ძილის წამკითხველი თავსაბურავი: 24 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ოდესმე გიფიქრიათ როგორ გძინავთ ღამით? ისეთი მოწყობილობები, როგორიცაა FitBit აკონტროლებენ ძილს მთელი ღამის განმავლობაში თქვენი მოძრაობის გაანალიზებით, მაგრამ მათ არ შეუძლიათ შეხედონ რას აკეთებს თქვენი ტვინი.

სამედიცინო ინსტრუმენტების შესახებ სწავლის სემესტრის შემდეგ, ჩვენს კლასს დაუპირისპირდნენ ამოცანა შექმნან ტარებადი მოწყობილობა ბიოლოგიური ცვლადის გასაზომად. მე და ჩემმა პარტნიორმა შევარჩიეთ თავსაბურავის შემუშავება, რომელსაც შეუძლია შეხედოს რას აკეთებს თქვენი ტვინი ძილის დროს. თავსაბურავი კითხულობს ტვინის ტალღის სიგნალებს ძილის რეჟიმის მონიტორინგისთვის. ის განსაზღვრავს, თუ როგორ პროგრესირებს მომხმარებლის ტვინის ტალღები ღამით ალფა, ბეტა, გამა და დელტა ფაზებზე. ამის შემდეგ შესაძლებელია მონაცემების ექსპორტი და ანალიზი Excel- ში.

ჩვენც აღვნიშნეთ მისი სტილი?

ნაბიჯი 1: მასალები და ინსტრუმენტები

Sleep Reader Headband– ის შესაქმნელად დაგჭირდებათ შემდეგი მასალები:

1. თავსაბურავი (ამ პროექტისათვის გამოყენებული იყო HOTER Sportline თავსაბურავი)
2. ადაფრუტის ფლორის მიკროკონტროლერი
3. Flora Wearable Bluefruit LE მოდული
4. Flora RGB Neo Pixel LED
5. იჭერს
6. გამტარი თემა
7. მავთულები
8. ძაფი
9. ბატარეის პაკეტი
10. ბიტალინო EEG UC-E6 კაბელით და 3 ტყვიის ელექტროდის კაბელით
11. ქსოვილი
12. ელასტიური სამაჯური

შემდეგი ინსტრუმენტები დაგეხმარებათ თავსაბურავის მშენებლობაში:

1. სამკერვალო ქინძისთავი
2. Მაკრატელი
3. მავთულის სტრიპტიზატორები
4. შედუღების რკინა და შემავსებელი ლითონი

ნაბიჯი 2: მომზადება

ძილის მკითხველის თავსაბურავის შექმნამდე გარკვეული დრო დაუთმეთ ტვინის ტალღების და ძირითადი სქემის შესახებ. თავის ტვინში, სპეციალური უჯრედები, რომლებიც ცნობილია როგორც ნეირონები, ორგანიზებას უწევს სხეულის სხვადასხვა ფუნქციებს. ეს ნეირონები აჩვენებენ შოუს მცირე ელექტრული სიგნალების გაგზავნით, რომლებიც ტალღების ფორმას იღებენ. ცნობილია, რომ ტვინი წარმოქმნის ოთხ სხვადასხვა სახის ტალღას - ალფა, ბეტა, თეტა და დელტა. ეს ტალღები გამოირჩევა სიხშირის კონკრეტული დიაპაზონით და თითოეული დიაპაზონი შეესაბამება გონებრივი აქტივობის გარკვეულ დონეს. თქვენი თავსაბურავი გამოიყენებს მოწყობილობას, რომელსაც ეწოდება ელექტროენცეფალოგრამა, ან EEG, ამ ტალღების იდენტიფიცირებისთვის, როგორც ტვინი აწარმოებს მათ ძილის დროს.

იმისათვის, რომ გახადოთ თქვენი ძილის მკითხველი, თქვენ უნდა დააკავშიროთ რამდენიმე მოწყობილობა თავსაბურავზე. ძირითადი მოწყობილობები არის მიკროპროცესორი, რომელიც არის პატარა კომპიუტერი; Bluetooth მოდული, რომელიც არის ჩიპი, რომელიც საშუალებას აძლევს თავსაბურავს დაუკავშირდეს თქვენს კომპიუტერს; ნეოპიქსელი, რომელიც ფერის შეცვლის შუქია; EEG; და ბატარეა.

სრული სისტემა აგებულია თითოეული მოწყობილობის ერთმანეთთან დაკავშირებით კონკრეტულ ადგილას გამტარი ძაფის საშუალებით. თუ თქვენ არ გქონიათ გამოცდილება ამ თემების გამოყენებისას, გაკვეთილი ხელმისაწვდომია აქ. ძაფები მიბმულია ჩამკეტებში, რაც საშუალებას გაძლევთ ადვილად მიამაგროთ და ამოიღოთ Flora მიკროპროცესორი და bluetooth მოდული. ამობურცვის ერთი დასასრული ქსოვილში გადადის და მეორე გადადის ელექტრო მოწყობილობაზე. ამ ვაჭრობის განხორციელების სახელმძღვანელო აქ არის შესაძლებელი.

სისტემის აგების შემდეგ, მას უნდა მიეწოდოს კოდი. ეს პროექტი სპეციალურად იყენებს Arduino კოდს. თუ გსურთ გაეცნოთ Arduino კოდს, https://www.arduino.cc სავსეა სასარგებლო გაკვეთილებით. ამ პროექტისთვის გამოყენებული კოდის განსახორციელებლად, თქვენ უნდა გადმოწეროთ Arduino აპლიკაცია https://www.arduino.cc/en/Main/Software. ამას უნდა დაემატოს ფლორის დაფა, რომელიც აქ არის შესაძლებელი. თქვენ ასევე დაგჭირდებათ სხვა ბიბლიოთეკების გადმოტვირთვა თქვენი მიკროპროცესორის შესაძლებლობების გასაფართოებლად; ეს შეიძლება გაკეთდეს www.github.com– ის გამოყენებით. საჭირო ბიბლიოთეკები არის:

• ფურიეს სწრაფი ტრანსფორმაცია (FFT)
• Adafruit BLE (Bluetooth)
• ადაფრუტი ნეოპიქსელი

დაბოლოს, თქვენ უნდა გადმოწეროთ Adafruit Bluefruit LE Connect აპლიკაცია თქვენს სმარტ ტელეფონში თავსაბურავის გამოყენებისათვის.

ნაბიჯი 3: უსაფრთხოება

ადამიანის სხეულს შეუძლია გაუძლოს მხოლოდ ელექტროენერგიის შეზღუდულ ზემოქმედებას, ამიტომ სათანადო მოვლაა საჭირო ელექტრონული მოწყობილობების გამოყენებისას. ელექტრული უსაფრთხოების მთავარი პრინციპია, რომ თავიდან აიცილოთ თქვენი სხეულის გზა ელექტრული დენის გადინების მიზნით. ამის თავიდან ასაცილებლად რამდენიმე ზოგადი პრაქტიკაა:

• შეეხეთ მხოლოდ მავთულხლართებს და სხვა ლითონის სქემებს, სანამ დენი გამორთულია
• გამოიყენეთ ინსტრუმენტები იზოლირებული სახელურებით
• ეცადეთ, წრე შეინახოთ სამუშაო ადგილისგან, თქვენი წრის შექმნისას
• შეეცადეთ იმუშაოთ ერთი ხელით ნაცვლად ორივეს მაქსიმალურად, რათა შეამციროთ ელექტრული დენის რისკი თქვენს გულში

კიდევ ერთი საზრუნავი, რომლის შესახებაც უნდა იცოდეთ სქემის აგებისას არის ის, რომ ელექტრულ დენს შეუძლია აალებადი მასალების აალება, ასე რომ თქვენ უნდა უზრუნველყოთ, რომ მავთულები მთლიანად იყოს ჩართული წრეში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, თქვენ შეგიძლიათ ცეცხლი აანთოთ თქვენს თმას ან თავსაბურავს.

გაფრთხილება: ეს თავსაბურავი არ არის სერტიფიცირებული სამედიცინო მოწყობილობა და არ უნდა იქნას გამოყენებული ნევროლოგიური მდგომარეობების დიაგნოსტიკისთვის.

ნაბიჯი 4: მინიშნებები და მინიშნებები

აქ არის რამოდენიმე რჩევა, რომელიც უნდა გახსოვდეთ ძილის მკითხველის თავსაბურავის მშენებლობისას:

• დარწმუნდით, რომ გამტარი ძაფის ბოლოები არ ეხებიან ერთმანეთს მას შემდეგ, რაც მათ დააკავშირებთ

• თუ პორტი მიუწვდომელია Arduino– ში, როდესაც აკავშირებთ მიკრო კონტროლერს Arduino– სთან, მიიღეთ შემდეგი ნაბიჯები თქვენი კოდის ასატვირთად:

  1. სანამ მიკრო კონტროლერი დაკავშირებულია, ატვირთეთ კოდი მიკროკონტროლერზე გადატვირთვის ღილაკის დაჭერისას
  2. როდესაც სტატუსის ზოლი გადადის ატვირთვაზე, გაუშვით გადატვირთვის ღილაკი
  3. კოდი უნდა აიტვირთოს და პორტი უნდა იყოს აღიარებული
• საკინძებზე შედუღებისას, ფრთხილად იყავით, რომ თავიდან აიცილოთ ორი ქინძისთავის შედუღება ისე, რომ არ შეწყვიტოთ თქვენი წრე. მულტიმეტრი შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის შესამოწმებლად, შეიქმნა თუ არა კავშირი ქინძისთავებს შორის
• თავსაბურავის დადებისას დარწმუნდით, რომ საცობები დარჩება დაკავშირებული
• დარწმუნდით, რომ Bluetooth მოდული არის მონაცემთა რეჟიმში და არა ბრძანების რეჟიმში
• მას შემდეგ, რაც თქვენი თავსაბურავი აშენდება, თქვენ გინდათ დარწმუნდეთ, რომ ის ეფექტურად მუშაობს! კარგი სიგნალის მისაღწევად, დარწმუნდით, რომ გაქვთ სუფთა კონტაქტი ელექტროდებსა და შუბლს შორის მტვრის, გაშლილი ძაფების, თმის ან სხვა ჩარევის მოშორებით.

ნაბიჯი 5: დაიწყეთ თქვენი სქემის მშენებლობა

ახლა, როდესაც თქვენ აღჭურვილი ხართ გარკვეული ცოდნით და უსაფრთხოების პროცედურებით, მზად ხართ ააწყოთ საათობრივი თავსაბურავი. ყურადღებით წაიკითხეთ ქვემოთ მოცემული ინსტრუქციები და შენიშნეთ სურათებზე დატოვებული კომენტარები შემდგომი ინსტრუქციებით.

ნაბიჯი 6: წრიული დიაგრამა

ზემოთ სქემის დიაგრამა გვიჩვენებს კავშირებს დასრულებულ წრეში. გამოიყენეთ ეს სქემის დიაგრამა, როგორც მითითება, რომ დარწმუნდეთ, რომ თქვენი წრე სწორად არის დაკავშირებული.

ნაბიჯი 7: Solder Snaps შევიდა Flora მიკროპროცესორში

თუ თქვენ არ გაეცანით სახელმძღვანელოს ბმულს, თუ როგორ გამოიყენოთ სნეპები "მომზადების" ეტაპზე, შეამოწმეთ ახლავე. ამ ეტაპზე თქვენ დააკავშირებთ სნეპებს მიკროპროცესორსა და bluetooth მოდულს. თქვენ არ გსურთ ამ ნაწილის გაფუჭება, რადგან ბინძურმა შედუღებამ შეიძლება გაანადგუროს თქვენი წრე.

მიკროპროცესორს დასჭირდება დაჭერა შემდეგ ქინძისთავებზე:

• სამივე ადგილზე (GND) ქინძისთავები
• ორივე 3.3V დენის ქინძისთავები
• SCL #3
• RX #0
• TX #1
• ციფრული პინი #9

ნაბიჯი 8: Solder Snaps შევიდა Bluetooth მოდული

და bluetooth მოდული საჭიროებს ჩამონტაჟებას ამ ქინძისთავებზე:

• სიმძლავრე 3.3 ვ
• TX
• RX
• GND

ნაბიჯი 9: შეკერეთ ქსოვილი ფლორის მიკროპროცესორისთვის

ახლა თქვენ შეგიძლიათ ქსოვის მეორე ბოლო შეკეროთ ქსოვილზე. დარწმუნდით, რომ გამოიყენეთ bluetooth მოდული და მიკროპროცესორი მათთან მიმაგრებული კადრებით, რათა ეს კადრები სწორად გამოისახოს!

ნაბიჯი 10: შეკერილი ქსოვილი Bluetooth მოდულისთვის

ახლა შეკერეთ ბლოკნოტში Bluetooth– ისთვის.

ნაბიჯი 11: მავთულის Bluetooth მოდული Flora მიკროპროცესორზე

შემდეგ დააკავშირეთ Bluetooth მოდული ფლორის მიკროპროცესორთან თითოეული მოწყობილობის შესაბამის გამჭვირვალებს შორის გამტარი ძაფის შეკერვით. საჭიროა შემდეგი პინ კავშირები:

1. Bluetooth 3.3V მიკროპროცესორზე 3.3V
2. Bluetooth TX მიკროპროცესორზე RX #0
3. Bluetooth RX მიკროპროცესორ TX #1 -მდე
4. Bluetooth GND მიკროპროცესორ GND– მდე

ნაბიჯი 12: მავთულის ნეო პიქსელი Flora მიკროპროცესორზე

შეაერთეთ Neo Pixel მიკროპროცესორთან შემდეგი გზით:

1. NeoPixel LED მიკროპროცესორული ციფრული პინი #9
2. NeoPixel Ground მიკროპროცესორული Ground
3. NeoPixel Power მიკროპროცესორულ ენერგიაზე

ნაბიჯი 13: მავთულის ბატარეის პაკეტი ფლორის მიკროპროცესორზე

ეს ნაწილი ერთგვარი მნიშვნელოვანია; თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ ენერგიის წყარო, რომ ყველაფერი იმუშაოს!

ნაბიჯი 14: შექმენით EEG კაბელი

ეს კაბელი აგებულია EEG ჩიპის, 3 ტყვიის ელექტროდის კაბელის და UC-E6 კაბელის გამოყენებით. EEG ჩიპი უნდა იყოს სათანადოდ გასწორებული ისე, რომ ბოლო, სადაც ნათქვამია "EEG", იყოს დაკავშირებული ელექტროდის კაბელთან, როგორც ეს ნაჩვენებია ზემოთ სურათზე.

ნაბიჯი 15: მავთულის EEG ფლორის მიკროპროცესორზე

შეაერთეთ EEG კაბელი Flora მიკროპროცესორთან. ზემოთ მოცემულ სურათზე მითითებულია ინსტრუქცია, რომელიც აჩვენებს სათანადო წერტილებს თქვენი მავთულის დასაკავშირებლად. შეიქმნება შემდეგი კავშირები:

1. წითელი მავთული ძალაზე
2. შავი მავთული მიწასთან
3. მეწამული მავთული SCL #3 -მდე

ნაბიჯი 16: შეაერთეთ ელექტროდები თავსაბურავში

ჩაკეტეთ ელექტროდები თავსაბურავის შიგნით. დარწმუნდით, რომ ელექტროდები მოთავსებულია სათანადო პოზიციებზე. თავსაბურავის შიგნიდან ყურება, წითელი ელექტროდი უნდა იყოს მარცხნივ, თეთრი ელექტროდი უნდა იყოს შუაში, ხოლო შავი ელექტროდი მარჯვნივ.

ნაბიჯი 17: შეკერეთ ტანსაცმელი და სამაჯური თავსაბურავზე

ახლა თქვენ დაასრულეთ თქვენი თავსაბურავი! უუუუ!

ნაბიჯი 18: ატვირთეთ კოდი

ახლა თქვენ შეგიძლიათ ატვირთოთ ეს კოდი თქვენს თავსაბურავზე, რათა მისცეთ მას აზროვნების უნარი!

ნაბიჯი 19: დაუკავშირეთ თავსაბურავი ტელეფონს

გახსენით Adafruit Bluefruit LE Connect აპლიკაცია და დაუკავშირეთ თქვენი ტელეფონი Adafruit Bluefruit LE.

ნაბიჯი 20: ჩაიცვი თავსაბურავი და შეაგროვე მონაცემები

ახლა შეგიძლია თავსაბურავი დაიდო და გამოსცადო! თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ "UART" Adafruit Bluefruit LE Connect აპლიკაციაში, რათა ნახოთ მონაცემები, როგორც ეს შემოდის.

ნაბიჯი 21: მონაცემების ექსპორტი ტელეფონიდან კომპიუტერში

მას შემდეგ რაც თქვენი მონაცემები შეგროვდება, შეგიძლიათ მონაცემების ექსპორტი მრავალჯერადი ფაილის ფორმატში. ჩვენ გირჩევთ ექსპორტირება როგორც.txt ფაილი Excel- ში ანალიზისთვის.

ნაბიჯი 22: მონაცემთა ანალიზი

აქ მოცემულია გრაფის ტიპის მაგალითი, რომლის გაკეთებაც შეგიძლიათ თქვენი თავსაბურავის მონაცემების ვიზუალიზაციისა და ინტერპრეტაციისთვის. ჩვენ გვაქვს დელტა, თეტა, ალფა და ბეტა დიაპაზონები, რომლებიც ყველა გამორთულია, რათა ნახოთ რომელ დიაპაზონშია თითოეული წერტილი.

ნაბიჯი 23: დამატებითი იდეები

Sleep Reader Headband– ის დასრულების შემდეგ, თავისუფლად შეისწავლეთ დიზაინის გარკვეული ცვლილებები. იქნებ შეეცადოთ შეცვალოთ კოდი მონაცემების ავტომატურად შეგროვების მიზნით და შექმნათ ანგარიში, რომელიც აფასებს მომხმარებლის ძილის რეჟიმს. ან შეგიძლიათ დაუკავშიროთ რეალურ დროში საათი, რათა აკონტროლოთ ღამის ზუსტი დრო, როდესაც მომხმარებელი იძინებს, პროგრესირებს ღრმა ძილით და REM ძილით და იღვიძებს. შესაძლოა, თქვენ დაინტერესებული ხართ ძილის საუბრის ჩაწერით, ამ შემთხვევაში შეგიძლიათ ჩართოთ აუდიო ჩამწერი, რომელიც გააქტიურებულია, როდესაც მომხმარებელი აღწევს REM ძილს. შესაძლებლობები უსასრულოა!

ნაბიჯი 24: აღიარება

ამ პროექტის კოდის ფურიერი გარდაქმნის ნაწილმა გამოიყენა ნორვეგიული შემოქმედების ამ გვერდზე განთავსებული კოდი. ასევე, კოდის ნეოპიქსელის ნაწილი მიუთითებდა ადაფრუტის მიერ მოწოდებულ მაგალითებზე.