Жарыктарды көзөмөлдөө: 9 кадам (сүрөттөр менен)

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

Колледждеги бул семестрде мен биомедицинада аспаптар деп аталган сабак алдым, анда медициналык колдонмолор үчүн сигналды иштетүүнүн негиздерин үйрөндүм. Класстын акыркы долбоору үчүн менин командам EOG (электрокулография) технологиясы боюнча иштеди. Негизи, кимдир бирөөнүн ийбадатканаларына тиркелген электроддор чыңалуу айырмасын (корней-торчо диполунун негизинде) сигналды чыпкалоо жана күчөтүү үчүн иштелип чыккан схемага жөнөтөт. Сигнал ADCге (аналог-цифралык конвертер-менин учурда, Arduino Uno ADC) берилет жана неопиксел асыл таштын түсүн өзгөртүү үчүн колдонулат.

Бул үйрөткүч - мен үйрөнгөндөрүмдү жазуунун, ошондой эле сигналдарды адам денесинен кантип бөлүп алууну үзгүлтүксүз окурман менен бөлүшүүнүн бир жолу (эскертүү: бул кошумча деталдарга толгон!). Бул схеманы EKG толкуну катары мотор жүрөктөрдүн электрдик импульсуна бир аз кичине өзгөртүүлөр менен жана башка көптөгөн нерселер менен колдонсо болот! Бул, албетте, ооруканада таба турган машиналар сыяктуу өнүккөн жана өркүндөтүлбөгөн жерде болсо да, бул көздүн жайгашуусу менен башкарылган лампа алгачкы түшүнүккө жана элестетүүгө сонун.

Эскертүү: Мен сигналдарды иштетүү боюнча адис эмесмин, андыктан кандайдыр бир каталар болсо же жакшыртуу боюнча сунуштарыңыз болсо, мага билдириңиз! Мен дагы көп нерселерди үйрөнө алам, андыктан комментарийлер бааланат. Ошондой эле, мен бул окуу куралы боюнча шилтемелерге шилтеме кылган көптөгөн документтер менин университетимдин уруксаты менен академиялык мүмкүнчүлүктү талап кылат; кире албагандар үчүн алдын ала кечирим сурайм.

1 -кадам: материалдар

• protoboard
• каршылыктар (100, 1k, 10k, 33k, 1M + 0.5M)
• конденсатор (0.1uF)
• приборлордун күчөткүчү (менин учурда INA111, бирок салыштырмалуу жакшы иштеши керек болгон жубайлар бар)
• op amp (каалаган - менде LM324N болгон)
• неопиксел (ар кандай чыгармалар, бирок мен асыл ташты колдондум)
• 9V батареялары x2
• 9V батарейкалар x2
• катуу гель электроддору (электрод тандоо 5 -кадамда талкууланат)
• потенциометр
• изоляцияланган зым
• зым ачкычтар
• ширетүүчү + темир
• аллигатор клиптери (зымдар тиркелген - керек болсо, кээ бирлерин ширеткиле)
• ысык клей (алдыга жана артка бүгүлө турган зымдарды турукташтыруу үчүн)
• Arduino (дээрлик баардык такталар, бирок мен Arduino Uno колдондум)

Өтө СУНУШТАЛАТ: осциллограф, мультиметр жана функция генератору. Менин резистор баалуулуктарыма таянуунун ордуна, жыйынтыктарыңызды текшериңиз!

2 -кадам: Физиологиялык фон жана микросхеманын зарылдыгы

Ыкчам жоопкерчиликтен баш тартуу: Мен бул жаатта медициналык эксперт эмесмин, бирок мен кааласам, андан ары окуу үчүн шилтемелер менен, төмөндө/төмөндөGooglingден үйрөнгөн нерселеримди чогулттум жана жөнөкөйлөштүрдүм. Ошондой эле, бул шилтеме мен тапкан теманын эң мыкты серепи - альтернативдүү ыкмаларды камтыйт.

EOG (электро-окулография) көздүн чел кабыгынын диполунда иштейт. Көздүн чел кабыгы (көздүн алдыңкы бөлүгү) бир аз оң заряддуу, торчосу (көздүн арткы бөлүгү) бир аз терс заряддуу. Сиз ийбадатканаларга электроддорду колдонуп, микросхемаңызды чекеңизге койгондо (окууңузду турукташтырууга жана 60 Гц кийлигишүүдөн арылууга жардам берет), горизонталдуу көз кыймылдары үчүн ~ 1-10мВ чыңалуудагы айырмачылыктарды өлчөй аласыз (жогорудагы сүрөттү караңыз). Көздүн тик кыймылдары үчүн электроддорду көзүңүздүн үстүнө жана астына коюңуз. Организмдин электр энергиясы менен кандайча өз ара аракеттенээри жөнүндө жакшы окуу үчүн бул макаланы караңыз - тери импедансы ж. Көз менен башкарылуучу робототехникада дагы колдонмолор бар, аларда жөнөкөй тапшырмалар.. көздү бир чайпоо менен аткарылышы мүмкүн.

Бул сигналдарды окуу үчүн, башкача айтканда, электроддордун ортосундагы чыңалуу айырмасын эсептөө үчүн, биз схемабызга приборлордун күчөткүчү деп аталган маанилүү чипти киргизебиз. Бул приборлордун күчөткүчү чыңалуу жолдоочуларынан, инверттелбеген күчөткүчтөн жана дифференциалдык күчөткүчтөн турат. Эгерде сиз опперлер жөнүндө көп билбесеңиз, муну катастрофа үчүн окуп чыгыңыз - негизи, алар кирүү чыңалуусун алып, масштабдаштырып, натыйжада пайда болгон чыңалуусун электр рельстерин колдонуп чыгарышат. Ар бир этаптын ортосундагы бардык резисторлордун интеграциясы сабырдуулук каталарына жардам берет: адатта резисторлордун мааниси 5-10% сабырдуулукка ээ жана кадимки схема (приборлордун күчөткүчүнө толук интеграцияланган эмес) жакшы CMMR үчүн тактыкка таянат (кийинки кадамды караңыз)). Чыңалуу жолдоочулары жогорку импеданс үчүн (жогорудагы абзацта талкууланган - пациентке зыян келтирбөө үчүн негизги), инверттелбеген күчөткүч сигналдын жогорку пайдасын камсыз кылуу (кийинки кадамда күчөтүү боюнча көбүрөөк) жана дифференциалдык күчөткүч айырманы алат киргизүү ортосунда (электроддордон маанилерди алып салат). Бул ашыкча экспонаттарга толгон биомедициналык сигналдар үчүн мүмкүн болушунча жалпы режимдеги ызы -чууну/кийлигишүүнү басуу үчүн иштелип чыккан (сигналды иштетүү боюнча кийинки кадамды караңыз).

Электроддор кээ бир тери импеданстарына туш болушат, анткени териңиздин ткандары жана майлары чыңалууну түз өлчөөгө тоскоол болушат, бул сигналды күчөтүү жана чыпкалоо муктаждыгына алып келет. Бул жерде, бул жерде жана бул жерде изилдөөчүлөр бул импедансты өлчөөгө аракет кылган макалалар бар. Бул физиологиялык чоңдук, адатта, 47nF конденсаторго параллелдүү 51kOhm резистору катары моделдештирилген, бирок көптөгөн вариациялар жана айкалыштар бар. Ар кайсы жердеги тери ар кандай импеданстарга ээ болушу мүмкүн, айрыкча, булчуңдардын ар кандай калыңдыгын жана көлөмүн эске алганда. Импеданс териңиздин электроддорго канчалык жакшы даярдалганына жараша өзгөрөт: самын жана суу менен кылдат тазалоо эң сонун адгезияны жана консистенцияны камсыз кылуу үчүн сунушталат, эгерде сиз чындап кемчиликсиздикти кааласаңыз, электроддор үчүн атайын гельдер да бар. Бир негизги эскертүү - бул импеданс жыштык менен өзгөрөт (конденсаторлордун мүнөздөмөсү), андыктан импедансты алдын ала билүү үчүн сигналдын өткөрүү жөндөмүн билүү керек. Ооба, импедансты баалоо ызы -чууну дал келтирүү үчүн маанилүү - бул тууралуу көбүрөөк маалымат үчүн кийинки кадамды караңыз.

3 -кадам: Сигналдарды иштетүү: эмне үчүн жана кантип?

Эми, эмне үчүн жөн эле 1-10мВ чыңалуу айырмасын LEDди башкаруу үчүн дароо чыгаруу катары колдоно албайсыз? Ооба, сигналдарды чыпкалоо жана күчөтүү үчүн көптөгөн себептер бар:

• Көптөгөн ADCs (аналогдук-санариптик өзгөрткүчтөр-аналогдук киришиңизди алып, компьютерде маалыматтарды окуу жана сактоо үчүн аларды санариптештирүү) мындай кичинекей өзгөрүүлөрдү аныктай алышпайт. Мисалы, Arduino Unoнун ADCи-бул атайын 5В чыгышы бар 10 биттик ADC, бул 0-5В кирүү чыңалуусун картадан чыгарат (диапазондогу маанилерден тышкары "темир жол" болот, башкача айтканда төмөнкү маанилер 0В жана андан жогору баалуулуктар окулат) 5V катары 0 менен 1023 ортосундагы бүтүн маанилерге. 10мВ 5В диапазонунда ушунчалык кичине, андыктан эгер сиз сигналыңызды толук 5В диапазонуна чейин көбөйтө алсаңыз, кичине өзгөрүүлөр оңой эле байкалат, анткени алар чоң сандык өзгөрүүлөр менен чагылдырылат (5мВ 10мВга өзгөрөт, тескерисинче 2V 4Вга өзгөрөт). Муну компьютериңиздеги кичинекей сүрөт сыяктуу ойлонуп көрүңүз: деталдар пикселдер менен эң сонун аныкталышы мүмкүн, бирок сүрөттү кеңейтмейинче формаларды айырмалай албайсыз.

  Сиздин ADC үчүн көбүрөөк биттерге ээ болуу жакшыраак экенин эске алыңыз, анткени сиз үзгүлтүксүз сигналыңызды дискреттүү, санариптештирилген мааниге айлантуудан квантташуу ызы -чуусун азайта аласыз. Кириш SNRди ~ 96% кармоо үчүн канча бит керек экенин эсептөө үчүн, эреже катары N = SNR (дБда)/6 колдонуңуз. Сиз дагы капчыгыңызды эсиңизден чыгарбагыңыз келет: эгер сиз көбүрөөк битти кааласаңыз, көбүрөөк акча коротууга даяр болушуңуз керек

• Ызы -чуу жана кийлигишүү (ызы -чуу = сигналдарыңыздын ордуна жылмакай болгон интерференция = кокустук эмес, радио толкундарынын чектеш сигналдарынан синусоидалык артефакттар ж.

  • Эң атактуусу - 60 Гц интерференциясы (эгер сиз Европада болсоңуз жана Россияда жок болсоңуз, 50 Гц, анткени алар токту розетка үчүн ACдан айырмаланып DC колдонушат …), бул электр розеткаларынын AC электромагниттик талааларынан пайдалуу жыштык деп аталат. Электр чубалгылары AC жогорку чыңалуусун электр генераторлорунан турак жайларга чейин жеткирет, мында трансформаторлор Американын электр розеткаларында чыңалууну ~ 120В стандартка чейин түшүрүшөт. Кезектешүү чыңалуусу айлана -чөйрөбүздөгү 60 Гц кийлигишүүнүн бул туруктуу ваннасына алып келет, ал сигналдардын бардык түрүнө тоскоолдук кылат жана аларды чыпкалоо керек.

  • 60 Гц кийлигишүү адатта жалпы режим интерференциясы деп аталат, анткени ал эки амприцинде (+ жана -) оп -амперге көрүнөт. Эми, op ampsте жалпы режимдин артефакттарын азайтуу үчүн жалпы режимди четке кагуу коэффициенти (CMRR) деген нерсе бар, бирок (эгер мен жаңылып жатсам, мени оңдо!) Бул негизинен жалпы режимдеги ызы -чууга жакшы (туш келди: кокустуктун ордуна ызы -чуу: кийлигишүү). 60 Гцтен кутулуу үчүн, bandstop чыпкалары аны жыштык спектринен тандалма түрдө алып салуу үчүн колдонулушу мүмкүн, бирок анда сиз чыныгы маалыматтарды алып салуу коркунучу бар. Мыкты учурда, сиз 60 Гцтен төмөн жыштык диапазонун сактоо үчүн аз өткөрмө чыпканы колдоно аласыз, андыктан жогорку жыштыктагы нерселердин бардыгы чыпкаланат. Мен EOG үчүн эмне кылдым: менин сигналымдын күтүлгөн өткөрүү жөндөмдүүлүгү 0-10 Гц (көздүн тез кыймылына көңүл бурбоо-биздин жөнөкөйлөштүрүлгөн версиябызда аны менен иштөөнү каалаган жок), ошондуктан мен 10 Гцтен ашкан жыштыктарды төмөн чыпкасы менен алып салдым.

    • 60 Гц сыйымдуу бириктирүү жана индуктивдүү кошулуу аркылуу сигналдарыбызды бузушу мүмкүн. Сыйымдуу кошкуч (бул жерде конденсаторлордон окулат) аба чектеш микросхемалардын ортосунда өткөрүлүүчү AC сигналдары үчүн диэлектрик катары кызмат кылганда пайда болот. Индуктивдүү кошулуу Фарадей мыйзамынан келип чыгат, анткени сиз магниттик талаада ток өткөрөсүз. Кошулууну жеңүү үчүн көптөгөн амалдар бар: мисалы, Фарадей капасынын бир түрү катары негизделген калканчты колдонсоңуз болот. Мүмкүн болгондо зымдарды буроо/индуктивдүү бириктирүү үчүн жеткиликтүү болгон аймакты кыскартат. Зымдарды кыскартуу жана сиздин схемаңыздын жалпы көлөмүн азайтуу дагы ушул эле себептен улам ушундай таасирге ээ. Электр розеткасына туташтыруудан айырмаланып, оптикалык рельстер үчүн батареянын кубаттуулугуна таянуу да жардам берет, анткени батареялар синусоидалык термелүүсүз DC булагын камсыз кылат. Көбүрөөк бул жерден окуңуз!

    • Төмөн өтүү чыпкалары дагы көп ызы -чуудан арылат, анткени туш келди ызы -чуу жогорку жыштыктар менен көрсөтүлөт. Көптөгөн ызы -чуулар ак ызы -чуу, демек, ызы -чуу бардык жыштыктарда бар, демек, сигналдын өткөрүү жөндөмдүүлүгүн мүмкүн болушунча чектөө сигналыңызда канча ызы -чуу бар экенин чектөөгө жардам берет.

      Кээ бир аз өтүү чыпкалары каймана атка каршы фильтрлер деп аталат, анткени алар каймана атка жол бербейт: синусоиддер тандалып алынганда, алар башка жыштыкта табылышы мүмкүн. Сиз дайыма Nyquistтин тандоо теоремасын аткарууну унутпашыңыз керек (2x жогорку жыштыктагы сигналдык сигналдар: күтүлгөн 1 Гц синус толкуну үчүн> 2Hz ылдамдыкта тандоо жыштыгы керек). Бул EOG учурда, мен Nyquist жөнүндө тынчсыздануунун кереги жок болчу, анткени менин сигналым негизинен 10 Гц диапазонунда болот деп күтүлгөн, жана менин Arduino ADC үлгүлөрүм 10 кГцте - бардыгын кармоо үчүн жетишерлик тез

  • Ызы -чуудан арылуу үчүн кичине амалдар бар. Алардын бири - жылдыздуу жерди колдонуу, андыктан сиздин схемаңыздын бардык бөлүктөрү бирдей шилтемеге ээ. Болбосо, бир бөлүгү "жер" деп атаган нерсе, зымдардын кичине каршылыгынан улам, башка бөлүгүнөн айырмаланышы мүмкүн, бул карама -каршылыктарга кошулат. Нан тактасы менен жабышкандын ордуна протобордго ширетүү дагы бир аз ызы-чууну басаңдатып, пресс-фитирден айырмаланып ишене турган коопсуз байланыштарды түзөт.

Ызы -чууну жана тоскоолдуктарды басуунун башка көптөгөн жолдору бар (бул жерден жана бул жерден караңыз), бирок көбүрөөк маалымат алуу үчүн ошол же Google боюнча сабак алсаңыз болот: чыныгы схемага өтөлү!

4 -кадам: Район кантип иштейт

Райондук схемадан коркпогула: бул жерде бардыгы кантип иштээри жөнүндө кыскача маалымат: (кээ бир түшүндүрмөлөр үчүн мурунку кадамга кайрылыңыз)

• Сол жактагы бизде электроддор бар. Бири сол ийбадатканага, экинчиси оң ийбадатканага, үчүнчү электрод чекесине бекитилген. Бул негиздөө сигналды стабилдештирет, андыктан азыраак дрейф болот жана 60 Гц кийлигишүүсүнөн да кутулат.
• Кийинки инструмент амп. Чыңалуу айырмасын жаратуу үчүн эмне кылаарын түшүндүрүү үчүн эки кадам артка кайтыңыз. Күчөткүчтүн кирешесин өзгөртүү теңдемеси маалымат баракчасынын 7 -бетинде [G = 1+ (50kOhm/Rg), анда Rg 1 жана 8 амппинин казыктарына туташкан]. Менин схемам үчүн, Rg = 100Ohm колдонуу менен 500 кирешеге туураландым.
• Аспаптык амп 500x күчөтүлгөн чыңалуу айырмасын чыгаргандан кийин, R_filter каршылыгынан жана C_filter конденсаторунан турган биринчи даражадагы RC аз өтмө чыпкасы бар. Төмөн өтүү чыпкасы кайманапташууга жол бербейт (мен үчүн эч кандай тынчсыздануу жок, анткени Nyquist тарабынан мен күтүлгөн 10 Гц жөндөмдүүлүгү үчүн жок дегенде 20 Гц үлгүсүн алуум керек, жана Arduino ADC үлгүлөрү 10 кГцте-жетиштүү) жана ошондой эле ызы-чууну жок кылат мага кереги жок бардык жыштыктарда. RC системасы иштейт, анткени конденсаторлор жогорку жыштыктарга оңой эле жолтоо болушат, бирок төмөнкү жыштыктарга тоскоол болушат (импеданс Z = 1/(2*pi*f)), жана чыңалуу бөлүштүргүчтү түзүү конденсатордун чыңалуусунда гана төмөнкү жыштыктарга уруксат берген чыпкага алып келет. аркылуу [3dB интенсивдүүлүгү үчүн чектөө f_c = 1/(2*pi*RC) формуласы менен жөнгө салынат]. Мен чыпкамын R жана C баалуулуктарын ~ 10Гцтен жогору сигналдарды өчүрүү үчүн жөнгө салдым, анткени бул диапазондо EOGs үчүн биологиялык сигнал күтүлөт. Башында мен 20 Гцтен кийин өчүрдүм, бирок эксперименттен кийин 10 Гц ошондой эле иштеди, ошондуктан мен кичине өткөрүү жөндөмү менен жөнөдүм (кичине өткөрмө жөндөмү керексиз нерсени кесип салган жакшы).
• Бул чыпкаланган сигналдын жардамы менен мен осциллограф менен чыгымдарды өлчөдүм, алардын маанилеринин диапазонун солго жана оңго карап (менин диапазонумдун эки чеги). Бул мени болжол менен 2-4Вка жеткирди (анткени приборлордун күчөткүчү 500x ~ 4-8мВ диапазонунда болгон), менин максатым 5V болгондо (Arduino ADCдин толук диапазону). Бул диапазон ар кандай болгон (адамдын терини алдын ала канчалык жакшы жууганына жараша ж.б.), ошондуктан мен экинчи инверторлуу эмес амп менен көп пайда көргүм келген жок. Мен аны болжол менен 1.3 гана киреше алуу үчүн тууралоону аяктадым (чынжырдагы R1 жана R2ди тууралаңыз, анткени амптин кирешеси = 1+R2/R1). Сиз 5V ашпаш үчүн өзүңүздүн өндүрүмүңүздү кеңейтип, ошол жерден тууралашыңыз керек болот! Менин резистор баалуулуктарымды колдонбоңуз.
• Бул сигналды азыр окуу үчүн Arduino аналогдук пинге киргизсе болот, бирок Arduino ADC терс кирүүлөрдү кабыл албайт! Сиз сигналыңызды жогору бурушуңуз керек -диапазону 0-5V, тескерисинче -2.5Vдан 2.5Vга чейин. Муну оңдоонун бир жолу - бул Arduino 3.3V түйүнүнө электр тактаңыздын негизин тиркөө: бул сиздин сигналды 3.3V өйдө көтөрөт (оптималдуу 2.5Vдан жогору, бирок ал иштейт). Менин диапазонум чындап эле коркунучтуу болчу, ошондуктан мен өзгөрүлмө офсет чыңалуусун ойлоп таптым: ошентип мен диапазонду 0-5Вке чейин борборго айлантуу үчүн потенциометрди айланта алмакмын. Негизи +/- 9В электр рельсин колдонуп, өзгөрмө чыңалуу бөлүштүргүч, ошондуктан мен жерди -9дан 9Вга чейин каалаган мааниге туташтырып, сигналымды 9В өйдө же ылдый жылдыра алам.

5 -кадам: компоненттерди жана баалуулуктарды тандоо

Тизме түшүндүрүлгөндө, биз кайсынысын (электрод, оп -амп) колдонууну тандайбыз?

• Сенсор катары катуу гель электроддорунун жогорку кирүү импедансы жана аз чыгуучу импедансы бар: бул эмнени билдирет, ток агымдын төмөнкү агымы аркылуу схеманын калган бөлүгүнө оңой өтөт (төмөн чыгаруу импедансы), бирок кайра ийбадатканаларыңызга кайтып өтүү кыйынчылык жаратат. (жогорку импеданс). Бул колдонуучуну сиздин схемаңыздын калган бөлүгүндөгү ар кандай жогорку токтордон же чыңалуулардан жабыркоодон сактайт; Чынында, көптөгөн системаларда кошумча коргоо үчүн пациенттерди коргоочу резистор деп аталган нерсе бар.

  • Көптөгөн ар кандай электроддор бар. Көпчүлүк адамдар EGG/EOG/ж.б. колдонмолордо Ag/AgCl катуу гел электроддорун сунушташат. Муну эске алуу менен, сиз бул электроддордун булак каршылыгын издеп (тери импедансы боюнча менин эскертүүлөрүм үчүн эки кадам артка кетүү керек) жана аны ызы -чууга каршы туруу керек (V/sqrt ызы -чуусу (Гц) A/sqrt (Гц) - оп -амптердин маалымат баракчаларын караңыз - ушинтип сиз түзмөгүңүз үчүн туура приборлордун күчөткүчүн тандайсыз. Бул ызы -чуу дал келүү деп аталат жана эмне үчүн булак каршылыгынын Rs ызы -чууга каршы Rn иштерине дал келгенин түшүндүрмөлөрдү бул жерден онлайн режиминде тапса болот. Мен тандаган INA111 үчүн, Rn ызы чыңалуусун жана маалымат баракчасынын ызы -чуусун колдонуп эсептесе болот (жогорудагы скриншот).

    • Электроддун иштешин баалаган көптөгөн макалалар бар жана эч бир электрод бардык максаттар үчүн мыкты эмес: бул жерде аракет кылыңыз, мисалы. Оп -амп маалымат баракчаларында чагылдырылган импеданс ар кандай өткөрүү жөндөмдүүлүгү үчүн да өзгөрөт (кээ бир маалымат баракчаларында ар кандай жыштыкта ийри же столдор болот). Изилдөө жүргүзүңүз, бирок капчыгыңызды унутпаңыз. Кайсы электроддордун жакшы экенин билүү жагымдуу, бирок аны төлөй албасаңыз, анда анын пайдасы жок. Сыноо үчүн жок дегенде 50 электрод керек болот, бир жолу колдонуу үчүн 3 эле эмес.

      • Оптималдуу ызы -чууну дал келтирүү үчүн, Rn ~ = Rs гана болбошу керек: сиз дагы ызы чыңалуу * ызы -чуу агымы (Pn) мүмкүн болушунча төмөн болушун каалайсыз. Бул Rn ~ = Rs жасоого караганда маанилүү деп эсептелет, анткени керек болсо Rs менен Rnди туураласа болот.

        Трансформаторлор менен эскертүүлөр (эгер туура эмес болсо, мени оңдоңуз): алар кичинекей болушу керек болгон түзмөктөр үчүн бир аз көлөмдүү жана оптималдуу эмес болушу мүмкүн. Алар ошондой эле жылуулукту чогултушат, ошондуктан жылыткычтарды же мыкты желдетүүнү талап кылат

      • Ызы -чуу биринчи баштапкы күчөткүчкө гана дал келет; Экинчи күчөткүч анчалык таасир бербейт, андыктан кандайдыр бир оп -амф жасайт.

6 -кадам: Районду куруу

Районду куруу үчүн жогорудагы фризинг диаграммасын колдонуңуз (экинчи нускада, ар бир бөлүк мурунку кадамдагы схемада эмнени билдирери жазылган). Эгерде сизге диаграммада светодиоддорду аныктоого жардам керек болсо, бул резистордун түс кодунун калькуляторун колдонуңуз, бирок приборлордун ампинин Rg 100Ohm, R_filter 1.5MOhm, C_filter 0.1uF, R1 nonververper amp 10kOhm, R2 - 33kOhm, потенциометр үчүн резистор - 1kOhm (потенциометр 0дөн 20кОмго чейин өзгөрөт). Кирешени тууралоо үчүн резистор баалуулуктарыңызды өзгөртүүнү унутпаңыз!

Түзөтүү: жердин бөлүгүндө ката бар. Сол кара зымды өчүрүңүз. Резистор кызыл зым менен көрсөтүлгөндөй электр линиясына, бирок потенциометрдин биринчи эмес, экинчи пинине туташтырылышы керек. Потенциометрдин биринчи пини Arduino 5V пинине туташтырылышы керек. Орундук жер болгон кызгылт сары зым биринчи эмес, экинчи пинге туташтырылышы керек.

Мен офсет жөнүндө көп сүйлөштүм. Диаграммада сиз Arduino жери нандын үстүнө туташкан катары көрсөтүлгөнүн көрө аласыз. Бул сценарий боюнча, жериңизди алмаштыруунун кажети жок. Эгерде сиздин сигналдын чеги жок болсо жана жериңизди которуш керек болсо, адегенде Arduino жерин Arduino 3.3V пинине туташтырып көрүңүз жана сигналыңызды көрүңүз. Болбосо, орнотулган потенциометрдеги кызгылт сары зымды Arduino GND пинине туташтырып көрүңүз.

КООПСУЗДУК ЭСКЕРТҮҮСҮ: батарейкаларды ширетүүдө КЫЛБАҢЫЗ, жана батарейкаларды артка КОЙМОҢУЗ ЖАНА ЭЭЛЕБЕҢИЗ. Сиздин схемаңыз тамеки тарта баштайт, конденсаторлор үйлөйт жана нан да бузулушу мүмкүн. Эреже катары, батарейкаларды схеманы колдонгуңуз келгенде гана колдонуңуз; Болбосо, аларды чечип алыңыз (батарейкаларды оңой ажыратуу үчүн которгучту кошуу да жакшы идея болмок).

Протоборго ширетүүдөн мурун, схеманы бөлүктөргө бөлүп (ар бир этапты текшериңиз!) Жана нан тактасында курушуңуз керек. Текшерүүнүн биринчи этабы - бул приборлордун күчөткүчү: бардык рельстерди (батарейка кармагычтарда), Rg ж. Б. Баштоо үчүн, 5 мВ амплитудасы бар 1 Гц синус толкуну бар функция генераторун колдонуңуз (же генераторуңуз эң төмөн болот). Бул прибордун күчөткүчүнүн туура иштеп жатканын текшерүү үчүн жана сиздин Rg максаттуу кирешеңизди камсыздап жатат.

Андан кийин, төмөн өтүү чыпкаңызды текшериңиз. Райондун ошол бөлүгүн кошуңуз жана толкун формаңызды текшериңиз: ал такыр окшош болушу керек, бирок ызы -чуусу азыраак (тырмактуу - жогорудагы акыркы эки сүрөттү караңыз). Келгиле, функционалдык генератордун ордуна электроддоруңуз менен осциллограф менен акыркы өндүрүшүңүздү иликтеп көрөлү …

7 -кадам: Адам менен тестирлөө

Дагы, сол жана оң ийбадатканаларыңызга электроддорду коюп, чекеңиздеги электродко жерге зым чаптаңыз. Ушундан кийин гана батарейкаларды кошушуңуз керек - эгерде кандайдыр бир чырылдоо пайда болсо, ТЕЗ АРАЛЫК өчүрүп, байланыштарды эки жолу текшериңиз !!! Эми эки кадам мурун түшүндүрүлгөндөй, солго жана оңго карап, инверторсуз R1/R2ди туураланганыңызда баалуулуктар диапазонун текшериңиз-максат 5V диапазону экенин унутпаңыз! Эмнеге көңүл буруш керектигин билүү үчүн жогорудагы сүрөттөрдү караңыз.

Резистордун бардык баалуулуктары менен бактылуу болгондо, бардыгын протоборго туташтырыңыз. Лайкоо өтө зарыл эмес, бирок ал жөнөкөй пресске ылайыктуу муундарга караганда көбүрөөк туруктуулукту камсыз кылат жана аларды жетиштүү түрдө нан табакка баспаганыңыз үчүн иштебеген схеманын белгисиздигин жок кылат.

8 -кадам: Arduino коду

Бул коддун түбүнө бардык код тиркелген!

Эми сизде 5V диапазону бар болсо, анда ал 1Vдан 4Vга чейин 0-5V чегинде болооруна ынанууңуз керек. Же Arduino 3.3V пинине жерди тиркеңиз же жердин чыңалуусун чыңдаңыз (жогорудагы кызгылт сары зым) жер темир жолуна жана андан кийин жер астындагы темир жолдон Arduino GND пинине туташтырыңыз (бул сигналды өйдө же ылдый жылдыруу үчүн сиз 0-5V диапазонуна түшөсүз). Сиз айланып ойношуңуз керек: белгисиз болгон учурда өндүрүмүңүздү кеңейтүүнү унутпаңыз!

Эми калибрлөө үчүн: сиз жарыктын көздүн ар кандай позициялары үчүн түстөрүн өзгөртүшүн каалайсыз (алыска карай эмес, алыска карай..). Бул үчүн сизге баалуулуктар жана диапазондор керек: EOG-calibration-numbers.ino'ду Arduinoго чуркагыла, баары туура туташтырылган (Arduino менен неопикселге болгон байланышты менин фризинг схемам боюнча бүтүр). Кереги жок, бирок мендеги bioe.py кодун иштетиңиз - бул тексттик файлды столго чыгарат, ошондо сиз бардык баалуулуктарды солго же оңго карай жаза аласыз (python коду бул мисалдан ылайыкташтырылган). Мен муну кантип жасадым, 8 согуу үчүн солго карадым, андан кийин оңго, андан кийин өйдө, анан ылдый жана кийинчерээк орточо эсеп үчүн кайталайм (мен караган бир журнал үчүн output_2.pdf караңыз). Көңүлүңүз толгондо мажбурлап чыгуу үчүн ctrl+C басыңыз. Бул баалуулуктарды колдонуп, анимациялардын диапазондорун менин BioE101_EOG-neopixel.ino кодумда тууралай аласыз. Мен үчүн асан -үсөн анимациясы бар болчу, мен алдыга карасам, көк - солго, жашыл - кичине солго, кызгылт - кичине оңго, кызыл - оңго.

9 -кадам: Келечектеги кадамдар

Voila; сиз көзүңүз менен башкара турган нерсени. Ооруканага барар алдында оптималдаштыруу үчүн көп нерселер бар, бирок бул дагы бир күн: негизги түшүнүктөрдү азыр түшүнүү оңой. Мен артка кайтып, өзгөрткүм келген бир нерсе-инструменттердин күчөткүчү үчүн 500гө чейинки пайдамды тууралоо: артка кылчайып карасам, бул көп болсо керек, анткени менин сигналым 2-4В мурунтан эле болгон жана мен инвертирленбегенди колдонуп кыйналгам диапазонумду эң сонун тууралоо үчүн амп…

Консистенцияны алуу кыйын, анткени сигнал ар кандай шарттарда Өтө өзгөрөт:

• башка адам
• жарык шарттары
• терини даярдоо (гельдер, жуу ж. б.)

бирок ошентсе да, мен иштин акыркы видео далилине абдан кубанычтамын (саат 3тө тартылган, анткени баары сыйкырдуу түрдө иштей баштайт).

Мен билем, бул үйрөткүчтүн көбү түшүнүксүз болуп көрүнүшү мүмкүн (ооба, окуу ийри сызыгы мен үчүн да оор болгон), андыктан төмөндөгү суроолорду берүүдөн тартынба жана мен жооп берүү үчүн колумдан келгендин баарын кылам. Ырахат алыңыз!

Түшпөс чакырыкта экинчи орун