EEG AD8232 Giai đoạn 2: 5 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Vì vậy, gã già lười biếng này (L. O. G.) đã xây dựng điện não đồ:

www.instructables.com/id/EEG-AD8232-Phase-…

Nó có vẻ hoạt động ổn nhưng một trong những điều tôi không thích về nó là kết nối với máy tính. Tôi lấy đó làm cái cớ để không thực hiện bất kỳ thử nghiệm nào. Một mối quan tâm khác của tôi là có vẻ như tôi đang nhận được một số tiếng ồn đường dây điện AC trong tín hiệu của mình.

Trong một số thử nghiệm trước đó, tôi thấy mức tăng đột biến 40Hz bí ẩn dường như biến mất khi tôi ngắt kết nối USB và chạy nó bằng pin. Xem hình ảnh.

Dù sao, tôi đã thực hiện một số thử nghiệm với các mô-đun Bluetooth HC05 và HC06 và có thể làm cho chúng hoạt động:

www.instructables.com/id/OldMan-and-Blueto…

Như đã đề cập, đồng nghiệp của Giáo viên hướng dẫn, lingib đã phát hành Màn hình điện não đồ của mình:

www.instructables.com/id/Mind-Control-3-EE…

Anh ấy viết mã tốt hơn nhiều so với tôi và cũng phát triển mã Xử lý, vì vậy dự án này dựa trên Màn hình điện não đồ của anh ấy. Đối với Giai đoạn 2, tôi muốn tạo một màn hình điện não đồ chạy bằng pin. (Sẽ cố gắng tham gia Cuộc thi chạy bằng pin)

Bước 1: Thiết kế mô-đun không dây

Đối với bộ vi điều khiển, tôi sẽ sử dụng một Micro Pro 3.3V. Arduino này là một thiết bị 3.3V nên nó tương thích với AD8232. Phiên bản Sparkfun sử dụng bộ điều chỉnh điện áp 3.3V MIC5219.

Đối với pin, tôi sẽ sử dụng pin sạc cũ mà tôi tình cờ có. Đây là pin sạc lithium có thể được thiết kế cho điện thoại thông minh.

Như đã thảo luận ở phần sau, tôi phát hiện ra AliExpress Micro Pro sử dụng bộ điều chỉnh điện áp XC6204 thay vì MIC5219.

Vì vậy, thiết kế của tôi là một đường viền nhỏ. Pin Lithium thường từ 3,5 đến 4,2V tùy thuộc vào lần sạc. XC6204 tuyên bố mức tiêu hao điển hình là 200mV với tải lên đến 100mA. Vì vậy, trường hợp xấu nhất khi tải đầy với pin 3,5V, bộ điều chỉnh sẽ xuất ra khoảng 3,3V. Điều này sẽ ổn, nhưng chỉ cần lưu ý những vấn đề có thể xảy ra.

Các thành phần khác là AD8232 được sửa đổi từ Giai đoạn 1 và HC05 được sửa đổi cho mô-đun Bluetooth 3.3V như đã thảo luận trong:

www.instructables.com/id/OldMan-and-Blueto…

Để thuận tiện, tôi đã sử dụng Eagle Cadsoft và tạo PCB bằng phương pháp này:

www.instructables.com/id/Vinyl-Sticker-PCB…

Các tệp Schematic và Eagle được đính kèm.

Tôi đo điện năng tiêu thụ: nó là 58mA. Tại một thời điểm, tôi đã kiểm tra pin này cho dung lượng 1750mA giờ, cho thời gian chạy khoảng 30 giờ sau một lần sạc.

Đối với đầu nối pin, tôi đã sử dụng đầu nối JST2.0 2pin để nó khớp với Adafruit M4 Express của tôi. Nhiều loại pin trong số này có ba điểm tiếp xúc nhưng chỉ cần đo bằng đồng hồ vạn năng khoảng 4V và hàn dây vào pin. Tôi đã sử dụng keo nóng để niêm phong và hỗ trợ kết nối.

CẢNH BÁO: Một số đầu nối JST2.0 có dây Đỏ và Đen được đảo ngược khỏi Adafruit.

Tôi cũng đã thêm đầu nối JST2.0 vào bộ sạc pin Lithium. Xem hình.

Bước 2: Đóng gói và phác thảo

Để có ích cho tôi, điện não đồ của tôi cần phải di động được. Tôi đã có một túi nhỏ cho một dự án khác. Tôi đã khâu một số Velcro ở mặt sau. Tôi đã khâu một dây đeo băng tay với chiếc Velcro khác và một số dây thun, được đo để vừa với cánh tay của tôi. Điện não đồ đi vào túi và gắn vào băng đeo tay. Xem hình ảnh.

Để làm cho băng đô dễ sử dụng hơn, (thay vì hàn), tôi đã lấy một bộ mở rộng cáp âm thanh 3,5 mm, cắt một đầu và kết nối nó với các cảm biến của băng đô và mặt đất của tai nghe. Điều này sẽ cắm vào mô-đun AD8232.

MẸO: Tôi giả định rằng đầu nối sẽ giống như cáp âm thanh tiêu chuẩn với Trái ở đầu, Phải ở giữa và Mặt đất dưới cùng. Điều đó không chính xác cho AD8232 vì vậy tôi đã phải cuộn lại nó, xem hình ảnh.

HC05 ban đầu có các chân đi ra song song với PCB. Để làm cho nó phẳng hơn, tôi đã nắn chúng để chúng nằm ở góc vuông với PCB, xem hình. Mặc dù các chân cắm không đồng đều không cố ý nhưng nó giúp kết nối điện tốt hơn.

Hình ảnh tiếp theo cho thấy điện não đồ không dây đã lắp ráp, sau đó nó sẽ đi vào túi như thế nào, sẽ dán vào băng đeo tay.

Một vài hình ảnh cho thấy tất cả được đính kèm như thế nào.

Bản phác thảo Arduino được đính kèm, fix_FFT_EEG_wireless.ino

Điều này dựa trên mã lingib với một vài dòng được thêm vào cho giao tiếp HC05.

Bước 3: Trạm gốc

Vì vậy, EEG Wireless này sẽ hoạt động với một trong các bộ điều hợp CP2102-HC06 của tôi để hiển thị dữ liệu thời gian thực trên PC bằng Xử lý từ:

www.instructables.com/id/Mind-Control-3-EE…

Suy nghĩ của tôi: vì vậy sóng não đại diện cho những gì bộ não của bạn đang làm. Vì vậy, nếu tôi đang xem sóng não của mình đang làm gì trên màn hình máy tính, thì quá trình nhìn vào màn hình và suy nghĩ về nó sẽ ảnh hưởng đến điện não đồ của tôi. Vì vậy, tôi muốn tùy chọn ghi lại điện não đồ của mình mà không cần phải xem chúng. Tôi quyết định ghi dữ liệu có dấu thời gian vào thẻ micro SD để có thể thực hiện một số phân tích ngoại tuyến.

Khái niệm là, ví dụ, nếu tôi đang kiểm tra xem một số nhịp đập hai tai ảnh hưởng đến sóng não của tôi như thế nào, tôi có thể viết ra thời gian và nhịp đập mà tôi đang nghe và sau đó xem xét dữ liệu điện não đồ của tôi để xem liệu có một số tác động trong và sau đó. khoảng thời gian đó.

Điều này sẽ sử dụng một trạm gốc, về cơ bản là một Micro Pro khác với HC06 để nhận dữ liệu từ EEG không dây, một DS3231 RTC để ghi lại thời gian và một bộ chuyển đổi thẻ nhớ microSD để lưu dữ liệu được đánh dấu thời gian vào thẻ nhớ microSD. Về cơ bản, điều này giống như Nhiệt kế IR của tôi:

www.instructables.com/id/IR-Thermometer-fo…

Trên thực tế, tôi sẽ để lại tùy chọn sử dụng nhiệt kế IR và DHT22 (nhiệt độ và độ ẩm) trên PCB.

Dưới đây là các thành phần chính:

3.3V Micro Pro Arduino

DS3231 RTC (đã sửa đổi)

(bổ sung trong tương lai nhiệt độ DHT22 / RH)

HC06

(bổ sung trong tương lai Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại MLX90614)

Bộ chuyển đổi thẻ nhớ microSD 5V

Sự tiêu thụ năng lượng:

Vì có rất nhiều cảm biến được gắn vào Micro Pro này, tôi sẽ chú ý một chút đến dòng điện.

Bộ điều chỉnh điện áp trên Micro Pro đang cấp nguồn cho tất cả các cảm biến.

(Sparkfun Micro Pro có bộ điều chỉnh MIC5219 3.3v có thể cung cấp dòng điện 500mA.)

AliExpress 3.3v Micro Pro mà tôi mua dường như có bộ điều chỉnh Torex XC6204B. Điều này được gợi ý bởi phần đánh dấu mà tôi hầu như không thể đọc được nhưng nó trông giống như 4B2X.

4B là viết tắt của XC6204B, 2 có nghĩa là đầu ra 3.3V.

Theo như tôi có thể nói, XC6204B đầu ra tối đa là 150mA (ít hơn rất nhiều so với MIC5219 500mA). Tuy nhiên.

Tôi không thể tìm thấy bất kỳ dữ liệu nào về bản vẽ hiện tại nhàn rỗi của 3.3V Micro Pro. Vì vậy, tôi quyết định đo một số:

3.3V Pro Micro 11.2mA

3.3V L. O. G. Nhịp hai tai 20mA

3.3V EEG không dây 58mA

Dòng điện tối đa của biểu dữ liệu DS3231 ở 3V là 200uA hoặc 0,2mA.

Dòng điện tối đa của bảng dữ liệu DHT22 là 2,5mA.

HC06 là 8,5mA ở chế độ hoạt động (40mA ở chế độ ghép nối)

Biểu dữ liệu MLX90614 mà tôi không chắc có vẻ như dòng điện tối đa là 52mA.

Vì vậy, cộng tất cả chúng lại là khoảng 85mA, không nhỏ hơn 150mA rất nhiều. Nhưng chắc không sao đâu.

Bộ chuyển đổi thẻ nhớ microSD được cấp nguồn bởi chân RAW 5V.

Tôi đã đính kèm một sơ đồ của trạm gốc. Protoboard mà tôi đang sử dụng và bản phác thảo để theo dõi không bao gồm nhiệt kế DHT22 hoặc IR.

Bước 4: Phác thảo

Về cơ bản, bản phác thảo nhận dữ liệu do EEG HC05 không dây gửi qua HC06 bị ràng buộc, nó gửi dữ liệu ra cổng USB của nó ở định dạng giống như EEG không dây để EEG_Monitor_2 (Đang xử lý) có thể đọc và hiển thị.

Nó cũng lấy ngày và giờ từ DS3231 RTC và thời gian đóng dấu dữ liệu và ghi vào thẻ nhớ microSD ở định dạng CSV (các giá trị được phân tách bằng dấu phẩy).

VẤN ĐỀ 1: Điện não đồ không dây đang gửi dữ liệu Bluetooth tới HC06 của tôi ở tốc độ 115, 200 baud. Rõ ràng HC06 của tôi không thể giao tiếp chính xác ở tốc độ đó vì nó đang nhìn thấy rác. Vâng, tôi đã thử với nó, cuối cùng nó đã hoạt động bằng cách đặt cả HC05 và HC06 thành 19, 200 baud.

VẤN ĐỀ 2: Ban ngày Tiết kiệm thời gian là một vấn đề đối với tôi. Tôi đã xem qua những điều sau đây của JChristensen:

forum.arduino.cc/index.php?topic=96891.0

github.com/JChristensen/Timezone

Để sử dụng điều này, trước tiên bạn phải đặt RTC thành UTC (Giờ phối hợp quốc tế), đây là thời gian ở Greenwich, Anh. Tôi không biết làm thế nào để làm điều đó nhưng đã tìm thấy bài viết này:

www.justavapor.com/archives/2482

Đã viết lại nó cho Mountain time (đính kèm) UTCtoRTC.ino

Điều này đặt DS3231 thành giờ UTC, muộn hơn 6 giờ so với giờ Miền núi.

Sau đó, tôi kết hợp múi giờ vào Sketch của mình. Thành thật mà nói, tôi chưa thử nghiệm nó nên chỉ giả định rằng nó hoạt động.

VẤN ĐỀ 3: Một trong những vấn đề với Bluetooth (và hầu hết các giao tiếp nối tiếp khác) là nó không đồng bộ. Điều đó có nghĩa là bạn không thực sự biết khi nào dữ liệu bắt đầu và bạn có thể đang xem ở giữa luồng dữ liệu.

Vì vậy, những gì tôi đã làm là bắt đầu mỗi gói dữ liệu với một "$" và tìm kiếm nó trong trạm cơ sở của tôi. Một cách tốt hơn để làm điều này được gọi là bắt tay trong đó người gửi gửi một số dữ liệu sau đó đợi người nhận gửi lại xác nhận đã nhận. Vì mục đích này, tôi không lo lắng nếu thỉnh thoảng tôi bỏ lỡ một gói tin.

Sketch được đính kèm, basecode.ino

Bước 5: Kết luận

Thật không may, kể từ khi tôi bắt đầu dự án này, tôi đã mất khả năng thực sự tập trung vào các dự án. Tôi muốn thực hiện một số thử nghiệm thực tế với điện não đồ này, đặc biệt là với nhịp hai tai. Có thể một ngày nào đó.

Nhưng tôi nghĩ rằng tôi đã cung cấp đủ thông tin để những người khác xây dựng dự án này.

Tôi đang trong quá trình phát triển một số mã băng tần 5. Ý tưởng là hiển thị năm dải sóng não là delta, theta, alpha, beta và gamma. Tôi nghĩ rằng bản phác thảo baseband hoạt động, tôi không nghĩ rằng fix_FFT hoạt động cho Xử lý nhưng tôi đã đính kèm nó cho những ai có thể quan tâm.