Handheld EEG Focus Monitor: 32 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Քոլեջի կյանքը պահանջում է կենտրոնանալ դասերի, առաջադրանքների և նախագծերի համար: Շատ ուսանողներ դժվարանում են կենտրոնանալ այս ժամանակներում, այդ իսկ պատճառով կենտրոնանալու ձեր ունակության մոնիտորինգը և հասկանալը այդքան կարևոր է: Մենք ստեղծեցինք կենսասենսորային սարք, որը չափում է ձեր ուղեղի ալիքները ՝ ձեր ուշադրության կենտրոնը չափելու համար և ցուցադրում է տվյալները, որոնք դուք տեսնում եք: «EEG» հապավումը նշանակում է էլեկտրոէնցեֆալոգրաֆ, ինչը նշանակում է, որ այն մեքենա է, որն օգտագործվում է ուղեղում էլեկտրական գործունեության գրանցման համար:

Այս կենսասենսորը պահանջում է EEG ազդանշանի մուտքագրում և ձեր մատը էկրանին սեղմելու համար ՝ հաճախականության գրաֆիկ և արդյունահանվող տվյալներ (ըստ ցանկության), որոնք կարող են պատճենվել Excel- ում:

Հրաժարում. Այս կենսասենսորը բժշկական սարք չէ:

Պարագաներ

• Arduino Uno (23 դոլար)
• Հացաթուղթ ($ 5.50)
• 2.8 "TFT Touch Shield Arduino- ի համար Resistive Touch Screen- ով (34.95 դոլար)
• Լարեր ($ 0.95)
• EEG Bitalino (40,79 դոլար)
• Էլեկտրոդներ ($ 9.13)
• 3-կապանի աքսեսուար (21,48 դոլար)
• Ալկոհոլի շվաբրեր (4.65 դոլար) (ըստ ցանկության)
• 9 Վ մարտկոց ($ 2.18)
• Մարտկոցի 9 վ մարտկոց (1.69 դոլար)
• USB 2.0 մալուխի տեսակը A/B $ 3.95)

• Գործիքներ

  • Wire Stripper ($ 6.26)
  • Գլխարկի լարերը ամրացնելու համար մազակալ / ականջակալներ (ըստ ցանկության)

Ընդհանուր արժեքը `$ 142 (կախված գների տատանումներից)

Քայլ 1: Նախադրյալներ

• Որոշ հիմնական գիտելիքներ, թե ինչպես են ընթերցվում ուղեղի ալիքները, օգտակար կլինեն գրաֆիկը հասկանալու համար, բայց ոչ անհրաժեշտ:

  Սա լավ ռեսուրս է հիմնական հիմնական տեղեկատվության համար:

• Ձեզ նույնպես պետք է մուտք գործեք GitHub կայք ՝ մեր կոդը ստանալու համար:
• Ձեզ հարկավոր է ներբեռնել Arduino ծրագիրը:

Քայլ 2: Անվտանգության նախազգուշական միջոցներ

• Շրջանը փոփոխելիս համոզվեք, որ միացումը միացված չէ (մարտկոցը անջատված է, USB- ը միացված չէ):
• Համոզվեք, որ մոտակայքում չկա հեղուկ, որը կարող է թափվել շղթայի վրա:
• ARԳՈՇԱՈՄ. Սա բժշկական սարք չէ և չունի նույն ճշգրտությունը: Օգտագործեք համապատասխան EEG, եթե անհրաժեշտ է ուղեղի ալիքների վերաբերյալ ուսումնասիրություն կատարել:
• Շրջանակի կամ կենսասենսորի հետ աշխատելիս ձեռքերը չոր պահեք:

Քայլ 3: Հուշումներ և խորհուրդներ

TroubleShooting

• Համոզվեք, որ ձեր լարերը միացված են ճիշտ կապումներին: Եթե ոչ, ապա անհասկանալի ընթերցում կհայտնվի:
• Երբ միացնում եք էկրանը, համոզվեք, որ ամեն ինչ մի պին ներքևով չեք տեղավորել (եթե նկատում եք, որ էկրանի ցանկացած կապում միացված չէ, ահա թե ինչու)
• Համոզվեք, որ դուք ճիշտ միացրել եք BITalino- ն (հիմնվելով լոգոյի և EEG նշանի վրա, ինչպես երևում է հրահանգներում)
• Համոզվեք, որ էկրանը պատշաճ կերպով միացված է այն կետին, որ կապում մետաղն այլևս տեսանելի չէ:
• Եթե ծածկագիրը չի հաջողվում կազմել, և նրանք չեն կարող գտնել որոշակի գրադարան, համոզվեք, որ տեղադրել եք նշված բոլոր գրադարանները:

Խորաթափանցություն

Հիշեք, որ հաշվի առնեք այն տարածությունը, որն անհրաժեշտ է մետաղալարը մերկացնելու համար, նախքան այն երկարությամբ կտրելը:

• Էլեկտրոդները ձեր ճակատին քսելուց առաջ համոզվեք, որ այն լվացեք և չորացրեք կամ օգտագործեք ալկոհոլային շվաբր ՝ դիմադրությունը նվազեցնելու համար:
• Arduino Mega- ի օգտագործումը կտրամադրի լրացուցիչ անալոգային և թվային կապում, ինչը կնշանակի, որ ձեզ հարկավոր չէ լարերի և էկրանի միջև կապերը «կիսել», ինչպես մենք անում ենք այս մոդելում:

Քայլ 4: Գիտություն սարքի հետևում:

Ձեր ուղեղը արտադրում է էլեկտրական ազդանշանների տարբեր հաճախականություններ `կախված ձեր գիտակցության/կենտրոնացման մակարդակից: Այն արտադրում է Գամմա ալիքներ (32-100 Հց), երբ չափազանց կենտրոնացած է առաջադրանքի, տեղեկատվության մշակման կամ ուսուցման վրա: Այն արտադրում է բետա ալիքներ (13-32 Հց), երբ դուք զգոն եք, մտածում եք կամ հուզված: Ալֆա ալիքները (8-13 Հց) արտադրվում են, եթե դուք ֆիզիկապես և մտավոր հանգստացած եք: Թետա ալիքները (4-8 Հց) առաջանում են խորը մեդիտացիայի կամ REM (աչքերի արագ շարժում) քնի ժամանակ: Դելտայի ալիքները (<4 Հց) առաջանում են խորը, աներազ քնի ժամանակ:

Մեր սենսորը թույլ կտա ձեզ իմանալ, թե յուրաքանչյուր ալիքից որքան կա, ինչը թույլ կտա չափել ձեր կենտրոնացվածության մակարդակը: Այն հայտնաբերում է միայն 0 Հց -59 Հց ալիքների երկարություններ, որը այն ուղին է, որտեղ տեղի են ունենում ուղեղի ալիքների մեծ մասը:

Եթե նախընտրում եք վիդեո ձեռնարկ, ահա լավ տեսանյութ, որը կարող եք դիտել:

Մեր ներածական տեսանյութում մենք խոսեցինք Fast Fourier Transform- ի մասին: Այս տեսանյութը բացատրում է, թե ինչ է դա:

Քայլ 5: Հեռացրեք և կտրեք լարերը

Լավագույն արդյունքի հասնելու համար ձեզ հարկավոր կլինի 3 կտոր `առնվազն 5 երկարությամբ:

Եթե նախկինում մետաղալար չեք պոկել, ահա մի պարզ ձեռնարկ:

Հուշում. Երբ կտրում եք մետաղալարը, համոզվեք, որ տեղ թողեք մետաղալարը հանելու համար:

Քայլ 6: Օղակեք յուրաքանչյուր լարերի մեկ ծայրը

Նպատակն այստեղ լարերի բացված հատվածի մի ծայրում հանգույց ստեղծելն է: Այս հանգույցը պետք է լինի մոտավորապես նույն չափի, ինչ TFT Touch Shield- ի տակ գտնվող կապում կամ մի փոքր ավելի մեծ:

Քայլ 7: Տեղադրեք համապատասխան կապում էկրանի տակ

Համեմատեք Arduino Uno- ն և էկրանի ներքևի հատվածը `3.3V, GND և A5 համարների համապատասխան կապերը որոշելու համար:

Հուշում. Եթե ուշադիր նայեք, կարող եք տեսնել նկարի կարմիր շրջանակները, որոնք պտտվում են հետաքրքրության կապում:

Քայլ 8. Կցեք լարերը TFT Touch Shield կապում

Կցեք ձեր արած օղակները TFT Touch Shield կապում, որոնք համապատասխանում են 3.3V ելքի, GND և A5 անալոգային քորոցներին Arduino- ում:

Հուշում. Եթե վստահ չեք, թե որոնցից կցել այն, կարող եք օգտագործել վերևում նկարում պատկերվածները:

Քայլ 9. Ամրացրեք մետաղալարերը

Ձգեք մետաղալարերի օղակի մետաղյա մասը `այն ամրացնելու համար: Սա կապահովի ավելի լավ կապ:

Քայլ 10: Միացրեք TFT Touch Shield- ը

Օգտագործեք ձեր մատները `լարերն իրենց տեղերում ամրացնելու համար և TFT Touch Shield- ը կողքով շրջելու համար: Միացրեք այն Arduino- ին:

Քայլ 11: Լարերը միացրեք տախտակին:

Միացրեք,

• 3.3V մետաղալար դեպի + սյունակին հացատախտակին:
• GND մետաղալար դեպի սյունակի վրա breadboard.
• A5 մետաղալար `տախտակի ցանկացած տողի վրա:

Հուշում. Հաղորդալարերը, որոնք տեսնում եք, անցնում են էկրանին, պատկերազարդման նպատակով են: Մենք նախընտրեցինք լարերը անցկացնել էկրանի տակ, քանի որ մեր ունեցած լարերը չափազանց կարճ էին:

Քայլ 12: Միացրեք ձեր 3-կապանի լրասարքը

3 կապանի աքսեսուարը միացրեք BITalino EEG սենսորին: Միացրեք այն այն կողմում, որը մակագրված է «EEG»:

Քայլ 13: Միացրեք ձեր EEG տվիչը լարին

Միացրեք ձեր մետաղալար EEG սենսորը կողքին ՝ BITalino- ի պատկերանշանով:

Քայլ 14. Միացրեք EEG- ը Breadboard- ին

Լարերի մյուս ծայրը միացրեք տախտակին, ինչպես երևում է նկարում:

• Կարմիր մետաղալարը միացրեք տախտակի + սյունակին
• Միացրեք սև մետաղալարը հացաթղթի սյունակին
• Մանուշակագույն մետաղալարը շարանի հետ միացրեք A5 պինից:

Քայլ 15: Կպչեք էլեկտրոդներ ձեր ճակատին

Հեռացրեք էլեկտրոդները և դրանք կպցրեք ձեր ճակատին, ինչպես երևում է նկարում:

Քայլ 16: Միացի՛ր ինքդ քեզ:

Շրջանակի հետ մեկ եղեք ՝ 3 կապար աքսեսուարի ծայրերը միացնելով ձեր ճակատի էլեկտրոդներին: Էլեկտրոդի մետաղյա բիթը պետք է լավ տեղավորվի 3 կապար աքսեսուարի անցքերի մեջ:

Կարևոր չէ, թե որ կապը որ էլեկտրոդին է գնում, քանի դեռ սպիտակն է մեջտեղում:

Քայլ 17: Ապահովեք լարերը (ըստ ցանկության)

Եթե չեք ցանկանում, որ լարերը փակեն ձեր տեսադաշտը, դրանք սահեցրեք ձեր գլխավերևում և ամրացրեք դրանք ինչ -որ բանով: Ես ընտրեցի ականջակալներ օգտագործել դա անելու համար:

Քայլ 18: Տեղադրեք 9 Վ մարտկոցը մարտկոցի տուփի մեջ:

Տեղադրեք 9 Վ մարտկոցը մարտկոցի տուփի մեջ:

Քայլ 19. Միացրեք 9 Վ մարտկոցի փաթեթը

Միացրեք 9 Վ մարտկոցի տուփը նկարում ցուցադրված պորտին: Երբ դա անում եք, մարտկոցը անջատված պահեք:

Քայլ 20: Ստացեք ծածկագիրը Github- ից

• Անցեք այս հղումով ՝
• Կտտացրեք Hand_Held_EEG.ino ֆայլին: Պատճենեք և տեղադրեք կոդը ձեր Arduino պատուհանում:

Այլապես, կարող եք սեղմել «կլոնավորել կամ ներբեռնել» կանաչ կոճակին, պահպանել այն որպես zip, այնուհետև հանել ֆայլը և բացել այն:

Քայլ 21. Ներբեռնեք համապատասխան գրադարանները

Երբ փորձում եք կազմել կոդը, ձեզ կառաջարկվի փնտրել որոշակի գրադարաններ:

• Գնալ դեպի գործիքներ> Կառավարել գրադարանները
• Որոնման տողում մուտքագրեք ձեզ անհրաժեշտ գրադարանը: Ներբեռնեք այն, որն առավելագույնս համապատասխանում է ցանկալի գրադարանին:

• Ահա այն գրադարանները, որոնք ձեզ անհրաժեշտ կլինեն.

  • arduinoFFT.h
  • Adafruit_GFX.h
  • SPI.h
  • Մետաղալար. Ժ
  • Adafruit_STMPE610.h
  • Adafruit_ILI9341.

Այլապես, գրադարանները կարող եք ներբեռնել այս հղումներից: և պատճենեք դրանք ձեր գրադարանների թղթապանակում:

Arduino FFT ՝

SPI ՝

Հաղորդալար ՝

Adafruit ILI9341 ՝

Adafruit STMPE610 ՝

Adafruit GFX ՝

Քայլ 22. Միացրեք Arduino UNO- ն ձեր համակարգչին

Միացրեք Arduino UNO- ն ձեր համակարգչին `օգտագործելով USB մալուխը:

Քայլ 23. Վերբեռնեք ծածկագիրը

Սեղմեք վերբեռնման կոճակը ձեր Arduino պատուհանում, ինչպես ցույց է տրված վերևում պատկերված կարմիր շրջանակում: Սպասեք բեռնման ավարտին:

Քայլ 24: Վերջնական արտադրանք:

Անջատեք USB մալուխը և այժմ ունեք վերջնական արտադրանքը: Մնում է միացնել մարտկոցի փաթեթը և հպել էկրանին ՝ տվյալների հավաքումը սկսելու համար:

Որքան շատ ցայտուն տեսնեք ձախ կողմում, այնքան ցածր կլինի ձեր կենտրոնացման մակարդակը:

Քայլ 25. EAGLE դիագրամ

Վերևում EAGLE դիագրամն է: TFT Touch Shield- ը, EEG սենսորը և 9 Վ մարտկոցը պիտակավորված են: Arduino UNO- ն արդեն տպել է իր սեփական պիտակը:

9 Վ մարտկոցն ունի իր դրական վերջը ՝ կապված 5 Վ պին, իսկ բացասական ծայրը ՝ Arduino Uno- ի GND կապին:

EEG ցուցիչն ունի իր VCC կապը ՝ միացված 3V, PIN- ին ՝ GND և REF կապում ՝ Arduino Uno- ի A5 կապին:

TFT Touch Shield- ը միացված է Arduino Uno- ի բոլոր կապումներին:

Քայլ 26. Տվյալների ընթերցում:

Քայլ 4 -ում կար դիագրամ, որը ցույց էր տալիս, թե ուղեղի ալիքների ինչ հաճախականություններ են համապատասխանում գիտակցության/կենտրոնացման որ մակարդակին: Մեր գրաֆիկը 10 քառակուսի քառակուսի սանդղակով է: Այսպիսով, եթե տեսնում եք գագաթ 2 -րդ հրապարակի վերջում (ինչպես նկարում): Դա նշանակում է, որ ուղեղի ալիքների մեծամասնությունը 20 Հց հաճախականությամբ է: Սա ցույց է տալիս բետա ալիքները, ինչը նշանակում է, որ մարդը արթուն է և կենտրոնացած:

Քայլ 27. Սերիական մոնիտորի բացում (ըստ ցանկության)

Բացեք սերիական մոնիտորը վերևի ձախ մասում գտնվող գործիքների ներդիրի ներքո:

Կամ, կարող եք սեղմել Ctrl+Shift+M

Քայլ 28. Կարդացեք սերիական մոնիտորի վրա (ըստ ցանկության)

Երբ arduino- ն միացված է համակարգչին, կարդացեք սենսորային էկրանի միջոցով:

Քայլ 29. Պատճենեք ձեր արդյունքները (ըստ ցանկության)

Սեղմեք Սերիայի մոնիտորի վրա, սեղմեք CTRL+A, այնուհետև CTRL+C ՝ բոլոր տվյալները պատճենելու համար:

Քայլ 30. Տեղադրեք արդյունքները տեքստային փաստաթղթում: (Ըստ ցանկության)

Բացեք տեքստային փաստաթուղթ, ինչպիսին է Notepad- ը և սեղմեք CTRL+V ՝ արդյունքները կպցնելու համար:

Քայլ 31. Պահպանեք արդյունքները որպես.txt ֆայլ: (Ըստ ցանկության)

Այս ծածկագիրը կարող է արտահանվել Excel- ի նման ծրագրակազմ `տվյալները վերլուծելու համար:

Քայլ 32. Լրացուցիչ գաղափարներ

• Դուք կարող եք ստեղծել մի սարք, որը ձեզ ցնցում է ուշադրության կենտրոնացումը կորցնելուց `ավելացնելով թրթռացող շարժիչ և որոշակի կոդ, որն ակտիվացնում է շարժիչը, եթե այն հայտնաբերում է ուղեղի ալիքներ որոշակի հաճախականությունից ցածր (նման է Fitbit- ի թրթռմանը):
• SD քարտի հնարավորությունների ավելացումը թույլ կտա ձեզ պահել տվյալները և դրանք այլ կերպ մշակել ՝ Microsoft Excel- ի նման ծրագրերի միջոցով: