Kacsintásérzékelő: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ez az oktatható utasítás elmagyarázza, hogyan lehet „kacsintás-érzékelőt” készíteni egy módosított AD8232 EKG (elektrokardiogram) érzékelőből, egy LM324-N quad op-amp-ből, egy Arduino Uno R3-ból és egy házi készítésű fejpántból.

Az érzékelőnek két kimenete van … az egyik a bal szeme kacsintására… a másik a jobb szemének kacsintására.

A normál pislogásokat, amelyek mindkét szemet érintik, figyelmen kívül hagyják.

Az áramkör alkalmazásai a következők:

• játékfelületek
• kisegítő technológia

Kevés szerszám szükséges … csak forrasztópáka és éles kés.

A visszafordítható érzékelő -módosítások megkövetelik, hogy:

• két vágányt vágni
• adjon hozzá két forrasztóhidat/rövidnadrágot
• adjon hozzá egy rövid vezetékes linket

Az alkatrészek becsült költsége 15,00 USD

Képek

• A borítóképen a kacsintás-érzékelő közeli nézete látható
• A 2. fotó a fejpánt hozzávetőleges helyzetét mutatja.
• A videó azt mutatja, hogy a kacsintás-érzékelő működik. Mindkét szemmel három egymást követő kacsintás történik.

1. lépés: Alkatrészlista

A következő részeket a https://www.aliexpress.com/ webhelyről szerezték be

• 1 csak AD8232 EKG szívmonitor modul
• 1 csak az Arduino Uno R3

A következő alkatrészeket szerezték be helyben:

• 1 csak LM324 quad-op-erősítő
• 1 csak 220K ohmos ellenállás 1/8 watt
• 2 csak 120K ohmos 1/8 wattos ellenállás
• 1 csak 15K ohmos ellenállás 1/8 watt
• 2 db 10K ohmos ellenállás 1/8 watt
• 1 csak 1200 ohmos ellenállás 1/8 watt

Már rendelkezésre álló egyéb termékek:

• kenyeretábla
• sodrott rézhuzal
• forrasztani

Az alkatrészek becsült költsége 15 dollár

2. lépés: Áramkör

A „kacsintás -érzékelő” kapcsolási rajza az 1. képen látható

Az áramkör egy módosított AD8232 EKG szívérzékelő modult, egy LM324 quad-op-erősítőt, egy Arduino Uno R3-at, néhány ellenállást és két LED-et tartalmaz.

Az AD8232 kimeneti hullámalakja körülbelül 1,5 voltos egyenáramú.

Amikor a bal szem kacsint, az AD8232 kimeneti hullámforma 3,3 volt felé emelkedik. Amikor a hullámforma meghaladja a 2,8 V-ot, a balra kacsintó komparátor kimenete nulláról 5 voltra változik, amint az a 2. képen látható.

Amikor a jobb szem kacsint, az AD8232 kimeneti hullámforma nulla volt felé csökken. Amikor a hullámforma 0,2 volt alá csökken, a jobb oldali kacsintás összehasonlító kimenete nulláról 5 voltra változik, amint a 3. képen látható.

A normál villogások nincsenek hatással a kimenetre, mivel két szimuláns pislogásnak felelnek meg, és nem lehetséges, hogy az AD8232 kimenet egyszerre két ellentétes irányba menjen.

Az AD8232 gélbevonatú EKG párnákat és vezetékeket tartalmaz. Néhány használat után a párnák leesnek. Ennek ellensúlyozására néhány ónozott acél párnát rögzítettem egy fejpánthoz, amely egy régi kötőfűből és tépőzárból készült. Ennek a fejpántnak a felépítésével kapcsolatos részleteket ebben a cikkben máshol ismertetjük.

3. lépés: AD8232 áramkör módosítások

Az 1. képen egy módosítatlan áramköri lap látható

Szívmonitorként használva az EKG vezetékek az alábbiak szerint vannak csatlakoztatva:

• A jobb kar RA -hoz van csatlakoztatva
• A bal kar LA -hez van csatlakoztatva
• A jobb láb csatlakozik az RL -hez

A 2. képen egy módosított áramköri lap látható

A módosítások után a vezetékek a következők:

• A jobb szemöldök RA -hoz van csatlakoztatva
• A bal szemöldök LA -hez van csatlakoztatva
• A homlok RL -hez van csatlakoztatva

Az eredeti áramkör

Az eredeti szívmonitor egyszerűsített tömbvázlata látható a 3. fotón.

Ez a diagram úgy jött létre, hogy a Sparkfun „Heart Monitor” sematikus [1] összetevőinek értékeit az AD8232 „Functional Block Diagram” [2] -hoz illesztette.

Szívmonitorként használva az AD8232 műszeres erősítő mindkét bemenete a 3,3 voltos tápcsatlakozóhoz van kötve 10M ellenálláson keresztül. A műszeres erősítő azonban csak akkor működik, ha a két bemeneti vezeték a sín közepén van.

A középsín potenciálját úgy kapjuk meg, hogy apró (10uA) áramot fecskendezünk az RLD (jobb láb meghajtó) vezetékből a lábadba. Hatékonyan létrehoztunk egy feszültségosztót, amely a testét használja az ellenállások egyikeként.

Az RLD vezeték tényleges célját az AD8232 adatlap ismerteti … Csak más szemszögből nézem.

A módosított áramkör

Az áramkör módosításainak blokkvázlata a 3. képen látható.

Ahelyett, hogy szívveréseket keresne, a kacsintásérzékelő az elektromos potenciál különbségeit keresi. Ennek megfelelően mindenkor teljes mértékben működőképesnek kell lennie… a műszererősítő mindkét bemenetét egy középsínű potenciálhoz kell kötni, mint például a Vref (1,5 volt)

Ezt úgy érik el, hogy elvágják a vágányt, amely mindkét 10M ellenállást a 3,3 voltos tápellátáshoz köti, és a vágott végét egy kis drótkötél segítségével összekapcsolják a Vref -fel. A műszererősítő mindkét bemenete a sín közepén van, ami azt jelenti, hogy az AD8232 kimenet körülbelül 1,5 voltos DC-t lebeg.

Nincs szükségünk az RLD vezetékre sem … használjuk ezt a vezetéket a rendszer CMRR (közös módú elutasítási arány) javítására azáltal, hogy a testet a középvonali potenciálra emeljük. Ezt úgy érik el, hogy a vágányt az AD8232 RLD csaphoz vágják, és a vágóvéget a Vref -hez csatlakoztatják.

Az AD8232 adatlapja azt javasolja, hogy az RLD és az RLDF (jobb láb meghajtó visszacsatolás) csapjait rövidre zárják, ha kétvezetékes áramkört használnak. Ezt úgy érjük el, hogy rövidre zárjuk a két csapot összekötő kondenzátort.

Hivatkozások

[1]

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

[2]

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

4. lépés: A fejpánt

A fejpántot egy régi, tépőzáras húrból és néhány tépőzáras horogból készítették. Az építési részleteket az 1..4

A betétek vékony ónlemezből készültek … Egy régi festékdoboz alját használtam … és ugyanazon ónlemezből kivágott keskeny fülekkel vannak rögzítve a kötélhez. Ez lehetővé teszi a párnák csúszását a fejpánt körül.

Fésülje le a fém párnák széleit egy reszelővel, és enyhén csiszolja le az érintkező felületeket. A szívmonitor forrasztása a kitett fém fülekhez vezet.

Fontos, hogy a párnák jól érintkezzenek a bőrrel… orvosi kontakt gél ajánlott, de azt tapasztaltam, hogy a kéz hidratálója is működik.

A betét mérete nem kritikus … Azóta csökkentettem a szélességet, miközben közelebbi betéttávolsággal kísérleteztem… a méret felére csökkentése nem hozott különbséget.

5. lépés: Szoftver

Utasítás

Töltse fel a csatolt „wink_detector_4.ino” fájlt Arduino -jára, és futtassa.

Megjegyzések

A kód rendkívül egyszerű… egyszerűen lekérdezi a két kacsintás-érzékelő kimenetet, és felvillan a megfelelő LED, amikor egy összehasonlító állapot megváltozik.

De van egy fogás … az erős kacsintás az ellenkező LED villogását okozhatja.

Az 1. kép felső nyomvonala azt mutatja, hogy az AD8232 kimenete nulla voltra csökken a bal szem erős kacsintása után. A jobb szem összehasonlítója (alsó nyom) ezt jobb kacsintásnak tekinti, és hamis kimenetet generál.

A 2. fotó mindkét összehasonlító kimenetet mutatja az erős bal-kacsintás érdekében. A jobb oldali összehasonlító továbbra is hamis kimenetet generál 800mS után a bal kacsintás elindítása után.

Szoftveres megoldást használnak ennek kiküszöbölésére… az első érzékelő, aki kacsintást lát, letiltja a másik érzékelőt 1 másodpercre. Ez az időszak beállítható a kód fejlécében,

6. lépés: Összefoglalás

Ez az oktatható utasítás elmagyarázza, hogyan lehet Sparkfun AD8232 „szívmonitorot” „kacsintás -érzékelővé” alakítani.

Az állítható fejpánt szerkezeti részletei is rendelkezésre állnak.

Az Arduino kód kiküszöböli az AD8232 kimenet túllépése miatti hamis aktiválást erős kacsintások jelenlétében.

Az áramkör alkalmazásai a következők:

• játékfelületek
• kisegítő technológia

Az alkatrészek becsült költsége 15,00 USD

Kattintson ide a többi utasításom megtekintéséhez.