Pengesan Wink: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Instruksional ini menerangkan bagaimana membuat "wink-detector" dari sensor AD8232 ECG (elektrokardiogram) yang diubahsuai, LM324-N quad op-amp, Arduino Uno R3, dan head-band buatan sendiri.

Pengesan mempunyai dua output … satu untuk ketika anda mengedipkan mata kiri anda … dan satu untuk ketika anda mengedipkan mata kanan.

Kelipan biasa, yang melibatkan kedua mata, tidak dihiraukan.

Aplikasi untuk litar ini merangkumi:

• antara muka permainan
• teknologi bantu

Diperlukan sedikit alat … hanya besi pematerian dan pisau tajam.

Pengubahsuaian sensor, yang dapat dibalikkan, memerlukan anda:

• potong dua trek
• tambah dua jambatan solder / seluar pendek
• tambah pautan wayar pendek

Anggaran kos komponen adalah $ 15.00

Gambar

• Foto sampul menunjukkan pandangan dekat pengesan wink
• Foto 2 menunjukkan kedudukan anggaran untuk ikat kepala.
• Video menunjukkan pengesan wink sedang beroperasi. Tiga penutup mata berturut-turut dibuat dengan mata masing-masing.

Langkah 1: Senarai Bahagian

Bahagian berikut diperoleh dari

• 1 sahaja modul monitor jantung AD8232 ECG
• 1 sahaja Arduino Uno R3

Bahagian berikut diperoleh secara tempatan:

• 1 sahaja LM324 quad-op-amp
• 1 perintang 220K ohm sahaja 1/8 watt
• 2 perintang 120k ohm sahaja 1/8 watt
• 1 perintang 15K ohm sahaja 1/8 watt
• 2 perintang 10k ohm sahaja 1/8 watt
• 1 hanya perintang 1200 ohm 1/8 watt

Pelbagai item sudah ada:

• papan roti
• wayar tembaga terkandas
• pateri

Anggaran kos komponen adalah $ 15

Langkah 2: Litar

Gambarajah litar "wink detector" ditunjukkan dalam foto 1

Litar ini terdiri daripada modul sensor jantung EC82 AD8232 yang diubah, quad-op-amp LM324, Arduino Uno R3, beberapa perintang, dan dua LED.

Bentuk gelombang keluaran dari AD8232 melayang sekitar 1.5 volt DC.

Apabila mata kiri mengedipkan bentuk gelombang output AD8232 naik ke arah 3.3 volt. Apabila bentuk gelombang melebihi 2.8 volt, output pembanding berkedip kiri berubah dari sifar hingga 5 volt seperti yang ditunjukkan dalam foto 2.

Apabila mata kanan mengedipkan bentuk gelombang output AD8232 jatuh ke arah voltan sifar. Apabila bentuk gelombang jatuh di bawah 0.2 volt, output pembanding berkedip kanan berubah dari sifar hingga 5 volt seperti yang ditunjukkan dalam foto 3.

Berkedip normal tidak memberi kesan pada output kerana setara dengan dua kilatan simulataneous dan tidak mungkin output AD8232 bergerak dalam dua arah yang bertentangan pada masa yang sama.

AD8232 dibekalkan dengan satu set pad dan plumbum ECG bersalut gel. Selepas beberapa penggunaan, bantalan cenderung jatuh. Untuk mengatasi ini, saya melekatkan beberapa pad keluli kalengan pada ikat kepala yang terbuat dari lanyard lama dan Velcro. Perincian mengenai cara membuat head-band ini dijelaskan di tempat lain dalam artikel ini.

Langkah 3: Pengubahsuaian Litar AD8232

Papan litar yang tidak diubah ditunjukkan dalam foto 1

Apabila digunakan sebagai monitor jantung, petunjuk ECG disambungkan seperti berikut:

• Lengan kanan disambungkan ke RA
• Lengan kiri disambungkan ke LA
• Kaki kanan disambungkan ke RL

Papan litar ubah suai ditunjukkan dalam foto 2

Selepas pengubahsuaian, petunjuk menjadi:

• Kening kanan disambungkan ke RA
• Kening kiri disambungkan ke LA
• Dahi disambungkan ke RL

Litar asal

Gambarajah blok ringkas monitor jantung asal ditunjukkan dalam foto 3.

Gambar rajah ini dibuat dengan memadankan nilai komponen dalam skema Sparkfun "Heart Monitor" [1] dengan AD8232 "Functional Block Diagram" [2]

Apabila digunakan sebagai monitor jantung, kedua input ke penguat instrumentasi AD8232 diikat pada rel bekalan 3.3 volt melalui perintang 10M. Penguat instrumentasi, bagaimanapun, tidak dapat beroperasi kecuali kedua-dua petunjuk input berpotensi pada pertengahan rel.

Potensi rel pertengahan diperoleh dengan menyuntik arus kecil (10uA) dari plumbum RLD (kaki kanan) ke kaki anda. Kami telah membuat pembahagi voltan dengan berkesan menggunakan badan anda sebagai salah satu perintang.

Tujuan sebenar petunjuk RLD dijelaskan dalam lembaran data AD8232 … Saya hanya melihatnya dari sudut pandangan yang berbeza.

Litar yang diubah suai

Skema blok pengubahsuaian litar ditunjukkan pada foto 3.

Daripada mencari degupan jantung, pengesan wink mencari perbezaan potensi elektrik. Oleh itu, ia mesti beroperasi sepenuhnya setiap saat … kedua-dua input penguat instrumentasi harus diikat pada potensi rel pertengahan seperti Vref (1.5 volt)

Ini dicapai dengan memotong trek yang menghubungkan kedua-dua perintang 10M ke bekalan 3.3 volt dan bergabung dengan hujung pemotong ke Vref melalui pautan wayar kecil. Kedua-dua input penguat instrumentasi sekarang berada pada potensi rel tengah yang bermaksud output AD8232 melayang sekitar 1.5 volt DC.

Kami juga tidak memerlukan petunjuk RLD … mari gunakan petunjuk ini untuk meningkatkan CMRR (nisbah penolakan mod biasa) sistem dengan meningkatkan potensi tubuh anda ke midrail. Ini dicapai dengan memotong trek ke pin AD8232 RLD dan menyambung hujung potong ke Vref.

Lembaran data AD8232 mengesyorkan agar pin RLD dan RLDF (maklum balas pemacu kaki kanan) dipendekkan semasa menggunakan litar dua plumbum. Ini dicapai dengan memendekkan kapasitor yang bergabung dengan dua pin ini.

Rujukan

[1]

cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Biomet…

[2]

www.analog.com/media/en/technical-document…

Langkah 4: Ikat Kepala

Ikat kepala dibuat dari tali leher lama, panjang Velcro, dan beberapa cangkuk Velcro. Perincian pembinaan ditunjukkan dalam foto 1..4

Pelapik dibuat dari plat timah nipis … Saya menggunakan bahagian bawah bekas cat lama … dan dilekatkan pada tali pengikat dengan tab sempit yang dipotong dari plat timah yang sama. Ini membolehkan pembalut meluncur di sekitar ikat kepala.

Kusam tepi pad logam dengan fail dan pasir permukaan permukaan dengan ringan. Solder monitor jantung menuju ke tab logam yang terdedah.

Adalah penting bahawa pembalut membuat sentuhan kulit yang baik … gel hubungan perubatan disyorkan tetapi saya dapati pelembap tangan juga berfungsi.

Saiz pad tidak kritikal… sejak itu saya mengurangkan lebarnya sambil bereksperimen dengan jarak pad yang lebih dekat… mengurangkan ukurannya tidak membuat perbezaan.

Langkah 5: Perisian

Arahan

Muat naik fail yang dilampirkan "wink_detector_4.ino" ke Arduino anda dan jalankan.

Catatan

Kodnya sangat mudah … ia hanya memilih setiap output pengesan kedipan dan memancarkan LED yang sesuai setiap kali pembanding mengubah keadaan.

Tetapi ada tangkapan… kedipan kuat boleh menyebabkan LED bertentangan berkelip.

Jejak teratas dalam foto 1 menunjukkan output AD8232 merosot ke sifar volt berikutan sekelip mata kiri yang kuat. Pembanding mata kanan (jejak bawah) melihat ini sebagai rambang mata kanan dan menghasilkan output palsu.

Foto 2 menunjukkan kedua-dua output perbandingan untuk mata kiri yang kuat. Pembanding kanan masih menghasilkan output 800mS palsu selepas kilatan kiri bermula.

Penyelesaian perisian digunakan untuk mengatasi ini … pengesan pertama yang melihat sekelip mata mematikan pengesan lain selama 1 saat. Tempoh ini boleh disesuaikan dalam tajuk kod,

Langkah 6: Ringkasan

Instruksional ini menerangkan cara menukar Sparkfun AD8232 "Heart Monitor" menjadi "Wink Detector".

Perincian pembinaan untuk ikat kepala boleh laras juga disediakan.

Kod Arduino menghilangkan pencetus palsu kerana terlalu banyak keluar dari output AD8232 dengan adanya kedipan kuat.

Aplikasi untuk litar ini merangkumi:

• antara muka permainan
• teknologi bantu

Anggaran kos komponen adalah $ 15.00

Klik di sini untuk melihat arahan saya yang lain.