BME 305 EEG: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Elektroentsefalogramm (EEG) on seade, mida kasutatakse katsealuse aju elektrilise aktiivsuse mõõtmiseks. Need testid võivad olla väga kasulikud erinevate ajuhäirete diagnoosimisel. EEG -d proovides tuleb enne tööahela loomist silmas pidada erinevaid parameetreid. Üks asi peaaju ajutegevuse lugemisel on see, et seal on väga väike pinge, mida saab tegelikult lugeda. Tavaline vahemik täiskasvanu ajulainete jaoks on umbes 10 uV kuni 100 uV. Sellise väikese sisendpinge tõttu peab vooluahela koguvõimsusel olema suur võimendus, eelistatavalt suurem kui 10 000 korda sisendist. Teine asi, mida tuleb EEG -d luues silmas pidada, on see, et tüüpilised lained, mida meie väljastame, on vahemikus 1 Hz kuni 60 Hz. Seda teades peavad olema erinevad filtrid, mis summutavad soovimatu sageduse väljaspool ribalaiust.

Tarvikud

-LM741 operatsioonivõimendi (4)

-8,2 kOhm takisti (3)

-820 oomi takisti (3)

-100 oomi takisti (3)

-15 kOhm takisti (3)

-27 kOhm takisti (4)

-0,1 uF kondensaator (3)

-100 uF kondensaator (1)

-Leiblaud (1)

-Arduino mikrokontroller (1)

-9V patareid (2)

Samm: mõõteriistade võimendi

EEG loomise esimene samm on luua oma mõõteriistade võimendi (INA), mida saab kasutada kahe erineva signaali vastuvõtmiseks ja võimendatud signaali väljastamiseks. Selle INA inspiratsioon pärineb LT1101 -st, mis on tavaline mõõteriistade võimendi, mida kasutatakse signaalide eristamiseks. Kasutades kahte LM741 operatsioonivõimendit, saate INA luua, kasutades ülaltoodud skeemil toodud erinevaid suhteid. Saate siiski kasutada nende suhete variatsioone ja saada sama väljundi, kui suhe on sarnane. Selle vooluahela jaoks soovitame kasutada 100 oomi takistit R jaoks, 820 oomi takistit 9R jaoks ja 8,2 kOhm takisti 90R jaoks. Kasutades oma 9 V patareisid, saate operatsioonivõimendeid toita. Seadistades ühe 9V aku V+ pin toiteallikaks ja teise 9V aku nii, et see sisestaks V -pin -9V. See mõõteriistade võimendi peaks andma teile 100 võimenduse.

2. etapp: filtreerimine

Bioloogiliste signaalide salvestamisel on oluline meeles pidada teid huvitavat leviala ja võimalikke müraallikaid. Filtrid aitavad seda lahendada. Selle vooluahela konstruktsiooni jaoks kasutatakse selle saavutamiseks ribalaiuse filtrit, millele järgneb aktiivne sälkfilter. Selle etapi esimene osa koosneb kõrgpääsfiltrist ja seejärel madalpääsfiltrist. Selle filtri väärtused on vahemikus 0,1 Hz kuni 55 Hz, mis sisaldab huvipakkuvat EEG -signaali sagedusvahemikku. See filtreerib välja signaalid, mis tulevad väljastpoolt soovide vahemikku. Pinge jälgija istub seejärel pärast ribalaiust sälgufiltri ees, et tagada sälgufiltri väljundpinge madal takistus. Sälkfilter on seadistatud filtreerima müra sagedusel 60 Hz, vähendades signaali vähemalt -20 dB võrra, kuna tema sagedusel on suur müra. Lõpuks veel üks pinge jälgija selle etapi lõpetamiseks.

3. samm: mittepööratud töövõimendi

Selle vooluahela viimane etapp koosneb mitteinverteerivast võimendist, et suurendada filtreeritud signaali vahemikku 1-2 V, võimendusega umbes 99. Ajulainete väga väikese sisendsignaali tugevuse tõttu on see viimane etapp vajalik, et anda väljundlainekuju, mida on võimalik kuvada ja mõista võrreldes võimaliku ümbritseva müraga. Samuti tuleb märkida, et inverteerimata võimendite alalisvoolu nihe on normaalne ja seda tuleks lõpliku väljundi analüüsimisel ja kuvamisel arvesse võtta.

4. samm: analoog -digitaalne konversioon

Kui kogu vooluring on lõppenud, tuleb analoogsignaal, mida me kogu vooluringis võimendasime, digiteerida. Õnneks, kui kasutate arduino mikrokontrollerit, on juba sisseehitatud analoog -digitaalmuundur (ADC). Kui saate oma vooluringi väljastada ükskõik millisele kuuest arduino sisseehitatud analoogpistikust, saate ostsilloskoobi mikrokontrollerile kodeerida. Ülaltoodud koodis kasutame analoogpinget A0, et lugeda analooglainekuju ja teisendada see digitaalseks väljundiks. Lisaks tuleks asjade loetavuse hõlbustamiseks muuta pinge vahemikus 0–1023 vahemikku 0–5 V.