Уйку окурмандын боосу: 24 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Түндө кантип уктаарыңызды ойлонуп көрдүңүз беле? FitBit сыяктуу түзмөктөр түнү бою кыймылыңызды анализдеп, уйкуну көзөмөлдөшөт, бирок мээңиздин эмне кылып жатканын көрө алышпайт.

Медициналык приборлорду үйрөнүүдөн бир семестр өткөндөн кийин, биздин класс кээ бир биологиялык өзгөрмөлөрдү өлчөө үчүн кийилүүчү түзүлүштү түзүү тапшырмасын алды. Өнөктөшүм экөөбүз уктап жатканда мээңиздин эмне кылаарын карап турган баш байлоону иштеп чыгууну чечтик. Баштын мээси толкун сигналдарын окуп, уйку режимин көзөмөлдөйт. Бул колдонуучунун мээ толкундары түн ичинде альфа, бета, гамма жана дельта фазалары аркылуу кандайча өнүгөрүн аныктайт. Маалыматтар экспорттолуп, Excelде анализделиши мүмкүн.

Биз анын стили жөнүндө да айттык беле?

1 -кадам: материалдар жана инструменттер

Уйку окурмандын башын куруу үчүн сизге төмөнкү материалдар керек болот:

1. Чач боосу (бул долбоор үчүн HOTER Sportline чач боосу колдонулган)
2. Adafruit Flora микроконтроллери
3. Flora Wearable Bluefruit LE модулу
4. Flora RGB Neo Pixel LED
5. Snaps
6. Өткөрүүчү жип
7. Зымдар
8. Thread
9. Батарея пакети
10. Bitalino EEG UC-E6 кабели жана 3-коргошун электрод кабели менен
11. Fabric
12. Эластикалык боо

Төмөнкү куралдар баш байлоо курууга жардам берет:

1. Тигүү пин
2. Кайчы
3. Сым тазалагычтар
4. Пластикалык темир жана толтуруучу металл

2 -кадам: даярдоо

Уйку окурманыңыздын боосун курардан мурун, мээ толкундары жана кээ бир негизги схемалар жөнүндө билүү үчүн бир аз убакыт бөлүңүз. Мээнин ичинде нейрондор деп аталган атайын клеткалар дененин ичинде ар кандай иштерди уюштурат. Бул нейрондор толкун түрүндөгү кичинекей электрдик сигналдарды жөнөтүү менен шоуну өткөрүшөт. Мээ төрт түрдүү толкундарды чыгарары белгилүү - альфа, бета, тета жана дельта. Бул толкундар белгилүү бир жыштык диапазону менен айырмаланат жана ар бир диапазон психикалык активдүүлүктүн белгилүү бир деңгээлине туура келет. Сиздин башыңыз бул толкундарды аныктоо үчүн электроэнцефалограмма же ЭЭГ деп аталган аппаратты колдонот, мээңиз аларды уктап жатканда чыгарат.

Уйкуңузду окурман кылуу үчүн, бир нече түзмөктү башына байлооңуз керек болот. Негизги түзүлүштөр - бул кичине компьютер болгон микропроцессор; Bluetooth модулу, бул баштын боосу компьютериңиз менен байланышууга мүмкүнчүлүк берген чип; түс өзгөртүүчү жарык болгон NeoPixel; EEG; жана батарея.

Толук система ар бир түзмөктү белгилүү бир жерлерде өткөрүүчү жип аркылуу туташтыруу аркылуу курулган. Эгерде сизде бул темаларды колдонуу боюнча тажрыйба жок болсо, бул жерде үйрөткүч бар. Жиптер Flora микропроцессорун жана bluetooth модулун оңой эле туташтырууга жана алып салууга мүмкүндүк берген кесилиштерге байланган. Кыймылдын бир учу кездемеге, экинчиси электрдик түзүлүшкө өтөт. Бул сүрөттөрдү ишке ашыруу боюнча окуу куралы бул жерде.

Система курулгандан кийин, ал код менен камсыз болушу керек. Бул долбоор атайын Arduino кодун колдонот. Эгерде сиз Arduino коду менен таанышкыңыз келсе, https://www.arduino.cc пайдалуу окуу куралдарына толгон. Бул долбоор үчүн колдонулган кодду ишке ашыруу үчүн, https://www.arduino.cc/en/Main/Software дарегинен Arduino колдонмосун жүктөп алышыңыз керек болот. Бул жерде бар Flora тактасы менен толукталууга тийиш. Ошондой эле микропроцессордун мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүү үчүн бир нече башка китепканаларды жүктөп алуу керек болот; Бул www.github.com аркылуу жасалышы мүмкүн. Керектүү китепканалар:

• Fast Fourier Transform (FFT)
• Adafruit BLE (Bluetooth)
• Adafruit NeoPixel

Акырында, Adafruit Bluefruit LE Connect тиркемесин смартфонуңузга жоолук менен колдонуу үчүн жүктөп алышыңыз керек.

3 -кадам: Коопсуздук

Адамдын денеси электр энергиясынын чектелген таасирине гана туруштук бере алат, андыктан электрондук түзүлүштөрдү колдонууда туура кам көрүү керек. Электр коопсуздугунун негизги принциби - бул сиздин денеңизди электр тогунун кыймылдуу схемада өтүүсүнө жол бербөө. Мунун алдын алуу үчүн кээ бир жалпы ыкмалар:

• Электр өчүрүлгөндө зымдарга жана башка металл схемаларына гана тийип коюңуз
• Изоляцияланган туткалары бар куралдарды колдонуңуз
• Районуңузду куруп жатканда сууну жумуш аймагынан алыс кармоого аракет кылыңыз
• Жүрөгүңүз аркылуу электр тогунун агуу коркунучун азайтуу үчүн мүмкүн болушунча эки колуңуз менен эмес, бир колуңуз менен иштөөгө аракет кылыңыз

Электр тогу күйүүчү материалдарды күйгүзүп алышы мүмкүн, андыктан сиз зымдардын чынжырга толугу менен туташканын камсыз кылышыңыз керек. Болбосо чачыңызды же чачыңыздын боосун күйгүзүп аласыз.

Эскертүү: Бул баш боо тастыкталган медициналык аппарат эмес жана неврологиялык шарттарды диагноздоо үчүн колдонулбашы керек.

4 -кадам: Кеңештер жана кеңештер

Бул жерде сиз уктап жаткан окурмандын боосун куруп жатканда эстен чыгарбоо керек болгон кеңештер:

• Өткөргүч жиптин учтары бири -бирине тийбей турганын текшериңиз

• Эгерде порт Arduinoдо микро контроллерди туташтырганда жеткиликтүү болбосо, кодуңузду жүктөө үчүн төмөнкү кадамдарды жасаңыз:

  1. Микроконтроллер туташып турганда, микроконтроллердеги баштапкы абалга келтирүү баскычын басып туруп, кодду жүктөңүз
  2. Статус тилкеси компиляциядан жүктөөгө которулганда, баштапкы абалга келтирүү баскычын коё бериңиз
  3. Код жүктөлүп, порт таанылышы керек
• Кыскычтарда ширетүүдө, чынжырыңызды кыскартпоо үчүн, эки төөнөгүчтү бириктирип коюудан сак болуңуз. Мультиметрдин жардамы менен казыктардын ортосунда байланыш түзүлгөн -болбогонун текшерүүгө болот
• Баштыкты тагып жатканда, туташуулар үзүлбөсүн текшериңиз
• Bluetooth модулу буйрук режиминде эмес, маалымат режиминде экенин текшериңиз
• Сиздин башыңыз курулган соң, анын эффективдүү иштешин камсыз кылгыңыз келет! Жакшы сигналга жетүү үчүн чаңды, бош жиптерди, чачты же башка тоскоолдуктарды сүртүп, электроддор менен маңдайыңыздын ортосунда таза байланыш бар экенин текшериңиз.

5 -кадам: Районуңузду курууну баштаңыз

Эми сиз кээ бир маалымат жана коопсуздук процедуралары менен жабдылдыңыз, сиз сааттын башын курууга даярсыз. Төмөндөгү көрсөтмөлөрдү кунт коюп окуп чыккыла жана кошумча көрсөтмөлөр менен сүрөттөрдө калтырылган комментарийлерге көңүл бургула.

6 -кадам: Райондук диаграмма

Жогорудагы схема бүткөн схемада байланыштарды көрсөтөт. Бул схеманы туура колдонуу үчүн сиздин схемаңызга шилтеме катары колдонуңуз.

7 -кадам: Solder Flora микропроцессоруна кирип кетет

Эгерде сиз "Даярдоо" баскычында snapsти кантип колдонуу керектиги боюнча үйрөткүчтүн шилтемесин текшербеген болсоңуз, азыр текшерип көрүңүз. Бул жерде сиз микропроцессорго жана bluetooth модулуна туташтырасыз. Сиз бул бөлүктү бузгубуз келбейт, анткени башаламан ширетүүчү жумуш сиздин схемаңызды бузушу мүмкүн.

Микропроцессорго төмөнкү казыктар керек болот:

• Бардык 3 жер казыктары (GND)
• Экөө тең 3.3V электр казыктары
• SCL #3
• RX #0
• TX #1
• Санарип пин #9

8 -кадам: Solder Bluetooth модулуна кирип кетет

Жана Bluetooth модулу бул казыктарга илинүүнү талап кылат:

• 3.3V кубаттуулугу
• TX
• RX
• GND

9 -кадам: Флоранын микропроцессоруна маталарды тигүү

Эми сиз чапташтын экинчи учун кездемеге тиге аласыз. Бул модулдарды туура орнотуу үчүн Bluetooth модулун жана микропроцессорду тиркөө менен колдонууну тактаңыз!

10 -кадам: Bluetooth модулу үчүн кездемеге Snaps тигүү

Эми Bluetooth үчүн үзүндүлөрдү тигип алыңыз.

11 -кадам: Bluetooth модулун Flora микропроцессоруна өткөрүңүз

Андан кийин Bluetooth модулун Flora микропроцессоруна туташтырып, ар бир түзмөк үчүн тийиштүү тутумдардын ортосуна өткөргүч жип тигип коюңуз. Төмөндөгү пин туташуулары талап кылынат:

1. Bluetooth 3.3V микропроцессорго 3.3V
2. Bluetooth TX микропроцессорго RX #0
3. Bluetooth RX микропроцессорго TX #1
4. Bluetooth GND микропроцессорго GND

12 -кадам: Neo Pixelти Flora MicroProcessorго өткөрүңүз

Neo Pixelди микропроцессорго төмөнкүдөй туташтырыңыз:

1. NeoPixel LED No9 микропроцессорго киргизилет
2. NeoPixel Ground микропроцессордук жерге
3. NeoPixel Power микропроцессордук кубатка

13 -кадам: Батарея топтомун Flora микропроцессоруна

Бул бөлүк кандайдыр бир маанилүү; баарын иштетүү үчүн сизге күч булагы керек болушу мүмкүн!

14 -кадам: EEG кабелин куруу

Бул кабель EEG чипи, 3 коргошундуу электрод кабели жана UC-E6 кабели аркылуу курулган. EEG чипи "EEG" деп жазылган учу жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй электрод кабелине туташып тургандай кылып туура тегизделиши керек.

15 -кадам: EEGди Flora микропроцессоруна өткөрүңүз

EEG кабелин Flora микропроцессоруна туташтырыңыз. Жогорудагы сүрөт зымдарды туташтыруу үчүн туура чекиттерди көрсөтүү үчүн нускамалар менен белгиленген. Төмөндөгү байланыштар жасалат:

1. Кызыл зым бийликке
2. Кара зым жерге
3. Күлгүн зым SCL #3

16 -кадам: электроддорду баштыкка сайыңыз

Электроддорду боонун ички жагына тигиңиз. Электроддор туура орундарга коюлганын текшериңиз. Боо боонун ичин карасаңыз, кызыл электрод сол жакта, ак электрод ортодо, кара электрод оң жакта болушу керек.

17 -кадам: Кийимди таңып, башына байлоо

Эми башыңыздын боосун бүттүңүз! Woohoo!

18 -кадам: Кодду жүктөө

Эми сиз бул кодду башыңызга жүктөп, акыл-эс жөндөмүн бере аласыз!

19 -кадам: Телефон үчүн баш байлоо

Adafruit Bluefruit LE Connect колдонмосун ачып, телефонуңузду Adafruit Bluefruit LE менен туташтырыңыз.

20 -кадам: Кийимди тагып, маалыматтарды чогултуңуз

Эми сиз өзүңүздүн боону тагып, сынап көрсөңүз болот! Adafruit Bluefruit LE Connect колдонмосунан маалыматтарды көрүү үчүн "UART" тандасаңыз болот.

21 -кадам: Телефондон ЭЭМге Экспорттоо

Сиздин маалыматтар чогултулгандан кийин, сиз маалыматты бир нече файл форматында экспорттой аласыз. Биз Excelде анализдөө үчүн.txt файлы катары экспорттоону сунуштайбыз.

22 -кадам: маалыматтарды талдоо

Бул жерде сиз башыңыздагы маалыматты визуалдаштыруу жана чечмелөө үчүн жасай турган графиктин бир мисалы. Бизде дельта, тета, альфа жана бета диапазондору бар, алар ар бир чекит кайсы диапазонго кирерин көрсөтөт.

23 -кадам: Мындан аркы идеялар

Уйкудагы окурмандын баш байламтасын бүтүргөндөн кийин, дизайндагы айрым өзгөртүүлөрдү изилдеңиз. Балким, маалыматты автоматтык түрдө чогултуу жана колдонуучунун уйку режимин баалоочу отчет түзүү үчүн кодду өзгөртүүгө аракет кылыңыз. Же сиз реалдуу убакыт саатын туташтырып, колдонуучу уктап, терең уйку жана REM уйкусу аркылуу ойгонуп, түндүн так убактысын көзөмөлдөй аласыз. Балким, сиз уйку сүйлөшүүсүн жазууга кызыкдарсыз, бул учурда колдонуучу REM уйкусуна келгенде активацияланган аудиожаздыргычты кошсоңуз болот. Мүмкүнчүлүктөр чексиз!

24 -кадам: Таануу

Бул проекттин кодунун Fourier өзгөртүү бөлүгү бул бетте Norwegian Creations боюнча жайгаштырылган кодду колдонгон. Ошондой эле, коддун NeoPixel бөлүгү Adafruit тарабынан берилген мисалдарга кайрылган.