Mirksėjimo jutiklis: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Šioje instrukcijoje paaiškinama, kaip iš modifikuoto AD8232 EKG (elektrokardiogramos) jutiklio, „LM324-N“keturių op-amp, „Arduino Uno R3“ir namuose pagamintos galvos juostos padaryti „mirksėjimo detektorių“.

Detektorius turi du išėjimus … vieną, kai mirksi kairė akis, o kitą-kai mirksi dešine.

Įprastas mirksėjimas, apimantis abi akis, ignoruojamas.

Šios grandinės programos apima:

• žaidimo sąsajos
• pagalbinė technologija

Reikalingi keli įrankiai … tik lituoklis ir aštrus peilis.

Jutiklio pakeitimai, kuriuos galima pakeisti, reikalauja:

• nupjauti du takelius
• pridėkite du litavimo tiltus/šortus
• pridėkite trumpą laido nuorodą

Numatoma komponentų kaina yra 15,00 USD

Vaizdai

• Viršelio nuotraukoje pavaizduotas artimas žvilgsnio detektoriaus vaizdas
• 2 nuotraukoje parodyta apytikslė galvos juostos padėtis.
• Vaizdo įraše matyti, kaip veikia mirksėjimo detektorius. Trys iš eilės mirksi kiekviena akimi.

1 žingsnis: dalių sąrašas

Šios dalys buvo gautos iš

• 1 tik AD8232 EKG širdies monitoriaus modulis
• 1 tik „Arduino Uno R3“

Šios dalys buvo gautos vietoje:

• 1 tik keturių stiprintuvų LM324
• 1 tik 220K omų rezistorius 1/8 vatų
• 2 tik 120K omų 1/8 vatų rezistoriai
• 1 tik 15K omų rezistorius 1/8 vatų
• 2 tik 10K omų 1/8 vatų rezistoriai
• 1 tik 1200 omų rezistorius 1/8 vatų

Įvairūs daiktai jau po ranka:

• Bandomoji Lenta
• susukta varinė viela
• lituoklis

Numatoma komponentų kaina yra 15 USD

2 žingsnis: grandinė

„Mirksėjimo detektoriaus“schema parodyta 1 nuotraukoje

Grandinę sudaro modifikuotas AD8232 EKG širdies jutiklio modulis, LM324 keturių stiprintuvų stiprintuvas, „Arduino Uno R3“, keli rezistoriai ir du šviesos diodai.

Išėjimo bangos forma iš AD8232 yra apie 1,5 volto nuolatinės srovės.

Kai kairė akis mirksi, AD8232 išėjimo bangos forma pakyla link 3,3 voltų. Kai bangos forma viršija 2,8 volto, kairiojo žvilgsnio lygintuvo išėjimas pasikeičia nuo nulio iki 5 voltų, kaip parodyta 2 nuotraukoje.

Kai dešinė akis mirksi, AD8232 išėjimo bangos forma nukrenta link nulio voltų. Kai bangos forma nukrenta žemiau 0,2 volto, dešiniojo žvilgsnio palyginimo išėjimas pasikeičia nuo nulio iki 5 voltų, kaip parodyta 3 nuotraukoje.

Įprasti mirksėjimai neturi jokios įtakos išėjimui, nes jie atitinka du simuliacinius mirksėjimus ir neįmanoma, kad AD8232 išėjimas vienu metu judėtų dviem priešingomis kryptimis.

AD8232 tiekiamas su geliu padengtų EKG pagalvėlių ir laidų rinkiniu. Po kelių naudojimo trinkelės linkusios nukristi. Norėdami to išvengti, prie galvos juostelės, pagamintos iš seno raištelio ir velcro, pritvirtinau keletą konservuotų plieninių pagalvėlių. Išsami informacija apie tai, kaip sukurti šią galvos juostą, aprašyta kitur šiame straipsnyje.

3 žingsnis: AD8232 grandinės modifikacijos

Nemodifikuota plokštė parodyta 1 nuotraukoje

Kai naudojami kaip širdies monitoriai, EKG laidai prijungiami taip:

• Dešinė ranka prijungta prie RA
• Kairė ranka prijungta prie LA
• Dešinė koja yra prijungta prie RL

Modifikuota plokštė parodyta 2 nuotraukoje

Po pakeitimų laidai tampa:

• Dešinysis antakis prijungtas prie RA
• Kairysis antakis prijungtas prie LA
• Kakta prijungta prie RL

Originali grandinė

Supaprastinta pirminio širdies monitoriaus blokinė schema parodyta 3 nuotraukoje.

Ši diagrama buvo sukurta suderinus „Sparkfun“širdies monitoriaus schemos [1] komponentų reikšmes su AD8232 „Funkcinio bloko diagrama“[2]

Naudojant kaip širdies monitorių, abu įėjimai į prietaisų stiprintuvą AD8232 yra prijungti prie 3,3 voltų maitinimo bėgio per 10M rezistorius. Tačiau prietaisų stiprintuvas negali veikti, nebent abu įvesties laidai yra maždaug vidinio bėgio potencialo.

Vidutinio bėgio potencialas gaunamas įpurškiant mažą (10uA) srovę iš RLD (dešinės kojos pavaros) laido į jūsų koją. Mes efektyviai sukūrėme įtampos skirstytuvą, naudojant jūsų kūną kaip vieną iš rezistorių.

Tikroji RLD laido paskirtis paaiškinta AD8232 duomenų lape … Aš tik žiūriu iš kito požiūrio.

Modifikuota grandinė

Grandinės modifikacijų blokinė schema parodyta 3 nuotraukoje.

Užuot ieškojęs širdies plakimų, mirksėjimo detektorius ieško elektros potencialo skirtumų. Todėl jis visada turi veikti visiškai… abu prietaisų stiprintuvo įėjimai turi būti susieti su vidinio bėgio potencialu, pvz., „Vref“(1,5 volto)

Tai pasiekiama perpjovus takelį, jungiantį abu 10M rezistorius prie 3,3 voltų maitinimo šaltinio, ir sujungiant pjovimo galą su „Vref“naudojant mažą vielos jungtį. Abu prietaisų stiprintuvo įėjimai dabar yra vidinio bėgio potencialo, o tai reiškia, kad AD8232 išėjimas sklinda apie 1,5 volto nuolatinės srovės.

Mums taip pat nereikia RLD laido … panaudokime šį laidą, kad patobulintume sistemos CMRR (bendro režimo atmetimo koeficientą), padidindami savo kūną iki vidurio bėgių. Tai pasiekiama pjaunant takelį prie AD8232 RLD kaiščio ir sujungiant pjovimo galą su Vref.

AD8232 duomenų lape rekomenduojama naudoti RLD ir RLDF (dešinės kojos pavaros grįžtamojo ryšio) kaiščius, kai naudojama dviejų laidų grandinė. Tai pasiekiama sutrumpinus šiuos du kaiščius jungiantį kondensatorių.

Nuorodos

[1]

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

[2]

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

4 žingsnis: galvos juosta

Galvos apdangalas buvo pagamintas iš seno diržo, kurio ilgis buvo „Velcro“, ir kai kurių „Velcro“kabliukų. Konstrukcijos detalės parodytos 1..4 nuotraukose

Pagalvėlės pagamintos iš plonos skardos plokštės … Aš naudojau senos dažų skardinės dugną … ir yra pritvirtintos prie diržo siauromis atraižomis, iškirptomis iš tos pačios skardos plokštės. Tai leidžia trinkelėms slysti aplink galvos juostą.

Nubraukite metalinių trinkelių kraštus dilde ir lengvai nušlifuokite kontaktinius paviršius. Lituoti širdies monitorių veda prie atvirų metalinių skirtukų.

Svarbu, kad pagalvėlės gerai susiliestų su oda … rekomenduojama naudoti medicininį kontaktinį gelį, tačiau pastebėjau, kad rankų drėkintuvas taip pat veikia.

Pado dydis nėra svarbus … Nuo to laiko aš sumažinau plotį, eksperimentuodamas su mažesniu atstumu tarp padėklų … perpus sumažėjęs dydis nesiskyrė.

5 žingsnis: programinė įranga

Instrukcijos

Įkelkite pridėtą failą „wink_detector_4.ino“į „Arduino“ir paleiskite.

Pastabos

Kodas yra nepaprastai paprastas … jis tiesiog apklausia kiekvieną iš dviejų mirksėjimo detektoriaus išėjimų ir mirksi atitinkamu šviesos diodu, kai lygintuvas keičia būseną.

Tačiau yra trūkumas … stipriai mirksint priešingas šviesos diodas gali mirksėti.

Viršutinis pėdsakas 1 nuotraukoje rodo, kad AD8232 išėjimas sumažėja iki nulio voltų po stipraus kairės akies mirksėjimo. Dešinės akies palyginimas (apatinis pėdsakas) mato tai kaip dešinės akies mirksėjimą ir sukuria klaidingą išvestį.

2 nuotraukoje pavaizduoti abu lyginamieji išėjimai, skirti stipriam kairės akies mirksėjimui. Dešinysis lygintuvas vis tiek sukuria klaidingą išėjimą 800 mS, kai prasideda kairysis akių mirksėjimas.

Norėdami tai išspręsti, naudojamas programinis sprendimas … pirmasis detektorius, pamatęs mirksėjimą, išjungia kitą detektorių 1 sekundei. Šis laikotarpis yra reguliuojamas kodo antraštėje,

6 žingsnis: Santrauka

Šioje instrukcijoje paaiškinama, kaip „Sparkfun AD8232“širdies monitorių paversti „mirksėjimo detektoriumi“.

Taip pat pateikiamos reguliuojamos galvos juostos konstrukcijos detalės.

„Arduino“kodas pašalina klaidingus suveikimus dėl perviršio iš AD8232 išvesties, esant stipriam akių mirksėjimui.

Šios grandinės programos apima:

• žaidimo sąsajos
• pagalbinė technologija

Numatoma komponentų kaina yra 15,00 USD

Spustelėkite čia, jei norite peržiūrėti kitus mano nurodymus.