HackerBox 0026: BioSense: 19 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

BioSense - Այս ամիս HackerBox Hackers- ն ուսումնասիրում է գործառնական ուժեղացուցիչի սխեմաները `չափելու մարդու սրտի, ուղեղի և կմախքի մկանների ֆիզիոլոգիական ազդանշանները: Այս հրահանգը պարունակում է տեղեկատվություն HackerBox #0026- ի հետ աշխատելու համար, որը կարող եք վերցնել այստեղ, քանի դեռ մատակարարումները վերջանում են: Բացի այդ, եթե ցանկանում եք ամեն ամիս ստանալ ձեր փոստարկղում այսպիսի HackerBox, խնդրում ենք բաժանորդագրվել HackerBoxes.com կայքում և միանալ հեղափոխությանը:

Թեմաներ և ուսուցման նպատակներ HackerBox 0026- ի համար.

• Հասկացեք op-amp սխեմաների տեսությունը և կիրառությունները
• Փոքր ազդանշանները չափելու համար օգտագործեք գործիքավորման ուժեղացուցիչներ
• Հավաքեք բացառիկ HackerBoxes BioSense խորհուրդը
• Գործիք մարդկային առարկայի ԷՍԳ -ի և ԷԷԳ -ի համար
• Գրանցեք ազդանշաններ, որոնք կապված են մարդու կմախքային մկանների հետ
• Մարդկային ինտերֆեյսի էլեկտրական անվտանգ սխեմաների նախագծում
• Պատկերացրեք անալոգային ազդանշանները USB- ով կամ OLED էկրանով

HackerBoxes- ը DIY էլեկտրոնիկայի և համակարգչային տեխնիկայի ամենամսյա բաժանորդագրության տուփի ծառայություն է: Մենք հոբբիիստներ ենք, ստեղծողներ և փորձարկողներ: Մենք երազանքների երազողներն ենք: ՀԱACԿԵՔ ՄՈԼՈԱԿԸ:

Քայլ 1: HackerBox 0026: Տուփի բովանդակություն

• HackerBoxes #0026 Հավաքածու տեղեկատու քարտ
• Բացառիկ HackerBoxes BioSense PCB
• OpAmp և բաղադրիչի հավաքածու BioSense PCB- ի համար
• Arduino Nano V3 ՝ 5 Վ, 16 ՄՀց, MicroUSB
• OLED մոդուլ 0.96 դյույմ, 128x64, SSD1306
• Իմպուլսային տվիչների մոդուլ
• Snap-Style- ը առաջատար է ֆիզիոլոգիական սենսորների համար
• Կպչուն գել, Snap-Style էլեկտրոդի բարձիկներ
• OpenEEG էլեկտրոդների ժապավենի հավաքածու
• Shrink Tubing - 50 կտոր կտոր
• MicroUSB մալուխ
• Բացառիկ WiredMind դեկալ

Որոշ այլ բաներ, որոնք օգտակար կլինեն.

• Sոդման երկաթ, զոդման և զոդման հիմնական գործիքներ
• Համակարգիչ `ծրագրային գործիքների գործարկման համար
• 9 Վ մարտկոց
• Խցանված մալուխ

Ամենակարևորը, ձեզ հարկավոր կլինի արկածախնդրության, DIY ոգու և հաքերային հետաքրքրասիրության զգացում: Hardcore DIY էլեկտրոնիկան մանրուք չէ, և մենք դա չենք ջրում ձեզ համար: Նպատակը առաջընթացն է, ոչ թե կատարելությունը: Երբ համառ եք և վայելում եք արկածախնդրությունը, մեծ գոհունակություն կարող է առաջանալ նոր տեխնոլոգիաներ սովորելուց և, հուսով եմ, որոշ նախագծեր կյանքի կոչելուց: Մենք առաջարկում ենք յուրաքանչյուր քայլ անել դանդաղ ՝ հաշվի առնելով մանրուքները և մի վախեցեք օգնություն խնդրելուց:

Նկատի ունեցեք, որ HackerBox- ի ՀՏՀ -ում առկա են հարուստ տեղեկատվություն ներկայիս և ապագա անդամների համար:

Քայլ 2: Գործառնական ուժեղացուցիչներ

Գործառնական ուժեղացուցիչը (կամ op-amp) բարձրավոլտ լարման ուժեղացուցիչ է ՝ դիֆերենցիալ մուտքով: Օպերատորը արտադրում է ելքային ներուժ, որը սովորաբար հարյուր հազարավոր անգամ ավելի մեծ է, քան իր երկու մուտքային տերմինալների պոտենցիալ տարբերությունը: Օպերացիոն ուժեղացուցիչները ծագել են անալոգային համակարգիչներից, որտեղ դրանք օգտագործվել են մաթեմատիկական գործողություններ կատարելու համար բազմաթիվ գծային, ոչ գծային և հաճախականությունից կախված սխեմաներում: Օպերացիոն սարքերն այսօր ամենաշատ օգտագործվող էլեկտրոնային սարքերից են, որոնք օգտագործվում են սպառողական, արդյունաբերական և գիտական սարքերի հսկայական զանգվածում:

Իդեալական op-amp- ը սովորաբար համարվում է հետևյալ բնութագրերը.

• Անսահման բաց օղակի շահույթ G = vout / vin
• Անսահման մուտքային դիմադրություն Rin (հետևաբար, զրոյական մուտքային հոսանք)
• Մուտքի զրոյական զրոյական լարում
• Անսահման ելքային լարման տիրույթ
• Անսահման թողունակություն զրոյական ֆազային տեղաշարժով և անսահման հարվածի արագությամբ
• Outputրոյական ելքային դիմադրողականության երթուղի
• Eroրոյական աղմուկ
• Ընդհանուր ռեժիմի մերժման անվերջ հարաբերակցություն (CMRR)
• Անսահման էներգիայի մատակարարման մերժման հարաբերակցությունը:

Այս իդեալները կարելի է ամփոփել երկու «ոսկե կանոններով».

1. Փակ հանգույցում ելքը փորձում է անել այն, ինչ անհրաժեշտ է մուտքերի միջև լարման զրոյական դարձնելու համար:
2. Մուտքերը հոսանք չեն քաշում:

[Վիքիպեդիա]

Լրացուցիչ Op-Amp ռեսուրսներ.

Մանրամասն վիդեո ձեռնարկ EEVblog- ից

Խանի ակադեմիա

Էլեկտրոնիկայի ձեռնարկներ

Քայլ 3: Գործիքների ուժեղացուցիչներ

Գործիքային ուժեղացուցիչը դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչի տեսակ է, որը զուգորդվում է մուտքային բուֆերային ուժեղացուցիչների հետ: Այս կոնֆիգուրացիան վերացնում է մուտքային դիմադրության համապատասխանեցման անհրաժեշտությունը և դրանով իսկ ուժեղացուցիչը դարձնում է հատկապես հարմար չափման և փորձարկման սարքավորումների մեջ օգտագործելու համար: Գործիքային ուժեղացուցիչներն օգտագործվում են այնտեղ, որտեղ պահանջվում է շղթայի մեծ ճշգրտություն և կայունություն: Գործիքային ուժեղացուցիչներն ունեն ընդհանուր ռեժիմի մերժման շատ բարձր գործակիցներ, ինչը նրանց հարմար է աղմուկի առկայության դեպքում փոքր ազդանշանների չափման համար:

Չնայած գործիքավորման ուժեղացուցիչը սովորաբար սխեմատիկորեն ցուցադրվում է որպես ստանդարտ op-amp- ի նույնական, էլեկտրոնային գործիքավորման ուժեղացուցիչը գրեթե միշտ ներքին կազմված է ԵՐԵՔ օփ-ամպից: Դրանք դասավորված են այնպես, որ յուրաքանչյուր մուտքի բուֆերավորման համար կա մեկ op-amp (+,-), և մեկը `թողարկելու ցանկալի ելքը` համապատասխան դիմադրողականության համապատասխանեցմամբ:

[Վիքիպեդիա]

PDF գիրք. Գործիքի ուժեղացուցիչների դիզայների ուղեցույց

Քայլ 4: HackerBoxes BioSense Board

HackerBoxes BioSense խորհուրդը պարունակում է գործառնական և գործիքավորման ուժեղացուցիչների հավաքածու ՝ ստորև նկարագրված չորս ֆիզիոլոգիական ազդանշանները հայտնաբերելու և չափելու համար: Փոքրիկ էլեկտրական ազդանշանները մշակվում, ուժեղացվում և սնվում են միկրոկառավարիչին, որտեղ դրանք կարող են փոխանցվել համակարգչին USB- ի միջոցով, մշակվել և ցուցադրվել: Միկրոհսկիչների գործողությունների համար HackerBoxes BioSense խորհուրդը օգտագործում է Arduino Nano մոդուլ: Նկատի ունեցեք, որ հաջորդ մի քանի քայլերը կենտրոնանում են Arduino Nano մոդուլը BioSense- ի տախտակի համար օգտագործելու պատրաստակամության վրա:

Pulse Sensor մոդուլներն ունեն լույսի աղբյուր և լույսի ցուցիչ: Երբ մոդուլը շփվում է մարմնի հյուսվածքի հետ, օրինակ ՝ մատի ծայրը կամ ականջի բլթակը, արտացոլված լույսի փոփոխությունները չափվում են որպես հյուսվածքների միջով արյան պոմպային հոսք:

ԷՍԳ (էլեկտրասրտագրություն), որը կոչվում է նաև ԷԿԳ, գրանցում է սրտի էլեկտրական ակտիվությունը որոշակի ժամանակահատվածում ՝ օգտագործելով մաշկի վրա տեղադրված էլեկտրոդներ: Այս էլեկտրոդները հայտնաբերում են մաշկի վրա կատարվող փոքր էլեկտրական փոփոխությունները, որոնք առաջանում են սրտի մկանների բևեռացման և ռեպոլարիզացիայի էլեկտրոֆիզիոլոգիական օրինակից ՝ յուրաքանչյուր սրտի բաբախման ժամանակ: ԷՍԳ -ն շատ հաճախ կատարվող սրտաբանական թեստ է: [Վիքիպեդիա]

EEG (էլեկտրոէնցեֆալոգրաֆիա) էլեկտրոֆիզիոլոգիական մոնիտորինգի մեթոդ է `ուղեղի էլեկտրական ակտիվությունը գրանցելու համար: Էլեկտրոդները տեղադրվում են գլխի երկայնքով, մինչ EEG- ը չափում է լարման տատանումները, որոնք առաջանում են ուղեղի նեյրոնների ներսում իոնային հոսանքի արդյունքում: [Վիքիպեդիա]

EMG (էլեկտրոմիոգրաֆիա) չափում է կմախքի մկանների հետ կապված էլեկտրական ակտիվությունը: Էլեկտրոմիոգրաֆը հայտնաբերում է մկանային բջիջների կողմից առաջացած էլեկտրական ներուժը, երբ դրանք էլեկտրական կամ նյարդաբանական ակտիվանում են: [Վիքիպեդիա]

Քայլ 5. Arduino Nano միկրոկառավարիչների հարթակ

Ներառված Arduino Nano մոդուլը գալիս է վերնագրի կապում, սակայն դրանք չեն զոդվում մոդուլին: Առայժմ թողեք քորոցները: Կատարեք Arduino Nano մոդուլի այս նախնական թեստերը `առանձին BioSense Board- ից և PRIOR- ից մինչև Arduino Nano- ի գլխիկների կապերը զոդելը: Հաջորդ երկու քայլերի համար անհրաժեշտ է ընդամենը microUSB մալուխ և Nano մոդուլը, ինչպես դուրս է գալիս պայուսակից:

Arduino Nano- ն մակերեսային, հացահատիկի համար հարմար, փոքրածավալ Arduino տախտակ է `ինտեգրված USB- ով: Այն զարմանալիորեն լիարժեք է և հեշտ է կոտրել:

Հատկություններ:

• Միկրոկոնտրոլեր ՝ Atmel ATmega328P
• Լարման: 5V
• Թվային մուտքի/ելքի կապում ՝ 14 (6 PWM)
• Անալոգային մուտքագրման կապում. 8
• DC ընթացիկ մեկ մուտքի/ելքի համար ՝ 40 մԱ
• Ֆլեշ հիշողություն ՝ 32 ԿԲ (2 ԿԲ ՝ բեռնման համար)
• SRAM` 2 ԿԲ
• EEPROM: 1 ԿԲ
• Clամացույցի արագություն `16 ՄՀց
• Չափերը ՝ 17 մմ x 43 մմ

Arduino Nano- ի այս յուրահատուկ տարբերակը սև Robotdyn դիզայնն է: Ինտերֆեյսը ներկառուցված MicroUSB պորտի միջոցով է, որը համատեղելի է նույն բջջային հեռախոսների և պլանշետների հետ օգտագործվող նույն MicroUSB մալուխների հետ:

Arduino Nanos- ն ունի ներկառուցված USB/Serial Bridge չիպ: Այս տարբերակի վրա կամրջի չիպը CH340G է: Նկատի ունեցեք, որ կան տարբեր այլ տեսակի USB/Serial Bridge չիպսեր, որոնք օգտագործվում են Arduino տախտակների տարբեր տեսակների վրա: Այս չիպերը թույլ են տալիս համակարգչի USB պորտին հաղորդակցվել Arduino- ի պրոցեսորային չիպի սերիական ինտերֆեյսի հետ:

Համակարգչի օպերացիոն համակարգը պահանջում է Device Driver ՝ USB/Serial chip- ի հետ հաղորդակցվելու համար: Վարորդը թույլ է տալիս IDE- ին հաղորդակցվել Arduino տախտակի հետ: Սարքի հատուկ վարորդը, որը անհրաժեշտ է, կախված է ինչպես OS տարբերակից, այնպես էլ USB/Serial chip- ի տեսակից: CH340 USB/Serial չիպերի համար կան բազմաթիվ օպերացիոն համակարգերի համար նախատեսված վարորդներ (UNIX, Mac OS X կամ Windows): CH340- ի արտադրողը այստեղ մատակարարում է այդ վարորդներին:

Երբ դուք առաջին անգամ միացնում եք Arduino Nano- ն ձեր համակարգչի USB պորտին, կանաչ էներգիայի լույսը պետք է վառվի, և կարճ ժամանակ անց կապույտ LED- ը պետք է սկսի դանդաղ թարթել: Դա տեղի է ունենում, քանի որ Nano- ն նախապես բեռնված է BLINK ծրագրով, որն աշխատում է բոլորովին նոր Arduino Nano- ի վրա:

Քայլ 6. Arduino ինտեգրված զարգացման միջավայր (IDE)

Եթե դեռ չեք տեղադրել Arduino IDE- ն, կարող եք ներբեռնել այն Arduino.cc- ից

Եթե ցանկանում եք լրացուցիչ ներածական տեղեկատվություն Arduino էկոհամակարգում աշխատելու համար, առաջարկում ենք ծանոթանալ HackerBoxes Starter Workshop- ի հրահանգներին:

Միացրեք Nano- ն MicroUSB մալուխին և մալուխի մյուս ծայրը համակարգչի USB պորտին, գործարկեք Arduino IDE ծրագիրը, ընտրեք համապատասխան USB պորտը IDE- ում գործիքներ> պորտ (հավանաբար անուն ՝ «wchusb»)): Նաև ընտրեք «Arduino Nano» IDE- ում գործիքներ> տախտակ:

Վերջապես, բեռնեք օրինակ կոդի մի կտոր.

Ֆայլ-> Օրինակներ-> Հիմունքներ-> Թարթել

Սա իրականում այն ծածկագիրն է, որը նախապես բեռնված էր Nano- ի վրա և պետք է գործարկվեր հենց հիմա `դանդաղ թարթելու համար կապույտ LED- ը: Ըստ այդմ, եթե մենք բեռնենք այս օրինակի կոդը, ոչինչ չի փոխվի: Փոխարենը, եկեք մի փոքր փոփոխենք կոդը:

Ուշադիր նայելով ՝ կարող եք տեսնել, որ ծրագիրը միացնում է LED- ը, սպասում 1000 միլիվայրկյան (մեկ վայրկյան), անջատում է LED- ը, սպասում մեկ վայրկյան և հետո նորից անում ամեն ինչ `ընդմիշտ:

Փոփոխեք ծածկագիրը ՝ փոխելով «հետաձգման (1000)» երկու հայտարարությունները «հետաձգման (100)»: Այս փոփոխությունը կհանգեցնի LED- ի թարթմանը տասն անգամ ավելի արագ, այնպես չէ՞:

Եկեք բեռնենք փոփոխված կոդը Nano- ում ՝ կտտացնելով UPLOAD կոճակին (սլաքի պատկերակը) հենց ձեր փոփոխված կոդի վերևում: Ստորև դիտեք ծածկագրի կարգավիճակի մասին տեղեկությունները ՝ «կազմել», այնուհետև «վերբեռնել»: Ի վերջո, IDE- ն պետք է նշի «Վերբեռնումն ավարտված է», և ձեր LED- ը պետք է ավելի արագ թարթվի:

Եթե այո, ապա շնորհավորում եմ: Դուք պարզապես կոտրել եք ներկառուցված կոդի ձեր առաջին կտորը:

Երբ ձեր արագ թարթման տարբերակը բեռնված է և աշխատում է, ինչու՞ չտեսնեք, արդյոք կարող եք նորից փոխել ծածկագիրը ՝ առաջացնելով LED- ի արագ թարթումը երկու անգամ և սպասել մի քանի վայրկյան ՝ նախքան կրկնելը: Փորձի՛ր: Ի՞նչ կասեք որոշ այլ օրինաչափությունների մասին: Երբ ձեզ հաջողվի պատկերացնել ցանկալի արդյունքը, ծածկագրել այն և դիտել, որ այն գործի ըստ նախատեսվածի, դուք ահռելի քայլ եք կատարել ապարատային իրավասու հաքեր դառնալու ուղղությամբ:

Քայլ 7. Arduino Nano վերնագրի կապում

Այժմ, երբ ձեր զարգացման համակարգիչը կազմաձևված է Arduino Nano- ում ծածկագիր բեռնելու համար, և Nano- ն փորձարկվել է, անջատեք USB մալուխը Nano- ից և պատրաստվեք զոդման:

Եթե դուք նոր եք սկսել զոդման աշխատանքները, ապա զոդման մասին շատ հիանալի ուղեցույցներ և տեսանյութեր կան առցանց: Ահա մեկ օրինակ. Եթե կարծում եք, որ լրացուցիչ օգնության կարիք ունեք, փորձեք ձեր տարածքում գտնել տեղական արտադրողների խումբ կամ հաքերային տարածք: Բացի այդ, սիրողական ռադիոակումբները միշտ էլեկտրոնիկայի փորձի գերազանց աղբյուրներ են:

Singleոդեք երկու առանձին տողերի վերնագրերը (յուրաքանչյուրը տասնհինգ կապում) Arduino Nano մոդուլին: Այս նախագծում չի օգտագործվի ICSP (միացման սերիական ծրագրավորում) վեց պին միակցիչը, այնպես որ պարզապես անջատեք դրանք:

Theոդման աշխատանքներն ավարտելուց հետո ուշադիր ստուգեք եռակցման կամուրջների և (կամ) սառը զոդման հոդերի առկայությունը: Վերջապես, Arduino Nano- ն միացրեք USB մալուխին և ստուգեք, որ ամեն ինչ դեռ նորմալ է աշխատում:

Քայլ 8: BioSense PCB Kit- ի բաղադրիչներ

Միկրոկառավարիչի մոդուլը պատրաստ լինելուն, ժամանակն է հավաքել BioSense- ի խորհուրդը:

Բաղադրիչների ցուցակ.

• U1:: 7805 կարգավորիչ 5V 0.5A TO-252 (տվյալների թերթ)
• U2:: MAX1044 լարման փոխարկիչ DIP8 (տվյալների թերթ)
• U3:: AD623N Գործիքների ուժեղացուցիչ DIP8 (տվյալների թերթ)
• U4:: TLC2272344P OpAmp DIP8 DIP8 (տվյալների թերթիկ)
• U5:: INA106 դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչ DIP8 (տվյալների թերթ)
• U6, U7, U8:: TL072 OpAmp DIP8 (տվյալների թերթիկ)
• D1, D2:: 1N4148 Անջատիչ դիոդ առանցքային կապար
• S1, S2:: SPDT Slide Switch 2.54 մմ սկիպիդար
• S3, S4, S5, S6:: Շոշափելի պահի կոճակ 6 մմ X 6 մմ X 5 մմ
• BZ1:: Պասիվ պիեզո ազդանշան 6.5 մմ սկիպիդար
• R1, R2, R6, R12, R16, R17, R18, R19, R20:: 10KOhm Resistor [BRN BLK ORG]
• R3, R4:: 47KOhm Resistor [YEL VIO ORG]
• R5:: 33KOhm Resistor [ORG ORG ORG]
• R7:: 2.2MOhm Resistor [ԿԱՐՄԻՐ ԿԱՐՄԻՐ GRN]
• R8, R23:: 1KOhm Resistor [BRN BLK RED]
• R10, R11:: 1MOhm Resistor [BRN BLK GRN]
• R13, R14, R15:: 150KOhm Resistor [BRN GRN YEL]
• R21, R22:: 82KOhm Resistor [GRY RED ORG]
• R9:: 10KOhm հարմարվողական պոտենցիոմետր «103»
• R24:: 100KOhm հարմարվողական պոտենցիոմետր «104»
• C1, C6, C11:: 1uF 50V Մոնոլիտ կափարիչ 5 մմ սկիպիդար «105»
• C2, C3, C4, C5, C7, C8:: 10uF 50V Մոնոլիտ կափարիչ 5 մմ սկիպիդար «106»
• C9:: 560pF 50V Մոնոլիտ կափարիչ 5 մմ սկիպիդար «561»
• C10:: 0.01uF 50V Մոնոլիտ կափարիչ 5 մմ սկիպիդար «103»
• 9V մարտկոցի սեղմիչներ `լարային լարերով
• 1x40pin Կանացի BREAK-AWAY HEADER 2.54 մմ սկիպիդար
• Յոթ DIP8 վարդակներ
• Երկու 3.5 մմ աուդիո-ոճ, PCB- ամրացման վարդակներ

Քայլ 9. Հավաքեք BioSense PCB- ն

ԴԻՄՈՆԵՐ. Գոյություն ունեն դիմադրիչների ութ տարբեր արժեքներ: Դրանք փոխարինելի չեն և պետք է ուշադիր տեղադրվեն այն վայրում, որտեղ նրանք պատկանում են: Սկսեք ՝ յուրաքանչյուր տեսակի դիմադրության արժեքները նույնականացնելով ՝ օգտագործելով բաղադրիչների ցանկում (և/կամ հմմետր) ցուցադրվող գունային կոդերը: Արժեքը գրեք դիմադրողներին ամրացված թղթե ժապավենի վրա: Սա շատ ավելի դժվար է դարձնում դիմադրիչների սխալ տեղում հայտնվելը: Ռեզիստորները բևեռացված չեն և կարող են տեղադրվել երկու ուղղությամբ: Տեղը սոսնձվելուց հետո սոսինձը կտրեք տախտակի հետևի մասից:

Կոնդենսատորներ. Կոնդենսատորների չորս տարբեր արժեք կա: Դրանք փոխարինելի չեն և պետք է ուշադիր տեղադրվեն այն վայրում, որտեղ նրանք պատկանում են: Սկսեք ՝ յուրաքանչյուր տեսակի կոնդենսատորի արժեքները նույնականացնելով ՝ օգտագործելով բաղադրիչների ցանկում ցուցադրված թվանշանները: Կերամիկական կոնդենսատորները բևեռացված չեն և կարող են տեղադրվել երկու ուղղությամբ: Տեղը սոսնձվելուց հետո սոսինձը կտրեք տախտակի հետևի մասից:

Էներգիայի մատակարարում. Էներգիայի մատակարարումը կազմող երկու կիսահաղորդչային բաղադրիչներն են `U1 և U2: Theseոդեք դրանք հաջորդը: U1- ը զոդելիս նշեք, որ հարթ եզրը սարքի գրունտի քորոցն է և ջերմատաքացուցիչը: Այն պետք է ամբողջությամբ զոդվի PCB- ին: Հավաքածուն ներառում է DIP8 վարդակներ: Այնուամենայնիվ, U2 լարման փոխարկիչի համար մենք խստորեն խորհուրդ ենք տալիս զգուշորեն զոդել IC- ն անմիջապես տախտակին `առանց վարդակից:

Sոդում երկու սլայդ անջատիչների և մարտկոցի 9 Վ լարման լարերի վրա: Նկատի ունեցեք, որ եթե մարտկոցի սեղմիչն ուղեկցվում էր լարերի միակցիչով, ապա կարող եք պարզապես անջատել միակցիչը:

Այս պահին կարող եք միացնել 9 Վ մարտկոց, միացնել հոսանքի անջատիչը և օգտագործել վոլտ մետր ՝ ստուգելու համար, որ ձեր սնուցման աղբյուրը մատակարարված +9 Վ -ից ստեղծում է -9 Վ երկաթուղի և +5 Վ երկաթուղի: Այժմ մենք ունենք երեք լարման մատակարարում և հող `բոլորը մեկ 9 Վ մարտկոցից: RՈSՈՎԸ ՇԱՐՈՆԱԿԵԼՈ B ՀԱՄԱԿԱՐԳԸ:

ԴԻՈԴԵՐ. Երկու դիոդները ՝ D1 և D2, փոքր, առանցքային կապարով, ապակյա-նարնջագույն բաղադրիչներ են: Դրանք բևեռացված են և պետք է կողմնորոշվեն այնպես, որ դիոդային փաթեթի սև գիծը համընկնի հաստ գծի հետ PCB մետաքսե էկրանին:

HEADER SOCKETS: Առանձնացրեք 40 փին վերնագիրը երեք մասի ՝ 3, 15 և 15 դիրքերից յուրաքանչյուրը: Վերնագրերը երկարությամբ կտրելու համար օգտագործեք փոքր մետաղալարեր ՝ «Անցյալ» դիրքով անցնելու համար, որտեղ ցանկանում եք, որ վարդակի ժապավենը վերջանա: Քորոցը/անցքը, որով կտրել եք, զոհաբերվում է: Երեք քորոց վերնագիրը տախտակի վերևում գտնվող զարկերակային տվիչի համար է `« GND 5V SIG »պիտակով կապումներով: Երկու տասնհինգ կապանի վերնագրերը Arduino Nano- ի համար են: Հիշեք, որ Nano- ի վեց պինային ICSP (միացված սերիական ծրագրավորում) միակցիչը այստեղ չի օգտագործվում և վերնագրի կարիք չունի: Մենք նաև չենք առաջարկում OLED էկրանը միացնել վերնագրով: Վերնագրերը կպցրեք տեղում և առայժմ թողեք դրանք դատարկ:

DIP SOCKETS. U3-U8 ուժեղացուցիչի վեց չիպերը բոլորը գտնվում են DIP8 փաթեթներում: Այդ վեց դիրքերից յուրաքանչյուրի մեջ միացրեք DIP8 չիպի մի վարդակ `համոզված լինելով, որ վարդակի խազը կողմնորոշված լինի` PCB- ի մետաքսէկրանի խազին համապատասխանեցնելու համար: Sոդեք վարդակները ՝ առանց դրանց մեջ տեղադրված չիպի: Առայժմ դրանք դատարկ թողեք:

Մնացած բաղադրիչներ. Վերջապես միացրեք չորս կոճակները, երկու զարդարանքները (նշեք, որ դրանք երկու տարբեր արժեքներ են), ազդանշանը (նշեք, որ այն բևեռացված է), երկու 3.5 մմ աուդիո ոճի երկու խցիկները և վերջապես OLED էկրանը:

Sոդման բոլոր բաղադրիչներն ավարտվելուց հետո վեց ուժեղացուցիչ չիպը կարող է տեղադրվել (հաշվի առնելով խազի կողմնորոշումը): Բացի այդ, Arduino Nano- ն կարող է տեղադրվել BioSense տախտակի եզրին գտնվող USB միակցիչով:

Քայլ 10. Էլեկտրական անվտանգության և էներգիայի մատակարարման անջատիչներ

HackerBoxes BioSense Board- ի սխեմատիկ դիագրամում նշեք, որ կա ՄԱՐԴԻԿ ՄՏԱՈՄ (կամ վերլուծություն) բաժին, ինչպես նաև ԹՎԱՅԻՆ բաժին: Այս երկու հատվածների միջև ընկած միակ տրանզը Arduino Nano- ի մուտքի երեք անալոգային գծերն են և +9V մարտկոցի մատակարարումը, որը կարելի է բացել USB/BAT անջատիչ S2- ի միջոցով:

Utionգուշության մեծ չափաբաժնից ելնելով ՝ սովորական պրակտիկա է `խուսափել պատի էներգիայով սնվող մարդու մարմնին միացված միացումից (գծային էներգիա, հիմնական էներգիա ՝ կախված բնակության վայրից): Համապատասխանաբար, տախտակի HUMAN INTERFACE հատվածը սնվում է միայն 9 Վ մարտկոցով: Որքան էլ քիչ հավանական է, որ համակարգիչը հանկարծակի 120 Վ լարում է միացված USB լարի վրա, սա մի փոքր լրացուցիչ ապահովագրության պայմանագիր է: Այս դիզայնի լրացուցիչ առավելությունն այն է, որ մենք կարող ենք ամբողջ տախտակը սնուցել 9 Վ մարտկոցից, եթե մեզ անհրաժեշտ չէ միացված համակարգիչ:

ON/OFF SWITCH (S1) ծառայում է 9 Վ մարտկոցն ամբողջությամբ անջատել միացումից: Օգտագործեք S1 ՝ տախտակի անալոգային հատվածն ամբողջովին անջատելու համար, երբ այն չի օգտագործվում:

USB/BAT SWITCH (S2) ծառայում է 9V մարտկոցը միացնել Nano- ի և OLED- ի թվային մատակարարմանը: Թողեք S2- ը USB դիրքում, երբ տախտակը միացված է համակարգչին USB մալուխի միջոցով, և թվային մատակարարումը կապահովի համակարգիչը: Երբ Nano- ն և OLED- ը պետք է սնուցվեն 9 Վ մարտկոցով, պարզապես S2- ը միացրեք BAT դիրքի:

ՈEՇԱԴՐՈԹՅՈՆ ՄԱՍՆԱԿՈԹՅԱՆ ՓՈՓՈԽՈԹՅՈՆՆԵՐԻ ՄԱՍԻՆ. Եթե S1- ը միացված է, S2- ը USB- ով է, և USB- ի սնուցման աղբյուր չկա, Nano- ն կփորձի ինքնուրույն սնվել անալոգային մուտքային կապանքների միջոցով: Թեև դա մարդու անվտանգության խնդիր չէ, այն անցանկալի պայման է նուրբ կիսահաղորդիչների համար և չպետք է երկարաձգվի:

Քայլ 11: OLED ցուցադրման գրադարան

Որպես OLED դիսփլեյի նախնական փորձարկում, տեղադրեք այստեղ հայտնաբերված SSD1306 OLED ցուցադրման վարորդը Arduino IDE- ում:

Փորձարկեք OLED էկրանը ՝ բեռնելով ssd1306/snowflakes օրինակը և ծրագրավորելով այն BioSense- ի տախտակում:

Համոզվեք, որ դա աշխատում է առաջ գնալուց առաջ:

Քայլ 12: BioSense ցուցադրական որոնվածը

Խաղա՞նք, պրոֆեսոր Ֆալկեն:

SSD1306 օրինակներում կա նաև թույն Arkanoid խաղ: Այնուամենայնիվ, BioSense տախտակի հետ աշխատելու համար կոճակները նախաստորագրող և կարդացող կոդը պետք է փոփոխվի: Մենք մեզ ազատություն ենք տվել այդ փոփոխությունները կատարել այստեղ կցված «biosense.ino» ֆայլում:

Կրկնօրինակեք arkanoid թղթապանակը SSD1306 օրինակներից դեպի նոր պանակ, որը դուք անվանել եք biosense: Folderնջեք arkanoid.ino ֆայլը այդ թղթապանակից և թողեք «biosense.ino» ֆայլը: Այժմ կազմեք և վերբեռնեք biosense- ը nano- ում: Կտտացնելով աջ կոճակին (կոճակ 4) խաղը կսկսվի: Թիավարումը կառավարվում է ձախից 1 և 4 աջ կոճակով: Հիանալի հարված այնտեղ, BrickOut:

Հպեք Arduino Nano- ի վերակայման կոճակին ՝ հիմնական ընտրացանկ վերադառնալու համար:

Քայլ 13. Իմպուլսային տվիչների մոդուլ

Pulse Sensor մոդուլը կարող է միանալ BioSense- ի տախտակին `օգտագործելով տախտակի վերևում գտնվող երեք կապանի վերնագիրը:

Pulse Sensor Module- ն օգտագործում է LED լույսի աղբյուր և APDS-9008 լուսային լուսադիոդային տվիչ (տվյալների թերթիկ) ՝ մատի ծայրով կամ ականջի բլթակով արտացոլված LED լույսը հայտնաբերելու համար: Մթնոլորտային լույսի սենսորից ստացված ազդանշանը ուժեղացվում և զտվում է MCP6001 op-amp- ի միջոցով: Հետո ազդանշանը կարող է կարդալ միկրոկոնտրոլերը:

Biosense.ino էսքիզի հիմնական ընտրացանկից 3 -րդ կոճակը սեղմելով ՝ զարկերակային տվիչի ելքային ազդանշանի նմուշները փոխանցվելու են USB ինտերֆեյսի միջոցով: Arduino IDE- ի TOOLS ընտրացանկում ընտրեք «Serial Plotter» և համոզվեք, որ բաուդ արագությունը 115200 է: Gգուշորեն մատի ծայրը տեղադրեք զարկերակային տվիչի լույսի վրա:

Լրացուցիչ մանրամասներ և նախագծեր, որոնք կապված են Pulse Sensor մոդուլի հետ, կարող եք գտնել այստեղ:

Քայլ 14: Էլեկտրոմիոգրաֆ (EMG)

Միացրեք էլեկտրոդի մալուխը ներքևի 3.5 մմ տրամագծով EMG մակագրությամբ և տեղադրեք էլեկտրոդները, ինչպես ցույց է տրված գծապատկերում:

Biosense.ino էսքիզի հիմնական ընտրացանկից 1 -ին կոճակը սեղմելով ՝ EMG ելքային ազդանշանի նմուշները կհեռացվեն USB ինտերֆեյսի միջոցով: Arduino IDE- ի TOOLS ընտրացանկում ընտրեք «Serial Plotter» և համոզվեք, որ baud փոխարժեքը սահմանվել է 115200:

Դուք կարող եք ԷՍԳ -ն ստուգել ցանկացած այլ մկանային խմբերի վրա, նույնիսկ ձեր ճակատի հոնքերի մկանները:

BioSense Board- ի EMG սխեման ոգեշնչված է Advancer Technologies- ի այս Instructable- ով, որը դուք անպայման պետք է դիտեք որոշ լրացուցիչ նախագծերի, գաղափարների և տեսանյութերի համար:

Քայլ 15: Էլեկտրասրտագրություն (ԷՍԳ)

Միացրեք էլեկտրոդի մալուխը ԷԿԳ/ԷԷԳ մակագրությամբ վերին 3.5 մմ անցքի մեջ և տեղադրեք էլեկտրոդները, ինչպես ցույց է տրված գծապատկերում: ԷՍԳ էլեկտրոդների տեղադրման երկու հիմնական տարբերակ կա: Առաջինը դաստակների ներքին մասում է ՝ նշումով (կարմիր կապար) ՝ մի ձեռքի հետևի մասում: Այս առաջին տարբերակը ավելի հեշտ և հարմարավետ է, բայց հաճախ մի փոքր աղմկոտ է: Երկրորդ տարբերակը կրծքավանդակի երկայնքով է ՝ աջ որովայնի կամ վերին ոտքի նշումով:

Biosense.ino էսքիզի հիմնական ընտրացանկից 2 -րդ կոճակը սեղմելով ՝ ԷՍԳ ելքային ազդանշանի նմուշները կհաղորդվեն USB ինտերֆեյսի միջոցով: Arduino IDE- ի TOOLS ընտրացանկում ընտրեք «Serial Plotter» և համոզվեք, որ baud փոխարժեքը սահմանվել է 115200:

BioSense Board- ի ԷՍԳ/ԷԷԳ -ի սխեման ոգեշնչվել է Heart and Brain SpikerShield- ից Backyard Brains- ից: Ստուգեք նրանց կայքը որոշ լրացուցիչ նախագծերի, գաղափարների և ԷՍԳ -ի այս հիանալի տեսանյութի համար:

Քայլ 16: Էլեկտրոէնցեֆալոգրաֆ (EEG)

Միացրեք էլեկտրոդի մալուխը ԷԿԳ/ԷԷԳ մակագրությամբ վերին 3.5 մմ անցքի մեջ և տեղադրեք էլեկտրոդները, ինչպես ցույց է տրված գծապատկերում: EEG էլեկտրոդների տեղադրման բազմաթիվ տարբերակներ կան ՝ այստեղ ներկայացված երկու հիմնական տարբերակով:

Առաջինը գտնվում է ճակատի վրա `ականջի բլթակի կամ մաստոիդ պրոցեսի վրա (կարմիր կապար) հղումով: Այս առաջին տարբերակը կարող է պարզապես օգտագործել միևնույն բռնակաձև լարերն ու գելային էլեկտրոդները, որոնք օգտագործվում են ԷՍԳ-ի համար:

Երկրորդ տարբերակը գլխի հետևի մասում: Եթե պատահաբար ճաղատ եք, ապա այստեղ կաշխատեն նաև գելային էլեկտրոդները: Հակառակ դեպքում, էլեկտրոդներ ձեւավորելը, որոնք կարող են «ծակել» մազերի վրա, լավ գաղափար է: Լավ տարբերակ է կողպեքի լվացքի ոճով զոդման կողպեքը: Օգտագործեք ասեղնագործ տափակաբերան աքցան փոքր լվացարանների վրա (այս դեպքում վեցը) լվացքի ներսում ՝ թեքվելու համար, այնուհետև բոլորը միևնույն ուղղությամբ դուրս գալու համար: Գլխարկի առաձգական ժապավենի տակ դնելը մեղմորեն կստիպի այս ելուստները մազերի միջով և շփվել ներքևի գլխի հետ: Անհրաժեշտության դեպքում հաղորդունակ գելը կարող է օգտագործվել կապը բարելավելու համար: Պարզապես սեղանի աղը խառնել այնպիսի հաստ հեղուկի հետ, ինչպիսին է նավթային ժելեը կամ ջրի և օսլայի կամ ալյուրի խառնուրդը: Աղի ջուրը նույնպես կաշխատի, բայց պետք է պարունակվի փոքր սպունգի կամ բամբակի գնդակի մեջ:

Biosense.ino էսքիզի հիմնական ընտրացանկից 2 -րդ կոճակը սեղմելը EEG ելքային ազդանշանի նմուշները փոխանցելու է USB միջերեսին: Arduino IDE- ի TOOLS ընտրացանկում ընտրեք «Serial Plotter» և համոզվեք, որ baud փոխարժեքը սահմանվել է 115200:

Լրացուցիչ EEG նախագծեր և ռեսուրսներ.

Այս Instructable- ն օգտագործում է BioSense EEG- ի նման դիզայն, ինչպես նաև ցույց է տալիս լրացուցիչ մշակման և նույնիսկ այն մասին, թե ինչպես խաղալ EEG պոնգ:

Backyard Brains- ում կա նաև EEG չափումների համար գեղեցիկ տեսանյութ:

ԲրայենԲեյ

OpenEEG

OpenViBe

EEG ազդանշանները կարող են չափել ուղեղի ալիքի ստրոբոսկոպիկ ազդեցությունները (օրինակ ՝ Mindroid- ի օգտագործումը):

Քայլ 17: Մարտահրավերների գոտի

Կարո՞ղ եք ցուցադրել անալոգային ազդանշանի հետքերը OLED- ի վրա, բացի Սերիական գծագրիչից:

Որպես ելակետ, ստուգեք այս նախագիծը XTronical- ից:

Կարող է նաև օգտակար լինել դիտել Tiny Scope նախագիծը:

Ի՞նչ կասեք ազդանշանային արագությունների կամ այլ հետաքրքիր պարամետրերի համար տեքստային ցուցիչների ավելացման մասին:

Քայլ 18: BioBox ամսական բաժանորդագրության արկղ

Applied Science Ventures- ը ՝ HackerBoxes- ի մայր ընկերությունը, ներգրավված է բաժանորդագրման արկղերի նոր հետաքրքիր հայեցակարգում: BioBox- ը ոգեշնչելու և կրթելու է կենսական գիտությունների, կենսահակերության, առողջության և մարդկային գործունեության ոլորտներում իրականացվող նախագծերով: Պահպանեք օպտիկական տվիչ ՝ նորությունների և կանոնադրական անդամների զեղչերի համար ՝ հետևելով BioBox- ի ֆեյսբուքյան էջին:

Քայլ 19 ՝ ՀԱACԵԼ ՄՈԼՈՐԱԿԸ

Եթե ձեզ դուր եկավ այս Instrucable- ը և կցանկանայիք, որ նման տուփ էլեկտրոնիկայի և համակարգչային տեխնոլոգիաների նախագծերը ամեն ամիս հասցվեին ձեր փոստարկղին, խնդրում ենք միանալ HackerBox- ի հեղափոխությանը ՝ ԲԱUBԱՆՈՐԴԱԳՐՎՈՄ ԱՅՍՏԵ:

Շփվեք և կիսվեք ձեր հաջողությամբ ստորև բերված մեկնաբանություններում կամ HackerBoxes ֆեյսբուքյան էջում: Անշուշտ, մեզ տեղեկացրեք, եթե ունեք որևէ հարց կամ ինչ -որ բանում օգնության կարիք ունեք: Շնորհակալություն HackerBoxes- ի մաս լինելու համար: Խնդրում ենք պահել ձեր առաջարկություններն ու արձագանքները: HackerBoxes- ը ՁԵՐ արկղերն են: Եկեք հիանալի բան պատրաստենք: