Kézi EEG fókuszmonitor: 32 lépés

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

A főiskolai élet megköveteli az órákra, feladatokra és projektekre való összpontosítást. Sok tanuló nehezen tud összpontosítani ezekben az időkben, ezért olyan fontos, hogy figyelemmel kísérje és megértse a koncentrációs képességét. Létrehoztunk egy bioszenzoros eszközt, amely méri az agyhullámokat, hogy felmérje a fókusz szintjét, és megjelenítse az Ön számára látható adatokat. Az "EEG" rövidítés az elektroencefalográfot jelenti, ami azt jelenti, hogy az agy elektromos tevékenységének rögzítésére használt gép.

Ehhez a bioszenzorhoz EEG jelbemenetre van szükség, és az ujjával nyomja meg a képernyőt, hogy előállítson egy frekvenciagráfot és kinyerhető adatokat (opcionális), amelyek Excelbe másolhatók.

Jogi nyilatkozat: Ez a bioszenzor NEM orvosi eszköz.

Kellékek

• Arduino Uno (23 dollár)
• Kenyeretábla (5,50 dollár)
• 2,8 hüvelykes TFT érintőképernyő az Arduino számára ellenálló érintőképernyővel (34,95 USD)
• Vezetékek (0,95 USD)
• EEG Bitalino (40,79 dollár)
• Elektródák (9,13 USD)
• 3-vezetékes tartozék (21,48 USD)
• Alkoholos törlőkendők (4,65 dollár) (opcionális)
• 9 V -os akkumulátor (2,18 USD)
• 9 V -os elemtartó (1,69 USD)
• A/B típusú USB 2.0 kábel 3,95 USD)

• Eszközök

  • Drótcsíkoló ($ 6.26)
  • Hajszalag / fejhallgató a vezetékek rögzítéséhez a fej felett (opcionális)

Teljes költség: 142 USD (az áringadozásoktól függően)

1. lépés: Előfeltételek

• Néhány alapvető ismeret az agyhullámok olvasásáról hasznos lehet a grafikon megértéséhez, de nem szükséges.

  Ez jó forrás néhány alapvető háttérinformációhoz.

• A kódunk megszerzéséhez Önnek is szüksége lesz a GitHub webhelyére.
• Le kell töltenie az Arduino alkalmazást.

2. lépés: Biztonsági óvintézkedések

• Győződjön meg arról, hogy az áramkör nincs áram alatt (az akkumulátor ki van kapcsolva, az USB nincs bedugva) az áramkör módosítása során.
• Győződjön meg arról, hogy nincs folyadék a közelben, amely kiömlhet az áramkörre.
• FIGYELMEZTETÉS: Ez NEM orvosi eszköz, és nem azonos a pontossága. Használjon megfelelő EEG -t, ha tanulmányoznia kell az agyhullámokat.
• Tartsa szárazon a kezét, amikor az áramkörrel vagy a bioszenzorral dolgozik.

3. lépés: Tippek és tippek

Hibaelhárítás

• Győződjön meg arról, hogy a vezetékek a megfelelő csapokhoz vannak csatlakoztatva. Ha nem, akkor érthetetlen olvasmány jelenik meg.
• Amikor csatlakoztatja a képernyőt, győződjön meg arról, hogy nem illesztett mindent egy tűvel lejjebb (ha azt észleli, hogy a képernyő egyik csapja nincs csatlakoztatva, ezért)
• Győződjön meg arról, hogy megfelelően csatlakoztatta a BITalino -t (az utasításokban látható logó és EEG jel alapján)
• Győződjön meg arról, hogy a képernyő megfelelően be van -e dugva, és a tüskék fémje már nem látható.
• Ha a kód fordítása sikertelen, és nem találnak egy bizonyos könyvtárat, győződjön meg arról, hogy telepítette az összes említett könyvtárat.

Insights

Ne felejtse el figyelembe venni azt a helyet, amelyre a huzal levágásához szükséges, mielőtt hosszúra vágja

• Mielőtt az elektródákat a homlokára helyezi, először mossa le és szárítsa meg, vagy használjon alkoholos törlőkendőt az impedancia csökkentésére.
• Az Arduino Mega használata extra analóg és digitális tűket biztosít, ami azt jelenti, hogy nem kell "megosztani" a vezetékeket a képernyő és a képernyő között, mint ebben a modellben.

4. lépés: A tudomány az eszköz mögött

Az agyad különböző frekvenciájú elektromos jeleket állít elő a tudatosságodtól/fókuszodtól függően. Gamma hullámokat (32-100 Hz) állít elő, ha rendkívül összpontosít egy feladatra, az információ feldolgozására vagy a tanulásra. Béta hullámokat (13-32 Hz) állít elő, amikor éber, gondolkodó vagy izgatott. Az alfa hullámok (8-13 Hz) akkor keletkeznek, ha fizikailag és szellemileg ellazultak. A théta hullámok (4-8 Hz) mély meditáció vagy REM (gyors szemmozgás) alvás közben fordulnak elő. A delta hullámok (<4 Hz) mély, álmatlan alvás közben fordulnak elő.

Érzékelőnk tudatja Önnel, hogy mennyi hullám van jelen, hogy felmérhesse a fókusz szintjét. Csak a 0–59 Hz hullámhosszakat érzékeli, vagyis az a tartomány, ahol a legtöbb agyhullám előfordul.

Ha inkább egy oktatóvideót szeretne, itt egy jó videó, amelyet megnézhet.

Bevezető videónkban a Fast Fourier Transformról beszéltünk. Ez a videó elmagyarázza, mi ez.

5. lépés: Vágja le és vágja le a vezetékeket

A legjobb eredmény érdekében 3 darab, legalább 5 hüvelyk hosszúságú darabra lesz szüksége.

Ha még nem húzta le a vezetéket, itt van egy egyszerű bemutató.

Tipp: Amikor elvágja a vezetéket, ügyeljen arra, hogy hagyjon helyet a huzal lecsupaszítására.

6. lépés: Húzza meg minden huzal egyik végét

A cél itt az, hogy egy hurkot hozzunk létre a huzal egyik végén. Ennek a huroknak nagyjából akkoranak kell lennie, mint a TFT érintőképernyő alatti csapoknak, vagy valamivel nagyobbnak kell lennie.

7. lépés: Keresse meg a megfelelő tűket a képernyő alatt

Hasonlítsa össze az Arduino Uno -t és a képernyő alsó részét, hogy azonosítsa a megfelelő 3,3 V, GND és A5 tűket.

Tipp: Ha alaposan megnézzük, láthatjuk, hogy a képen látható piros karikák körbejárják az érdeklődési köröket.

8. lépés: Csatlakoztassa a vezetékeket a TFT érintőképernyős csapokhoz

Csatlakoztassa a hurkokat a TFT Touch Shield csapokhoz, amelyek megfelelnek az Arduino 3.3V kimenetének, a GND és az A5 analóg tűnek.

Tipp: Ha nem biztos abban, hogy melyikhez csatolja, akkor használja a fenti képen láthatóakat.

9. lépés: Húzza meg a huzalokat

Csavarja össze a dróthurok fém részét, hogy meghúzza. Ez jobb kapcsolatot biztosít.

10. lépés: Csatlakoztassa a TFT érintőképernyőt

Ujjaival rögzítse a vezetékeket a helyükön, és fordítsa meg a TFT érintőképernyőt. Csatlakoztassa az Arduino -hoz.

11. lépés: Csatlakoztassa a vezetékeket a kenyértáblához

Csatlakoztassa a

• 3.3V -os vezeték a + oszlophoz a kenyértáblán.
• GND vezeték a - oszlophoz a kenyértáblán.
• A5 -ös vezeték a kenyértábla bármelyik sorához.

Tipp: A képernyőn futó vezetékek illusztrációk. Úgy döntöttünk, hogy a vezetékeket a képernyő alá vezetjük, mivel a vezetékek túl rövidek voltak.

12. lépés: Csatlakoztassa a 3 vezetékes tartozékot

Csatlakoztassa a 3 vezetékes tartozékot a BITalino EEG érzékelőhöz. Csatlakoztassa ezt az "EEG" feliratú oldalhoz.

13. lépés: Csatlakoztassa az EEG érzékelőt egy vezetékhez

Csatlakoztassa a vezetékes EEG -érzékelőt a BITalino logóval az oldalán.

14. lépés: Csatlakoztassa az EEG -t a kenyértáblához

Csatlakoztassa a vezetékek másik végét a kenyértáblához, amint az a képen látható.

• Csatlakoztassa a piros vezetéket a kenyeretábla + oszlopához
• Csatlakoztassa a fekete vezetéket a kenyértábla oszlopához
• Csatlakoztassa a lila vezetéket a sorhoz az A5 -ös érintkező vezetékével.

15. lépés: Ragassza az elektródákat a homlokához

Húzza le az elektródákat, és ragassza a homlokához, amint az a képen látható.

16. lépés: Csatlakoztassa magát

Légy eggyé az áramkörrel, ha a 3-vezetékes tartozék végeit a homlokán lévő elektródákhoz csatlakoztatja. Az elektródán lévő fém bitnek szépen be kell illeszkednie a 3-vezetékes tartozék lyukaiba.

Nem mindegy, melyik vezeték melyik elektródához megy, amíg a fehér középen van.

17. lépés: A vezetékek biztosítása (opcionális)

Ha nem szeretné, hogy a vezetékek elzárják a látást, csúsztassa vissza a feje fölé, és rögzítse valamivel. Ehhez a fejhallgatót választottam.

18. lépés: Helyezze be a 9 V -os akkumulátort az akkumulátorba

Helyezze be a 9 V -os akkumulátort az akkumulátorba.

19. lépés: Csatlakoztassa a 9 V -os akkumulátort

Csatlakoztassa a 9 V -os akkumulátort a képen látható porthoz. Ha ezt teszi, tartsa távol az akkumulátort.

20. lépés: Szerezze be a kódot a Githubból

• Lépjen erre a linkre:
• Kattintson a Hand_Held_EEG.ino fájlra. Másolja ki és illessze be a kódot az Arduino ablakába.

Alternatív megoldásként rákattinthat a zöld "klónozás vagy letöltés" gombra, elmentheti ZIP -ként, majd kibonthatja a fájlt, és megnyithatja

21. lépés: Töltse le a megfelelő könyvtárakat

Amikor megpróbálja lefordítani a kódot, a rendszer felszólítja, hogy keressen bizonyos könyvtárakat.

• Lépjen az Eszközök> Könyvtárak kezelése menüpontra
• Írja be a keresett könyvtárat a keresősávba. Töltse le azt, amelyik leginkább megfelel a kívánt könyvtárnak.

• Ezekre a könyvtárakra lesz szüksége:

  • arduinoFFT.h
  • Adafruit_GFX.h
  • SPI.h
  • Drót.h
  • Adafruit_STMPE610.h
  • Adafruit_ILI9341

Alternatív megoldásként letöltheti a könyvtárakat ezekről a linkekről. és másolja őket a könyvtárak mappájába.

Arduino FFT:

SPI:

Vezeték:

Adafruit ILI9341:

Adafruit STMPE610:

Adafruit GFX:

22. lépés: Csatlakoztassa az Arduino UNO -t a számítógéphez

Csatlakoztassa az Arduino UNO -t a számítógéphez az USB -kábel segítségével.

23. lépés: Töltse fel a kódot

Nyomja meg a feltöltés gombot az Arduino ablakában, ahogy a fenti képen látható piros kör mutatja. Várja meg, amíg a feltöltés befejeződik.

24. lépés: A végtermék

Húzza ki az USB -kábelt, és máris kész a végtermék! Mindössze annyit kell tennie, hogy bekapcsolja az akkumulátort, és megérinti a képernyőt az adatgyűjtés megkezdéséhez!

Minél több tüskét lát a bal oldalon, annál alacsonyabb a fókusz szintje.

25. lépés: EAGLE diagram

Fent az EAGLE diagram. A TFT érintőképernyő, az EEG érzékelő és a 9 V -os elem feliratos. Az Arduino UNO saját címkével rendelkezik.

A 9 V -os akkumulátor pozitív vége az 5 V -os, a negatív vége pedig az Arduino Uno GND -n található.

Az EEG érzékelő VCC csapja a 3V -os, GND -tű a GND -tűhöz, a REF -tű pedig az Arduino Uno A5 -ös csatlakozójához van csatlakoztatva.

A TFT érintőpajzs az Arduino Uno összes érintkezőjéhez van csatlakoztatva.

26. lépés: Az adatok olvasása

A 4. lépésben volt egy diagram, amely megmutatta, hogy az agyhullámok milyen frekvenciái felelnek meg a tudatosság/fókusz szintjének. Grafikonunk 10Hz / négyzet skálán van. Tehát, ha csúcsot lát a 2. négyzet végén (mint a képen). Ez azt jelenti, hogy az agyhullámok többsége 20 Hz -en van. Ez a béta hullámokat jelzi, ami azt jelenti, hogy a személy ébren van és koncentrált.

27. lépés: A soros monitor megnyitása (opcionális)

Nyissa meg a soros monitort a bal felső sarokban található Eszközök fül alatt.

Vagy nyomja le a Ctrl+Shift+M billentyűkombinációt

28. lépés: Olvassa el a soros monitort (opcionális)

Ha az arduino csatlakoztatva van a számítógéphez, olvasson le az érintőképernyő segítségével.

29. lépés: Az eredmények másolása (nem kötelező)

Kattintson a Soros monitor elemre, nyomja le a CTRL+A, majd a CTRL+C billentyűkombinációt az összes adat másolásához.

30. lépés: Illessze be az eredményeket egy szöveges dokumentumba. (Választható)

Nyisson meg egy szöveges dokumentumot, például a Jegyzettömböt, és nyomja le a CTRL+V billentyűkombinációt az eredmények beillesztéséhez.

31. lépés: Mentse az eredményeket.txt fájlként. (Választható)

Ez a kód ezután exportálható egy olyan szoftverbe, mint az Excel, hogy elemezze az adatokat.

32. lépés: További ötletek

• Létrehozhat egy olyan eszközt, amely felébreszti az éberséget, ha elveszíti a fókuszt, ha hozzáad egy rezgő motort és néhány kódot, amely aktiválja a motort, ha bizonyos frekvencia alatti agyhullámokat észlel (hasonlóan a Fitbit rezgéséhez).
• Az SD -kártya képességeinek hozzáadása lehetővé teszi az adatok tárolását és más módon történő feldolgozását olyan alkalmazásokon keresztül, mint a Microsoft Excel.