Қолмен EEG фокус мониторы: 32 қадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Колледж өмірі сабақтарға, тапсырмалар мен жобаларға назар аударуды талап етеді. Көптеген студенттерге дәл осы уақытта зейін қою қиынға соғады, сондықтан сіздің шоғырлану қабілетіңізді бақылау мен түсіну өте маңызды. Біз сіздің фокус деңгейін анықтау үшін сіздің ми толқындарыңызды өлшейтін биосенсорлық құрылғыны жасадық және сіз көретін деректерді көрсетеді. «EEG» аббревиатурасы электроэнцефалографты білдіреді, яғни бұл мидағы электрлік белсенділікті тіркеу үшін қолданылатын машина.

Бұл биосенсорға ЭЭГ сигналының кірісі мен саусағыңызбен экранда басу қажет, ол Excel -ге көшіруге болатын жиілік графигін және алынатын деректерді (міндетті емес) шығарады.

Жауапкершіліктен бас тарту: бұл биосенсор медициналық құрылғы емес.

Жабдықтар

• Arduino Uno ($ 23)
• Нан тақтасы ($ 5.50)
• Резистивті сенсорлы экраны бар Arduino үшін 2,8 дюймдік сенсорлық қалқан (34,95 доллар)
• Сымдар ($ 0,95)
• EEG Bitalino ($ 40.79)
• Электродтар ($ 9,13)
• 3 жетекші аксессуар ($ 21,48)
• Алкогольді тампондар ($ 4.65) (міндетті емес)
• 9В батарея (2,18 доллар)
• 9В батареялық ұстағыш ($ 1.69)
• USB 2.0 кабелі A/B $ 3.95)

• Құралдар

  • Сым тартқыш ($ 6.26)
  • Басыңыздың үстіндегі сымдарды бекіту үшін құлаққап / құлаққап (міндетті емес)

Жалпы құны: $ 142 (бағаның ауытқуына байланысты)

1 -қадам: алғышарттар

• Ми толқыны қалай оқылатыны туралы кейбір негізгі мәліметтер графикті түсінуге көмектеседі, бірақ қажет емес.

  Бұл кейбір негізгі ақпарат үшін жақсы ресурс.

• Біздің кодты алу үшін сізге GitHub веб -сайтына кіру қажет.
• Сізге Arduino қосымшасын жүктеу қажет.

2 -қадам: Қауіпсіздік шаралары

• Схеманы өзгерту кезінде тізбектің қоректендірілмегеніне көз жеткізіңіз (аккумуляторлық батарея өшірулі, USB қосылмады).
• Жақын жерде контурға төгілуі мүмкін сұйықтық жоқ екеніне көз жеткізіңіз.
• ЕСКЕРТУ: бұл медициналық құрылғы емес және дәлдігі дәл емес. Егер ми толқыны бойынша зерттеу жүргізу қажет болса, дұрыс ЭЭГ қолданыңыз.
• Схемамен немесе биосенсормен жұмыс жасағанда қолыңызды құрғақ ұстаңыз.

3 -қадам: кеңестер мен кеңестер

Ақаулық себебін іздеу және түзету

• Сымдар дұрыс түйреуіштерге қосылғанын тексеріңіз. Олай болмаған жағдайда түсініксіз оқу пайда болады.
• Экранды қосқанда, барлығын бір түйреуіштен төменге орнатпағаныңызға көз жеткізіңіз (егер сіз экрандағы түйреуіштердің біреуі қосылмағанын байқасаңыз, сондықтан)
• BITalino -ны дұрыс қосқаныңызға көз жеткізіңіз (нұсқаулықта көрсетілген логотип пен ЭЭГ белгісі негізінде)
• Экран түйреуіштердің металы енді көрінбейтін жерге дұрыс қосылғанын тексеріңіз.
• Егер код жиналмаса және олар белгілі бір кітапхананы таба алмаса, барлық аталған кітапханаларды орнатқаныңызға көз жеткізіңіз.

Түсініктемелер

Ұзындыққа дейін сымды кесу үшін қажет кеңістікті есепке алуды ұмытпаңыз

• Электродтарды маңдайыңызға қолданбас бұрын, оны жуып, кептіріңіз немесе импеданс азайту үшін алкогольді тампон қолданыңыз.
• Arduino Mega пайдалану қосымша аналогтық және цифрлық түйреуіштермен қамтамасыз етеді, бұл сізге осы модельдегідей сымдар мен экран арасында түйреуіштерді «бөлісудің» қажеті болмайтынын білдіреді.

4 -қадам: Құрылғының артындағы ғылым

Сіздің миыңыз сананың/фокустың деңгейіне байланысты әр түрлі электрлік жиіліктерді шығарады. Ол гамма толқындарын шығарады (32-100 Гц), ол тапсырманы орындауға, ақпаратты өңдеуге немесе оқуға көп көңіл бөлгенде. Ол сергек, ойланған немесе қозған кезде Бета толқындарын (13-32 Гц) шығарады. Альфа толқындары (8-13 Гц) егер сіз физикалық және психикалық демалсаңыз. Тета толқындары (4-8 Гц) терең медитация немесе REM (көздің жылдам қозғалысы) ұйқысы кезінде пайда болады. Дельта толқындары (<4 Гц) терең ұйқы кезінде пайда болады.

Біздің сенсор фокустың деңгейін анықтауға мүмкіндік беретін әр толқынның қаншалықты көп екенін хабарлайды. Ол тек 0 Гц-59 Гц толқын ұзындығын анықтайды, бұл ми толқындарының көпшілігі пайда болатын диапазон.

Егер сіз бейне оқулықты ұнатсаңыз, онда сіз жақсы бейне көре аласыз.

Біздің кіріспе бейнеде біз Fast Fourier Transform туралы айттық. Бұл бейне бұл не екенін түсіндіреді.

5 -қадам: сымдарды кесу және кесу

Жақсы нәтиже алу үшін сізге ұзындығы кемінде 5 дюйм болатын 3 дана қажет.

Егер сіз бұрын сымды шешпесеңіз, мұнда қарапайым оқулық.

Кеңес: Сымды кескен кезде, сымды жұлу үшін бос орын қалдырыңыз.

6 -қадам: Әр сымның бір ұшын айналдырыңыз

Мұндағы мақсат - сымның ашық бөлігін бір жағынан ілмек құру. Бұл цикл TFT Touch Shield астындағы түйреуіштермен бірдей мөлшерде немесе сәл үлкенірек болуы керек.

7 -қадам: Экран астындағы сәйкес түйреуіштерді табыңыз

3.3V, GND және A5 сәйкес түйреуіштерді анықтау үшін Arduino Uno мен экранның астын салыстырыңыз.

Нұсқау: Егер сіз мұқият қарасаңыз, суреттегі қызығушылық түйреуіштерді айналдырған қызыл шеңберлерді көре аласыз.

8 -қадам: Сымдарды TFT сенсорлық қалқан штырларына бекітіңіз

Ардуинодағы 3,3В шығысына, GND және A5 аналогтық түйініне сәйкес келетін TFT Touch Shield түйреуіштеріне ілмектерді бекітіңіз.

Кеңес: Егер сіз оны қайсысына бекіту керектігін білмесеңіз, жоғарыдағы суретте көрсетілгендерді қолдануға болады.

9 -қадам: Сым ілмектерін қатайтыңыз

Тығыздау үшін сым ілмегінің металл бөлігін қысыңыз. Бұл жақсы қосылуды қамтамасыз етеді.

10 -қадам: TFT сенсорлық қалқаны қосыңыз

Саусақтарыңызбен сымдарды орнына бекітіңіз және TFT сенсорлық қалқаны аударыңыз. Оны Arduino -ға қосыңыз.

11 -қадам: Сымдарды тақтаға қосыңыз

Қосыңыз

• Нан тақтасындағы + бағанға 3.3В сым.
• GND сымы - тақтадағы бағанға.
• Нан тақтасындағы кез келген қатарға A5 сымы.

Кеңес: Экранда өтіп жатқан сымдар иллюстрациялық мақсаттарға арналған. Біз сымдарды экран астынан өткізуді шештік, өйткені бізде сымдар тым қысқа болды.

12-қадам: 3 сымды аксессуарды қосыңыз

3 сымдық аксессуарды BITalino EEG сенсорына қосыңыз. Оны «EEG» деп белгіленген жағына қосыңыз.

13 -қадам: EEG сенсорын сымға қосыңыз

BITalino логотипі бар сымды EEG сенсорын бүйіріне жалғаңыз.

14 -қадам: EEG -ді Breadboard -ге қосыңыз

Сымдардың екінші ұшын суретте көрсетілгендей тақтаға қосыңыз.

• Қызыл сымды нан тақтасының + бағанына қосыңыз
• Қара сымды нан тақтасының бағанына қосыңыз
• Күлгін сымды A5 түйреуішінен сыммен қатарға қосыңыз.

15 -қадам: электродтарды маңдайыңызға жабыстырыңыз

Электродтарды алып тастаңыз және суретте көрсетілгендей маңдайыңызға жабыстырыңыз.

16 -қадам: Өзіңізді қосыңыз

Маңдайдағы электродтарға 3 сымдық аксессуардың ұштарын қосу арқылы тізбектің бір болыңыз. Электродтағы металл ұш 3 сымдық аксессуардың тесіктеріне жақсы орналасуы керек.

Ақ электрод ортасында тұрғанда, қандай қорғасын қай электродқа баратыны маңызды емес.

17 -қадам: Сымдарды бекітіңіз (міндетті емес)

Егер сіз сымдардың сіздің көрінісіңізді жауып тастауын қаламасаңыз, оларды бастың үстіне көтеріп, бір нәрсемен бекітіңіз. Мен мұны істеу үшін құлаққапты таңдадым.

18 -қадам: 9В батареяны батарея жинағына салыңыз

9В батареяны батарея жинағына салыңыз.

19 -қадам: 9В батарея жинағын қосыңыз

9В батареяны суретте көрсетілген портқа қосыңыз. Бұл әрекетті орындау кезінде батарея жинағын өшіріңіз.

20 -қадам: Github -тан кодты алыңыз

• Мына сілтемеге өтіңіз:
• Hand_Held_EEG.ino файлын нұқыңыз. Кодты көшіріп, Arduino терезесіне қойыңыз.

Сонымен қатар, сіз «клондау немесе жүктеу» жасыл батырмасын шертіп, оны zip түрінде сақтай аласыз, содан кейін файлды шығарып алып, ашуға болады

21 -қадам: Сәйкес кітапханаларды жүктеңіз

Сіз кодты құрастыруға тырысқанда, сізге нақты кітапханаларды іздеу ұсынылады.

• Құралдар> Кітапханаларды басқару тармағына өтіңіз
• Іздеу жолағына қажет кітапхананы енгізіңіз. Қалаған кітапханаға сәйкес келетінін жүктеңіз.

• Бұл сізге қажет кітапханалар:

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

Немесе кітапханаларды осы сілтемелерден жүктеуге болады. және оларды кітапханалар қалтасына көшіріңіз.

Arduino FFT:

SPI:

Сым:

Adafruit ILI9341:

Adafruit STMPE610:

Adafruit GFX:

22 -қадам: Arduino UNO -ны компьютерге қосыңыз

USB кабелі арқылы компьютерге Arduino UNO қосыңыз.

23 -қадам: кодты жүктеңіз

Жоғарыдағы суреттегі қызыл шеңберде көрсетілгендей Arduino терезесіндегі жүктеу түймесін басыңыз. Жүктеу аяқталғанша күтіңіз.

24 -қадам: соңғы өнім

USB кабелін ажыратыңыз, сізде соңғы өнім бар! Деректер жинауды бастау үшін батарея пакетін қосып, экранды түрту жеткілікті!

Сол жақта шыңдар неғұрлым көп болса, фокустың деңгейі соғұрлым төмен болады.

25 -қадам: EAGLE диаграммасы

Жоғарыда EAGLE диаграммасы орналасқан. TFT сенсорлық қалқаны, EEG сенсоры және 9В батареясы таңбаланған. Arduino UNO -да өзінің жеке жапсырмасы бар.

9В батареясының оң ұшы 5В істікшеге, теріс ұшы Arduino Uno GND түйреуішіне қосылған.

EEG сенсорының VVC түйреуіші 3V істігіне, GND түйрегіші GND түйініне және REF түйрегіші Arduino Uno A5 түйреуішіне қосылған.

TFT сенсорлық қалқаны Arduino Uno барлық түйреуіштеріне қосылған.

26 -қадам: Деректерді оқу

4 -қадамда ми толқындарының қандай жиіліктері сананың/фокустың қай деңгейіне сәйкес келетінін көрсететін диаграмма болды. Біздің график бір шаршыға 10 Гц масштабта. Сонымен, егер сіз 2 -ші шаршының соңында шыңды көрсеңіз (суреттегідей). Бұл 20 Гц жиілігінде ми толқындарының көпшілігі бар екенін білдіреді. Бұл Бета толқындарын көрсетеді, яғни бұл адам ояу және шоғырланған.

27 -қадам: Сериялық мониторды ашу (міндетті емес)

Сериялық мониторды жоғарғы сол жақтағы құралдар қойындысының астында ашыңыз.

Немесе Ctrl+Shift+M пернелер тіркесімін басуға болады

28 -қадам: Сериялық монитордан оқыңыз (міндетті емес)

Ардуино компьютерге қосылған кезде сенсорлық дисплей арқылы оқуды алыңыз.

29 -қадам: Нәтижелерді көшіру (міндетті емес)

Сериялық мониторды нұқыңыз, барлық деректерді көшіру үшін CTRL+A, содан кейін CTRL+C пернелерін басыңыз.

30 -қадам: Нәтижелерді мәтіндік құжатқа қойыңыз. (Қосымша)

Блокнот сияқты мәтіндік құжатты ашып, нәтижелерді қою үшін CTRL+V пернелерін басыңыз.

31 -қадам: Нәтижелерді.txt файлы ретінде сақтаңыз. (Қосымша)

Бұл кодты деректерді талдау үшін excel сияқты бағдарламалық жасақтамаға экспорттауға болады.

32 -қадам: Қосымша идеялар

• Сіз діріл қозғалтқышты қосу арқылы фокусты жоғалтқан кезде оянатын құрылғыны жасай аласыз және егер ол белгілі бір жиіліктен төмен ми толқынын анықтаса, қозғалтқышты іске қосатын кодты қосады (Fitbit қалай дірілдейтініне ұқсас).
• SD картасының мүмкіндіктерін қосу сізге деректерді сақтауға және оны Microsoft Excel сияқты қосымшалар арқылы өңдеуге мүмкіндік береді.