3 tükki.

Kui te pole varem traati eemaldanud, on siin lihtne õpetus.

Näpunäide: traadi lõikamisel jätke kindlasti traadi eemaldamiseks ruumi.

6. samm: ühendage iga traadi üks ots kokku

Eesmärk on luua silmus traadi avatud osa ühest otsast. See silmus peaks olema umbes sama suur kui TFT puuteekraani all olevad tihvtid või veidi suurem.

Samm: leidke ekraani alt vastavad tihvtid

Võrrelge Arduino Unot ja ekraani allosa, et tuvastada 3.3V, GND ja A5 vastavad tihvtid.

Vihje: Kui vaatate tähelepanelikult, näete pildil punaseid ringe, mis ringlevad huvipakkuvate tihvtide ümber.

Samm: kinnitage juhtmed TFT puuteekraani tihvtide külge

Kinnitage tehtud silmused TFT Touch Shieldi tihvtidele, mis vastavad Arduino 3,3 V väljundile, GND ja A5 analoogpoldile.

Näpunäide. Kui te pole kindel, milliste külge selle kinnitada, võite kasutada ülaltoodud pildil kujutatuid.

9. samm: pingutage traadisilmused

Pingutage traadi silmuse metallosa, et seda pingutada. See tagab parema ühenduse.

10. samm: ühendage TFT puuteekraan

Kinnitage juhtmed oma sõrmedega oma kohtadesse ja keerake TFT puuteekraan üle. Ühendage see Arduinoga.

Samm: ühendage juhtmed leivaplaadile

Ühendage

• 3,3 V juhe leivaplaadil asuva + veeru külge.
• GND juhe leivalaua veergu -.
• A5 traat suvalisele leivalaua reale.

Näpunäide. Ekraanil jooksvad juhtmed on illustratiivsed. Valisime juhtmed ekraani alla, kuna meie juhtmed olid liiga lühikesed.

Samm: ühendage 3-juhtmeline tarvik

Ühendage 3-juhtmeline tarvik BITalino EEG anduriga. Ühendage see küljega, millel on silt "EEG".

Samm: ühendage EEG -andur juhtmega

Ühendage juhtme EEG -andur küljel, millel on BITalino logo.

14. samm: ühendage EEG leivaplaadiga

Ühendage juhtmete teine ots leivaplaadiga, nagu pildil näha.

• Ühendage punane juhe leivalaua + veeruga
• Ühendage must traat leivaplaadi veeruga -
• Ühendage lilla traat reaga A5 tihvti juhtmega.

Samm: kleepige elektroodid otsaesisele

Eemaldage elektroodid ja kleepige need laubale, nagu pildil näha.

16. samm: ühendage ennast

Hakka vooluahelaks üheks, ühendades 3-juhtmelise lisaseadme otsad otsmiku elektroodidega. Elektroodil olev metallotsik peaks kenasti sobima 3-juhtmelise tarviku aukudesse.

Pole tähtis, milline juhe millisele elektroodile läheb, kui valge on keskel.

17. samm: juhtmete kaitsmine (valikuline)

Kui te ei soovi, et juhtmed teie vaadet blokeeriksid, libistage need pea kohal tagasi ja kinnitage need millegagi. Valisin selleks kõrvaklapid.

Samm: sisestage 9 V aku akupakki

Sisestage 9 V aku aku sisse.

Samm: ühendage 9 V aku

Ühendage 9V aku pesa pildil näidatud porti. Hoidke seda akut välja lülitades.

Samm: hankige kood Githubist

• Minge sellele lingile:
• Klõpsake faili Hand_Held_EEG.ino. Kopeerige ja kleepige kood oma Arduino aknasse.

Teise võimalusena võite klõpsata rohelisel nupul "kloonida või alla laadida", salvestada see ZIP -failina, seejärel faili ekstraktida ja avada

Samm: laadige alla asjakohased teegid

Kui proovite koodi kompileerida, palutakse teil otsida konkreetseid teeke.

• Avage tööriistad> Halda raamatukogusid
• Sisestage otsinguribale vajalik teek. Laadige alla see, mis sobib kõige paremini soovitud koguga.

• Neid raamatukogusid vajate:

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

Teise võimalusena saate raamatukogud nendelt linkidelt alla laadida. ja kopeerige need oma raamatukogude kausta.

Arduino FFT:

SPI:

Traat:

Adafruit ILI9341:

Adafruit STMPE610:

Adafruit GFX:

Samm: ühendage Arduino UNO arvutiga

Ühendage Arduino UNO arvutiga USB -kaabli abil.

Samm: laadige kood üles

Vajutage oma Arduino aknas üleslaadimisnuppu, nagu on näidatud ülaltoodud pildi punasel ringil. Oodake üleslaadimise lõpuleviimist.

Samm: lõpptoode

Ühendage USB -kaabel lahti ja nüüd on teil lõpptoode! Andmete kogumise alustamiseks piisab aku käivitamisest ja ekraani puudutamisest!

Mida rohkem naelu vasakul küljel näete, seda madalam on teie fookustase.

25. samm: EAGLE diagramm

Ülal on EAGLE diagramm. TFT puuteekraan, EEG -andur ja 9 V aku on märgistatud. Arduino UNO -le on juba trükitud oma silt.

9 V aku positiivne ots on ühendatud 5 V kontaktiga ja negatiivne ots on ühendatud Arduino Uno GND tihvtiga.

EEG -anduril on VCC -tihvt ühendatud 3V kontaktiga, GND -tihvt GND -tihvtiga ja REF -tihvt Arduino Uno A5 -tihvtiga.

TFT puuteekraan on ühendatud kõigi Arduino Uno tihvtidega.

26. samm: andmete lugemine

4. etapis oli diagramm, mis näitas, millised ajulainete sagedused vastavad millisele teadvuse/fookuse tasemele. Meie graafik on skaalal 10 Hz ruudu kohta. Niisiis, kui näete tippu 2. ruudu lõpus (nagu pildil). See tähendab, et enamus ajulaineid on sagedusel 20 Hz. See näitab beetalaineid, mis tähendab, et inimene on ärkvel ja keskendunud.

27. samm: jadamonitori avamine (valikuline)

Avage seeriamonitor vasakus ülanurgas tööriistade vahekaardi all.

Või vajutage klahvikombinatsiooni Ctrl+Tõstuklahv+M.

28. etapp: lugege jadamonitori (valikuline)

Kui arduino on arvutiga ühendatud, lugege puuteekraani abil.

29. toiming: tulemuste kopeerimine (valikuline)

Kõigi andmete kopeerimiseks klõpsake jadamonitoril, vajutage CTRL+A ja seejärel CTRL+C.

Samm: kleepige tulemused tekstidokumenti. (Valikuline)

Avage tekstidokument nagu Notepad ja tulemuste kleepimiseks vajutage CTRL+V.

Samm: salvestage tulemused.txt -failina. (Valikuline)

Seejärel saab selle koodi andmete analüüsimiseks eksportida tarkvarasse nagu excel.

Samm 32: täiendavad ideed

• Saate luua seadme, mis ärritab teid fookuse kaotamise ajal ärkvel, lisades vibreeriva mootori ja mõne koodi, mis aktiveerib mootori, kui see tuvastab ajulaineid alla teatud sageduse (sarnaselt sellega, kuidas Fitbit vibreerib).
• SD -kaardi võimaluste lisamine võimaldab teil andmeid salvestada ja muul viisil töödelda selliste rakenduste kaudu nagu Microsoft Excel.