ხელის EEG ფოკუსის მონიტორი: 32 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

კოლეჯის ცხოვრება მოითხოვს კლასების, დავალებებისა და პროექტების ფოკუსირებას. ბევრ სტუდენტს უჭირს ამ დროს ფოკუსირება, რის გამოც თქვენი ყურადღების კონცენტრირების უნარის მონიტორინგი და გაგება ასე მნიშვნელოვანია. ჩვენ შევქმენით ბიოსენსორული მოწყობილობა, რომელიც ზომავს თქვენს ტალღებს თქვენი ყურადღების დონის გასაზომად და აჩვენებს მონაცემებს თქვენ სანახავად. აბრევიატურა "EEG" ნიშნავს ელექტროენცეფალოგრაფს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ეს არის მანქანა, რომელიც გამოიყენება ტვინში ელექტრული აქტივობის ჩასაწერად.

ეს ბიოსენსორი მოითხოვს EEG სიგნალის შეყვანას და თითს ეკრანზე დაჭერით, რათა შეიქმნას სიხშირის დიაგრამა და ამონაწერი მონაცემები (სურვილისამებრ), რომელთა გადაწერა შესაძლებელია Excel- ში.

პასუხისმგებლობის შეზღუდვის განაცხადი: ეს ბიოსენსორი არ არის სამედიცინო მოწყობილობა.

მარაგები

• Arduino Uno ($ 23)
• პურის დაფა ($ 5.50)
• 2.8 "TFT Touch Shield for Arduino for Resistive Touch Screen ($ 34.95)
• მავთულები ($ 0.95)
• EEG ბიტალინო ($ 40.79)
• ელექტროდები ($ 9.13)
• 3 ტყვიის აქსესუარი ($ 21.48)
• ალკოჰოლის ტამპონები ($ 4.65) (სურვილისამებრ)
• 9 ვ ბატარეა ($ 2.18)
• 9V ბატარეის დამჭერი ($ 1.69)
• USB 2.0 კაბელი ტიპი A/B $ 3.95)

• ინსტრუმენტები

  • Wire Stripper ($ 6.26)
  • თმის ვარცხნილობა / ყურსასმენი თქვენს თავზე მავთულის დასაფიქსირებლად (სურვილისამებრ)

მთლიანი ღირებულება: $ 142 (ფასის რყევებიდან გამომდინარე)

ნაბიჯი 1: წინაპირობები

• ზოგიერთი ძირითადი ცოდნა იმის შესახებ, თუ როგორ იკითხება ტვინის ტალღები, სასარგებლო იქნება გრაფის გასაგებად, მაგრამ არა აუცილებელი.

  ეს არის კარგი რესურსი ძირითადი ინფორმაციისთვის.

• თქვენ ასევე დაგჭირდებათ წვდომა GitHub ვებსაიტზე ჩვენი კოდის მისაღებად.
• თქვენ უნდა გადმოწეროთ Arduino პროგრამა.

ნაბიჯი 2: უსაფრთხოების ზომები

• ჩართვის შეცვლისას დარწმუნდით, რომ წრე არ იკვებება (ბატარეა გამორთულია, USB არ არის ჩართული).
• დარწმუნდით, რომ ახლომახლო არ არის სითხეები, რომლებიც შეიძლება გადავიდეს წრეზე.
• გაფრთხილება: ეს არ არის სამედიცინო მოწყობილობა და არ აქვს იგივე სიზუსტე. გამოიყენეთ სათანადო EEG, თუ საჭიროა ტვინის ტალღების შესწავლა.
• ხელები მშრალად შეინახეთ მიკროსქემთან ან ბიოსენსორთან მუშაობისას.

ნაბიჯი 3: მინიშნებები და მინიშნებები

Დიაგნოსტიკა

• დარწმუნდით, რომ თქვენი მავთულები დაკავშირებულია მარჯვენა ქინძისთავებთან. თუ არა, გაუგებარი კითხვა გამოჩნდება.
• როდესაც თქვენს ეკრანს აერთებთ, დარწმუნდით, რომ ყველაფერი არ მოგიხდებათ ერთი პინით დაბლა (თუ შეამჩნევთ, რომ ეკრანის რომელიმე ბუდე არ არის დაკავშირებული, ამიტომაც)
• დარწმუნდით, რომ თქვენ სწორად ჩართეთ BITalino (ლოგოსა და EEG ნიშნის საფუძველზე, როგორც ეს ჩანს ინსტრუქციებში)
• დარწმუნდით, რომ ეკრანი სწორად არის მიერთებული იმ წერტილამდე, რომ ქინძისთავების მეტალი აღარ ჩანს.
• თუ კოდი ვერ შედგენილია და მათ ვერ იპოვეს გარკვეული ბიბლიოთეკა, დარწმუნდით, რომ თქვენ დაინსტალირებული გაქვთ ყველა აღნიშნული ბიბლიოთეკა.

გამჭრიახობა

გახსოვდეთ, რომ გაითვალისწინეთ ის სივრცე, რომელიც გჭირდებათ მავთულის გასაფორმებლად, სანამ სიგრძეს გაჭრით

• სანამ შუბლზე ელექტროდებს დაიდებთ, დარწმუნდით, რომ ჯერ დაიბანეთ და გაშრეთ ან გამოიყენეთ ალკოჰოლის ტამპონი წინაღობის შესამცირებლად.
• Arduino Mega– ს გამოყენება უზრუნველყოფს დამატებით ანალოგურ და ციფრულ ქინძისთავებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ თქვენ არ დაგჭირდებათ მავთულხლართებისა და ეკრანის ქინძისთავების „გაზიარება“, როგორც ამას ამ მოდელში ვაკეთებთ.

ნაბიჯი 4: მეცნიერება მოწყობილობის მიღმა

თქვენი ტვინი აწარმოებს ელექტრული სიგნალების სხვადასხვა სიხშირეს, რაც დამოკიდებულია თქვენი ცნობიერების/ფოკუსირების დონეზე. ის აწარმოებს გამა ტალღებს (32-100 Hz), როდესაც ის უკიდურესად არის ორიენტირებული დავალებაზე, ინფორმაციის დამუშავებაზე ან სწავლაზე. ის წარმოქმნის ბეტა ტალღებს (13-32 Hz) როდესაც თქვენ ხართ ფხიზლად, აზროვნებული ან აღელვებული. ალფა ტალღები (8-13 ჰერცი) წარმოიქმნება, თუ ფიზიკურად და გონებრივად ხართ მოდუნებული. თეტა ტალღები (4-8 Hz) ხდება ღრმა მედიტაციის ან REM (სწრაფი თვალის მოძრაობის) ძილის დროს. დელტა ტალღები (<4 Hz) ხდება ღრმა, უსიზმრო ძილის დროს.

ჩვენი სენსორი გაცნობებთ, რამდენად არის თითოეული ტალღა, რაც საშუალებას მოგცემთ გაზომოთ თქვენი კონცენტრაციის დონე. ის აღმოაჩენს მხოლოდ ტალღის სიგრძეს 0 Hz-59 Hz– დან, რაც არის დიაპაზონი, სადაც ხდება ტვინის ტალღების უმეტესობა.

თუ გირჩევნიათ ვიდეო გაკვეთილი, აქ არის კარგი ვიდეო, რომლის ყურებაც შეგიძლიათ.

ჩვენს შესავალ ვიდეოში ჩვენ ვისაუბრეთ სწრაფი ფურიეს ტრანსფორმაციის შესახებ. ეს ვიდეო განმარტავს რა არის ეს.

ნაბიჯი 5: გათიშეთ და გაჭერით მავთულები

საუკეთესო შედეგის მისაღწევად დაგჭირდებათ 3 ცალი მინიმუმ 5 დიუმიანი სიგრძით.

თუ ადრე არ გაგიღიათ მავთული, აქ არის მარტივი სახელმძღვანელო.

რჩევა: როდესაც გაწყვეტთ მავთულს, დარწმუნდით, რომ დატოვეთ ადგილი მავთულის მოსაშორებლად.

ნაბიჯი 6: შეავსეთ თითოეული მავთულის ერთი ბოლო

აქ მიზანია მარყუჟის შექმნა ერთ ბოლოზე მავთულის დაუცველი ნაწილი. ეს მარყუჟი უნდა იყოს დაახლოებით იგივე ზომის, როგორც ქინძისთავები TFT Touch Shield– ის ქვეშ ან ოდნავ უფრო დიდი.

ნაბიჯი 7: იპოვნეთ შესაბამისი ქინძისთავები ეკრანის ქვეშ

შეადარეთ Arduino Uno და ეკრანის ქვედა მხარე, რათა დაადგინოთ შესაბამისი ქინძისთავები 3.3V, GND და A5.

მინიშნება: თუ კარგად დააკვირდებით, ნახავთ სურათზე გამოსახულ წითელ წრეებს, რომლებიც შემოხაზავს ინტერესის ქინძისთავებს.

ნაბიჯი 8: მიამაგრეთ მავთულები TFT Touch Shield ფინჯნებზე

მიამაგრეთ თქვენს მიერ გაკეთებული მარყუჟები TFT Touch Shield ფინჯებზე, რომლებიც შეესაბამება 3.3V გამომავალს, GND და A5 ანალოგიურ პინს Arduino– ზე.

რჩევა: თუ არ ხართ დარწმუნებული რომელზე უნდა მიამაგროთ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ის, რაც გამოსახულია ზემოთ სურათზე.

ნაბიჯი 9: გამკაცრეთ მავთულის მარყუჟები

დააჭიმეთ მავთულის მარყუჟის ლითონის ნაწილი გამკაცრების მიზნით. ეს უზრუნველყოფს უკეთეს კავშირს.

ნაბიჯი 10: შეაერთეთ TFT Touch Shield

გამოიყენეთ თქვენი თითები მავთულის დასაფიქსირებლად მათ ადგილას და გადაატრიალეთ TFT Touch Shield თავზე. შეაერთეთ იგი არდუინოში.

ნაბიჯი 11: შეაერთეთ მავთულები პურის დაფაზე

შეაერთეთ,

• 3.3V მავთული + სვეტზე პურის დაფაზე.
• GND მავთულები to - სვეტი breadboard.
• A5 მავთული პურის დაფაზე.

რჩევა: მავთულები, რომლებსაც ხედავთ ეკრანზე, საილუსტრაციო მიზნებისთვისაა. ჩვენ ავირჩიეთ მავთულის გაშვება ეკრანის ქვეშ, რადგან მავთულები ძალიან მოკლე იყო.

ნაბიჯი 12: შეაერთეთ თქვენი 3 ტყვიის აქსესუარი

შეაერთეთ 3 ტყვიის აქსესუარი BITalino EEG სენსორთან. შეაერთეთ იგი იმ მხარეს, რომელსაც აქვს წარწერა "EEG".

ნაბიჯი 13: შეაერთეთ თქვენი EEG სენსორი მავთულს

შეაერთეთ თქვენი მავთულის EEG სენსორი გვერდით BITalino ლოგოთი.

ნაბიჯი 14: შეაერთეთ EEG პურის დაფაზე

შეაერთეთ მავთულის მეორე ბოლო დაფაზე, როგორც სურათზე ჩანს.

• შეაერთეთ წითელი მავთული პურის დაფის + სვეტთან
• შეაერთეთ შავი მავთული პურის დაფის სვეტთან
• შეაერთეთ მეწამული მავთული მწკრივზე მავთულით A5 პინიდან.

ნაბიჯი 15: მიამაგრეთ ელექტროდები თქვენს შუბლზე

ამოიღეთ ელექტროდები და მიამაგრეთ ისინი შუბლზე, როგორც სურათზე ჩანს.

ნაბიჯი 16: შეაერთეთ საკუთარი თავი

გახდი ერთი სქემასთან, დაუკავშირე 3 ტყვიის აქსესუარის ბოლოები შუბლზე არსებულ ელექტროდებს. ლითონის ბიტი ელექტროდზე ლამაზად უნდა მოთავსდეს 3 ტყვიის აქსესუარის ხვრელებში.

არ აქვს მნიშვნელობა რომელი ტყვია მიდის რომელ ელექტროდზე, სანამ თეთრი შუაშია.

ნაბიჯი 17: დაიცავით მავთულები (სურვილისამებრ)

თუ არ გსურთ, რომ მავთულხლართებმა გადაკეტოს თქვენი ხედი, მოათავსეთ ისინი თქვენს თავზე და დაიმაგრეთ ისინი რაღაცებით. ამ მიზნისთვის ყურსასმენის გამოყენება ავირჩიე.

ნაბიჯი 18: ჩადეთ 9 ვ ბატარეა ბატარეის პაკეტში

ჩადეთ 9 ვ ბატარეა ბატარეის პაკეტში.

ნაბიჯი 19: შეაერთეთ 9 ვ ბატარეის პაკეტი

შეაერთეთ 9 ვ ბატარეის პაკეტი სურათზე ნაჩვენები პორტით. ამის გაკეთებისას გამორთეთ ბატარეის პაკეტი.

ნაბიჯი 20: მიიღეთ კოდი Github– დან

• გადადით ამ ბმულზე:
• დააწკაპუნეთ Hand_Held_EEG.ino ფაილზე. დააკოპირეთ და ჩასვით კოდი თქვენს Arduino ფანჯარაში.

ალტერნატიულად, შეგიძლიათ დააწკაპუნოთ მწვანე ღილაკზე "კლონირება ან ჩამოტვირთვა", შეინახოთ იგი zip სახით, შემდეგ ამოიღოთ ფაილი და გახსნათ იგი

ნაბიჯი 21: ჩამოტვირთეთ შესაბამისი ბიბლიოთეკები

როდესაც თქვენ ცდილობთ კოდის შედგენას, მოგეთხოვებათ მოძებნოთ კონკრეტული ბიბლიოთეკები.

• გადადით ინსტრუმენტებზე> ბიბლიოთეკების მართვა
• საძიებო ზოლში ჩაწერეთ თქვენთვის საჭირო ბიბლიოთეკა. ჩამოტვირთეთ ის, რაც ყველაზე მეტად შეესაბამება სასურველ ბიბლიოთეკას.

• ეს არის ბიბლიოთეკები, რომლებიც დაგჭირდებათ:

  • arduinoFFT.h
  • Adafruit_GFX.h
  • SPI.h
  • მავთული.ჰ
  • Adafruit_STMPE610.ჰ
  • ადაფრუტი_ILI9341.

გარდა ამისა, შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ბიბლიოთეკები ამ ბმულებიდან. და დააკოპირეთ ისინი თქვენს ბიბლიოთეკების საქაღალდეში.

Arduino FFT:

SPI:

მავთული:

ადაფრუტი ILI9341:

ადაფრუტი STMPE610:

ადაფრუტი GFX:

ნაბიჯი 22: ჩართეთ Arduino UNO თქვენს კომპიუტერში

შეაერთეთ Arduino UNO თქვენს კომპიუტერში USB კაბელის გამოყენებით.

ნაბიჯი 23: ატვირთეთ კოდი

დააჭირეთ თქვენს Arduino ფანჯარაში ატვირთვის ღილაკს, როგორც ეს ნაჩვენებია წითელ წრეში ზემოთ სურათზე. დაელოდეთ ატვირთვის დასრულებას.

ნაბიჯი 24: საბოლოო პროდუქტი

გათიშეთ USB კაბელი და ახლა თქვენ გაქვთ საბოლოო პროდუქტი! ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის ჩართოთ ბატარეის პაკეტი და შეეხეთ ეკრანს მონაცემების შეგროვების დასაწყებად!

რაც უფრო მეტს ხედავთ მარცხენა მხარეს, მით უფრო დაბალია თქვენი ფოკუსირების დონე.

ნაბიჯი 25: არწივის დიაგრამა

ზემოთ არის EAGLE დიაგრამა. მონიშნულია TFT Touch Shield, EEG სენსორი და 9 ვ ბატარეა. Arduino UNO– ს უკვე დაბეჭდილი აქვს საკუთარი ეტიკეტი.

9V ბატარეას აქვს თავისი დადებითი დასასრული 5V პინთან და უარყოფითი ბოლო Arduino Uno– ს GND პინთან.

EEG სენსორს აქვს თავისი VCC პინი დაკავშირებული 3V პინთან, GND პინი GND პინთან და REF პინდი Arduino Uno– ს A5 პინთან.

TFT Touch Shield დაკავშირებულია Arduino Uno– ს ყველა ქინძისთავთან.

ნაბიჯი 26: მონაცემების წაკითხვა

მე –4 ნაბიჯში იყო დიაგრამა, რომელიც აჩვენებს ტვინის ტალღების რა სიხშირეს შეესაბამება ცნობიერების/ფოკუსის რომელ დონეს. ჩვენი გრაფიკი არის 10 ჰც -ის მასშტაბით კვადრატზე. ასე რომ, თუ ხედავთ მწვერვალს მე -2 კვადრატის ბოლოს (როგორც სურათზე). ეს ნიშნავს, რომ ტვინის ტალღების უმრავლესობა 20 ჰც -ზეა. ეს მიუთითებს ბეტა ტალღებზე, რაც იმას ნიშნავს, რომ ადამიანი იღვიძებს და კონცენტრირებულია.

ნაბიჯი 27: სერიული მონიტორის გახსნა (სურვილისამებრ)

გახსენით სერიული მონიტორი ინსტრუმენტების ჩანართის ქვეშ, მარცხნივ.

ან შეგიძლიათ დააჭიროთ Ctrl+Shift+M

ნაბიჯი 28: წაიკითხეთ სერიული მონიტორის შესახებ (სურვილისამებრ)

კომპიუტერთან ჩართული arduino– ით წაიკითხეთ სენსორული ეკრანის გამოყენებით.

ნაბიჯი 29: დააკოპირეთ თქვენი შედეგები (არასავალდებულო)

დააწკაპუნეთ სერიულ მონიტორზე, დააჭირეთ CTRL+A და შემდეგ CTRL+C, რომ დააკოპიროთ ყველა მონაცემი.

ნაბიჯი 30: შედეგების ჩასმა ტექსტურ დოკუმენტში. (სურვილისამებრ)

გახსენით ტექსტური დოკუმენტი, როგორიცაა Notepad და დააჭირეთ CTRL+V შედეგების ჩასასმელად.

ნაბიჯი 31: შეინახეთ შედეგები როგორც.txt ფაილი. (სურვილისამებრ)

ეს კოდი შეიძლება შემდეგ ექსპორტირებული იყოს პროგრამულ უზრუნველყოფაში, როგორიცაა Excel, მონაცემების გასაანალიზებლად.

ნაბიჯი 32: დამატებითი იდეები

• თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ მოწყობილობა, რომელიც გაღვიძებს ყურადღების დაკარგვისას, ვიბრაციული ძრავისა და კოდის დამატებით, რომელიც ააქტიურებს ძრავას, თუ ის აღმოაჩენს ტვინის ტალღებს გარკვეულ სიხშირეზე ქვემოთ (მსგავსია, თუ როგორ ვიბრირებს Fitbit).
• SD ბარათის შესაძლებლობების დამატება საშუალებას მოგცემთ შეინახოთ მონაცემები და სხვა გზით დაამუშაოთ ისეთ პროგრამებში, როგორიცაა Microsoft Excel.