EEG AD8232 Tahap 2: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Oleh itu, Lazy Old Geek (L. O. G.) ini membina EEG:

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

Nampaknya berfungsi baik-baik saja tetapi salah satu perkara yang saya tidak suka ialah menambat ke komputer. Saya menggunakannya sebagai alasan untuk tidak melakukan sebarang ujian. Keprihatinan lain yang saya ada ialah nampaknya saya mendapat sedikit bunyi saluran kuasa AC dalam isyarat saya.

Semasa beberapa ujian sebelumnya, saya melihat lonjakan 40Hz misterius yang nampaknya hilang ketika saya memutuskan sambungan USB dan menggunakan bateri. Lihat gambar.

Bagaimanapun, saya melakukan beberapa ujian dengan modul Bluetooth HC05 dan HC06 dan dapat membuatnya berfungsi:

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

Seperti yang telah disebutkan, sesama Instructabler, lingib mengeluarkan EEG Monitornya:

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

Dia menulis kod yang jauh lebih baik daripada saya dan juga mengembangkan kod Pemprosesan, jadi projek ini berdasarkan EEG Monitornya. Untuk Tahap 2, saya ingin membuat monitor EEG berkuasa bateri. (Akan cuba masuk dalam Peraduan Bertenaga Bateri)

Langkah 1: Reka Bentuk Modul Tanpa Wayar

Untuk mikrokontroler saya akan menggunakan Pro 3.3V Micro. Arduino ini adalah peranti 3.3V sehingga serasi dengan AD8232. Versi Sparkfun menggunakan pengatur voltan 3.3V MIC5219.

Untuk bateri, saya akan menggunakan bateri boleh dicas semula lama yang kebetulan saya miliki. Ini adalah bateri lithium yang boleh dicas semula yang mungkin direka untuk telefon pintar.

Seperti yang dibincangkan kemudian, saya mendapat tahu AliExpress Micro Pro menggunakan pengatur voltan XC6204 dan bukannya MIC5219.

Jadi reka bentuk saya sedikit sempadan. Bateri litium biasanya 3.5 hingga 4.2V bergantung pada casnya. XC6204 menuntut penurunan biasa 200mV dengan muatan hingga 100mA. Oleh itu, senario terburuk dengan beban penuh dengan bateri 3.5V, pengatur yang dikeluarkan adalah sekitar 3.3V. Ini semestinya baik-baik saja, tetapi hanya menyedari kemungkinan masalah.

Komponen lain adalah AD8232 yang diubah dari Fasa 1 dan HC05 yang diubah suai untuk modul Bluetooth 3.3V seperti yang dibincangkan dalam:

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

Untuk kemudahan saya menggunakan Eagle Cadsoft dan membuat PCB menggunakan kaedah ini:

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

Fail skematik dan Helang dilampirkan.

Saya mengukur penggunaan kuasa: ia adalah 58mA. Pada satu masa, saya menguji bateri ini dengan kapasiti 1750mA jam yang memberikan masa jangka masa sekitar 30 jam dengan pengisian.

Untuk penyambung bateri, saya menggunakan penyambung 2pin JST2.0 supaya ia sesuai dengan Adafruit M4 Express saya. Sebilangan besar bateri ini mempunyai tiga kenalan tetapi hanya mengukur dengan multimeter sekitar 4V dan memateri wayar ke bateri. Saya menggunakan gam panas untuk menutup dan menyokong sambungan.

AMARAN: Beberapa penyambung JST2.0 mempunyai wayar Merah dan Hitam terbalik dari Adafruit.

Saya juga menambahkan penyambung JST2.0 ke pengecas bateri Lithium. Lihat Gambar.

Langkah 2: Pembungkusan dan Lakaran

Untuk menjadi berguna kepada saya, EEG saya mesti mudah alih. Saya mempunyai sedikit beg untuk projek lain. Saya menjahit beberapa Velcro di bahagian belakang. Saya menjahit tali pinggang lengan dengan Velcro yang lain dan sedikit elastik, diukur agar sesuai dengan lengan saya. EEG masuk ke dalam poket dan melekat pada gelang lengan. Lihat gambar.

Untuk menjadikan ikat kepala lebih mudah digunakan, (alih-alih menyolder) saya mengambil pemanjang kabel audio 3.5mm, memotong salah satu hujungnya dan menyambungkannya ke sensor ikat kepala dan permukaan telinga. Ini akan dimasukkan ke dalam modul AD8232.

PETUA: Saya menganggap penyambungnya seperti kabel audio standard dengan Kiri di hujung, Kanan di tengah dan bawah Tanah. Itu tidak betul untuk AD8232 jadi saya terpaksa menyusunnya semula, lihat gambar.

HC05 yang asli mempunyai pin keluar selari dengan PCB. Untuk menjadikannya lebih rata, saya meluruskannya sehingga mereka berada pada sudut yang tepat dengan PCB, lihat gambar. Walaupun pin yang tidak rata tidak disengaja, ia membuat sambungan elektrik yang lebih baik.

Gambar seterusnya menunjukkan EEG tanpa wayar yang dipasang, kemudian bagaimana ia akan masuk ke dalam poket, yang akan bergerak ke gelang tangan.

Beberapa gambar menunjukkan bagaimana semuanya dilampirkan.

Lakaran Arduino dilampirkan, fix_FFT_EEG_wireless.ino

Ini berdasarkan kod lingib dengan beberapa baris ditambahkan untuk komunikasi HC05.

Langkah 3: Stesen Pangkalan

Jadi EEG Wireless ini akan berfungsi dengan salah satu penyesuai CP2102-HC06 saya untuk memaparkan data masa nyata pada PC menggunakan Pemprosesan dari:

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

Fikiran saya: jadi gelombang otak mewakili apa yang otak anda lakukan. Oleh itu, jika saya melihat apa yang dilakukan gelombang otak saya di skrin komputer, proses melihat dan memikirkannya akan mempengaruhi EEG saya. Oleh itu, saya mahukan pilihan untuk merakam EEG saya tanpa perlu melihatnya. Saya memutuskan untuk merakam data yang dicop waktu ke kad SD mikro supaya saya dapat melakukan analisis luar talian.

Konsepnya, misalnya, bahawa jika saya menguji bagaimana sebilangan rentak binaural mempengaruhi gelombang otak saya, saya dapat menuliskan kapan dan apa degupan yang saya dengar dan kemudian melihat data EEG saya untuk melihat apakah terdapat beberapa kesan semasa dan selepas tempoh masa itu.

Ini akan menggunakan stesen pangkalan, pada dasarnya Micro Pro lain dengan HC06 untuk menerima data dari EEG tanpa wayar, DS3231 RTC untuk merakam waktu dan penyesuai kad microSD untuk menyimpan data yang dicap waktu ke kad microSD. Ini pada dasarnya seperti Termometer IR saya:

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

Sebenarnya saya akan meninggalkan pilihan untuk menggunakan termometer IR dan DHT22 (suhu dan kelembapan) pada PCB.

Berikut adalah komponen utama:

3.3V Micro Pro Arduino

DS3231 RTC (diubah suai)

(penambahan suhu DHT22 / RH masa depan)

HC06

(Penambahan masa depan MLX90614 IR Temp Sensor)

Penyesuai kad microSD 5V

Penggunaan kuasa:

Oleh kerana terdapat banyak sensor yang terpasang pada Micro Pro ini, saya akan memberi sedikit perhatian kepada arus.

Pengatur voltan pada Micro Pro memberi kuasa kepada semua sensor.

(Sparkfun Micro Pro mempunyai pengatur 3.3V MIC5219 di atasnya yang dapat membekalkan 500mA arus.)

AliExpress 3.3v Micro Pro yang saya beli nampaknya mempunyai pengatur Torex XC6204B. Ini dicadangkan oleh tanda yang hampir tidak dapat saya baca tetapi ia kelihatan seperti 4B2X.

4B bermaksud XC6204B, 2 bermaksud output 3.3V.

Sejauh yang saya tahu, XC6204B menghasilkan maksimum 150mA (jauh lebih rendah daripada MIC5219 500mA). Walaupun begitu.

Saya tidak dapat mencari data mengenai undian semasa terbiar dari 3.3V Micro Pro. Oleh itu, saya memutuskan untuk mengukur beberapa:

3.3V Pro Mikro 11.2mA

3.3V L. O. G. Binaural mengalahkan 20mA

3.3V Wireless EEG 58mA

Lembaran data DS3231 maksimum semasa pada 3V ialah 200uA atau 0.2mA.

Maksimum datasheet DHT22 ialah 2.5mA.

HC06 adalah 8.5mA dalam mod aktif (40mA dalam mod berpasangan)

Lembar data MLX90614 saya tidak pasti seperti arus maksimum 52mA.

Oleh itu, menambah semuanya adalah sekitar 85mA yang tidak kurang dari 150mA. Tetapi semestinya tidak mengapa.

Penyesuai kad microSD dikuasakan oleh pin RAW 5V.

Saya telah melampirkan skema stesen pangkalan. Protoboard yang saya gunakan dan lakaran untuk diikuti tidak termasuk termometer DHT22 atau IR.

Langkah 4: Lakarkan

Pada dasarnya, lakaran menerima data yang dihantar oleh EEG tanpa wayar HC05 melalui HC06 yang terikat, ia menghantar data keluar dari port USB dalam format yang sama dengan EEG tanpa wayar sehingga dapat dibaca oleh EEG_Monitor_2 (Pemprosesan) dan dipaparkan.

Ia juga mendapat masa dan tarikh dari DS3231 RTC dan masa mencatat data dan menulisnya ke kad microSD dalam format CSV (nilai dipisahkan koma).

MASALAH1: EEG tanpa wayar menghantar data Bluetooth ke HC06 saya pada 115, 200 baud. Rupa-rupanya HC06 saya tidak dapat berkomunikasi dengan betul pada kelajuan seperti melihat sampah. Baiklah, saya bermain-main dengannya, akhirnya berjaya dengan menetapkan HC05 dan HC06 hingga 19, 200 baud.

MASALAH2: Menjimatkan waktu siang menjadi masalah bagi saya. Saya melihat perkara berikut oleh JChristensen:

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

github.com/JChristensen/Timezone

Untuk menggunakan ini, pertama-tama anda harus menetapkan RTC ke UTC (Coordinated Universal Time), inilah masanya di Greenwich, England. Saya tidak tahu bagaimana untuk melakukannya tetapi menemui artikel ini:

www.justavapor.com/archives/2482

Tulis semula untuk masa Gunung (dilampirkan) UTCtoRTC.ino

Ini menetapkan waktu DS3231 ke UTC, 6 jam kemudian daripada waktu Gunung.

Kemudian saya memasukkan zon waktu ke dalam Sketsa saya. Sejujurnya, saya belum mengujinya dengan hanya menganggap ia berjaya.

MASALAH3: Salah satu masalah dengan Bluetooth (dan kebanyakan komunikasi bersiri lain) adalah ia tidak segerak. Ini bermakna anda tidak benar-benar tahu kapan data bermula dan anda mungkin mencari di tengah aliran data.

Jadi apa yang saya buat adalah memulakan setiap paket data dengan '$' dan mencarinya di stesen pangkalan saya. Cara yang lebih baik untuk melakukan ini disebut berjabat tangan di mana pengirim menghantar beberapa data kemudian menunggu penerima menghantar kembali pengakuan penerimaan. Untuk tujuan ini, saya tidak begitu risau sekiranya saya terlepas sebungkus sekali sekala.

Lakaran dilampirkan, basecode.ino

Langkah 5: Kesimpulan

Malangnya, sejak saya memulakan projek ini, saya kehilangan kemampuan untuk benar-benar fokus pada projek. Saya ingin melakukan beberapa ujian sebenar dengan EEG ini, terutamanya dengan rentak binaural. Mungkin suatu hari nanti.

Tetapi saya rasa saya telah memberikan maklumat yang cukup untuk orang lain untuk membina projek ini.

Saya sedang dalam proses mengembangkan kod 5 band. Ideanya adalah untuk menampilkan lima kumpulan gelombang otak, delta, theta, alpha, beta dan gamma. Saya rasa lakaran baseband berfungsi, saya tidak fikir fix_FFT berfungsi untuk Pemprosesan tetapi saya melampirkannya untuk mereka yang mungkin berminat.