Rankinis EEG fokusavimo monitorius: 32 žingsniai

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

Kolegijos gyvenimas reikalauja sutelkti dėmesį į klases, užduotis ir projektus. Daugeliui studentų šiuo metu sunku sutelkti dėmesį, todėl labai svarbu stebėti ir suprasti jūsų gebėjimą sutelkti dėmesį. Mes sukūrėme biosensorinį prietaisą, kuris matuoja jūsų smegenų bangas, kad įvertintų jūsų fokusavimo lygį ir parodytų jums matomus duomenis. Akronimas „EEG“reiškia elektroencefalografą, o tai reiškia, kad tai aparatas, naudojamas smegenų elektrinei veiklai registruoti.

Šiam biosensoriui reikia įvesti EEG signalą ir pirštu paspausti ekraną, kad būtų sukurta dažnio diagrama ir išgaunami duomenys (neprivaloma), kuriuos galima nukopijuoti į „Excel“.

Atsakomybės apribojimas: Šis biosensorius NĖRA medicinos prietaisas.

Prekės

• „Arduino Uno“(23 USD)
• Duonos lenta (5,50 USD)
• 2,8 colio TFT jutiklinis ekranas „Arduino“su atspariu jutikliniu ekranu (34,95 USD)
• Laidai (0,95 USD)
• EEG Bitalino (40,79 USD)
• Elektrodai (9,13 USD)
• 3 laidų priedas (21,48 USD)
• Alkoholio tamponai (4,65 USD) (neprivaloma)
• 9 V baterija (2,18 USD)
• 9 V baterijos laikiklis (1,69 USD)
• USB 2.0 kabelio tipas A/B 3,95 USD)

• Įrankiai

  • Vielos nuėmiklis (6,26 USD)
  • Plaukų juostelė / ausinės laidams virš galvos pritvirtinti (neprivaloma)

Bendra kaina: 142 USD (priklausomai nuo kainų svyravimų)

1 žingsnis: Būtinos sąlygos

• Kai kurios pagrindinės žinios apie tai, kaip skaitomos smegenų bangos, būtų naudingos norint suprasti grafiką, bet nebūtinos.

  Tai geras šaltinis, skirtas pagrindinei pagrindinei informacijai gauti.

• Jums taip pat reikės prieigos prie „GitHub“svetainės, kad gautumėte mūsų kodą.
• Turite atsisiųsti „Arduino“programą.

2 žingsnis: Saugos priemonės

• Keisdami grandinę įsitikinkite, kad grandinė nėra maitinama (akumuliatorius išjungtas, USB neprijungtas).
• Įsitikinkite, kad šalia nėra skysčių, kurie gali išsilieti į grandinę.
• ĮSPĖJIMAS: Tai NĖRA medicinos prietaisas ir nėra tokio pat tikslumo. Jei reikia atlikti smegenų bangų tyrimą, naudokite tinkamą EEG.
• Dirbdami su grandine ar biosensoriumi, laikykite rankas sausas.

3 žingsnis: patarimai ir patarimai

Problemų sprendimas

• Įsitikinkite, kad jūsų laidai yra prijungti prie tinkamų kaiščių. Jei ne, pasirodys nesuprantamas skaitymas.
• Kai prijungiate ekraną, įsitikinkite, kad netilpo viskas vienu kaiščiu žemiau (jei pastebėjote, kad kuris nors ekrano kaištis nėra prijungtas, todėl)
• Įsitikinkite, kad tinkamai prijungėte „BITalino“(pagal logotipą ir EEG ženklą, kaip nurodyta instrukcijose)
• Įsitikinkite, ar ekranas tinkamai įjungtas, kad kaiščių metalo daugiau nematyti.
• Jei nepavyksta surinkti kodo ir jie negali rasti tam tikros bibliotekos, įsitikinkite, kad įdiegėte visas paminėtas bibliotekas.

Įžvalgos

Prieš pjaustydami ilgį, nepamirškite atsižvelgti į erdvę, kurią reikia nuimti viela

• Prieš uždėdami elektrodus ant kaktos, būtinai nuplaukite ir išdžiovinkite arba naudokite tamponą alkoholiu, kad sumažintumėte varžą.
• Naudojant „Arduino Mega“būtų gauti papildomi analoginiai ir skaitmeniniai kaiščiai, o tai reikštų, kad jums nereikės „dalytis“kaiščių tarp laidų ir ekrano, kaip tai darome šiame modelyje.

4 žingsnis: mokslas už prietaiso

Jūsų smegenys gamina skirtingus elektros signalų dažnius, priklausomai nuo jūsų sąmonės/dėmesio lygio. Jis gamina gama bangas (32–100 Hz), kai yra labai susikoncentravęs į užduotį, apdoroja informaciją ar mokosi. Jis sukuria beta bangas (13–32 Hz), kai esate budrus, mąstantis ar susijaudinęs. Alfa bangos (8–13 Hz) sukuriamos, jei esate fiziškai ir psichiškai atsipalaidavę. Teta bangos (4–8 Hz) atsiranda gilios meditacijos ar REM (greito akių judesio) miego metu. Delta bangos (<4 Hz) atsiranda gilaus, nesvajojančio miego metu.

Mūsų jutiklis praneš jums, kiek kiekvienos bangos yra, kad galėtumėte įvertinti savo fokusavimo lygį. Jis aptinka tik bangų ilgius nuo 0Hz-59Hz, tai yra diapazonas, kuriame vyksta dauguma smegenų bangų.

Jei jums labiau patinka vaizdo įrašo pamoka, čia galite pažiūrėti gerą vaizdo įrašą.

Įvadiniame vaizdo įraše kalbėjome apie greitą Furjė transformaciją. Šis vaizdo įrašas paaiškina, kas tai yra.

5 žingsnis: nuimkite ir supjaustykite laidus

Norėdami gauti geriausius rezultatus, jums reikės 3 vienetų, kurių ilgis ne mažesnis kaip 5 coliai.

Jei anksčiau nenuėmėte laido, čia yra paprasta pamoka.

Patarimas: pjaudami laidą, būtinai palikite vietos vielai nuplėšti.

6 veiksmas: užmaukite vieną kiekvieno laido galą

Tikslas yra sukurti kilpą viename galinės vielos dalies gale. Ši kilpa turėtų būti maždaug tokio paties dydžio kaip kaiščiai po TFT jutikliniu ekranu arba šiek tiek didesni.

7 veiksmas: suraskite atitinkamus kaiščius po ekranu

Palyginkite „Arduino Uno“ir ekrano apačią, kad nustatytumėte atitinkamus 3,3 V, GND ir A5 kaiščius.

Patarimas: Jei atidžiai pažiūrėsite, paveikslėlyje galite pamatyti raudonus apskritimus, besisukančius aplink dominančius kaiščius.

8 veiksmas: pritvirtinkite laidus prie TFT jutiklinio skydo kaiščių

Pritvirtinkite kilpas prie TFT jutiklinio skydo kaiščių, kurie atitinka 3.3V išėjimą, GND ir A5 analoginį kaištį „Arduino“.

Patarimas: jei nesate tikri, prie kurių jų pridėti, galite naudoti tuos, kurie pavaizduoti aukščiau esančiame paveikslėlyje.

9 žingsnis: priveržkite vielos kilpas

Suspauskite metalinę vielos kilpos dalį, kad ją priveržtumėte. Tai užtikrins geresnį ryšį.

10 veiksmas: prijunkite TFT jutiklinį ekraną

Pirštais pritvirtinkite laidus savo vietose ir apverskite TFT jutiklinį skydą. Prijunkite jį prie „Arduino“.

11 veiksmas: prijunkite laidus prie duonos lentos

Prijunkite

• 3.3V laidas prie + stulpelio + duonos lentos.
• GND laidas prie duonos lentos stulpelio.
• A5 laidas prie bet kurios duonos lentos eilės.

Patarimas: laidai, kuriuos matote per ekraną, yra iliustraciniai. Mes pasirinkome laidus paleisti po ekranu, nes mūsų turimi laidai buvo per trumpi.

12 veiksmas: prijunkite 3 laidų priedą

Prijunkite 3 laidų priedą prie „BITalino EEG“jutiklio. Prijunkite jį prie šono, pažymėto „EEG“.

13 veiksmas: prijunkite EEG jutiklį prie laido

Prijunkite laido EEG jutiklį šone su „BITalino“logotipu.

14 veiksmas: prijunkite EEG prie duonos lentos

Prijunkite kitą laidų galą prie duonos lentos, kaip parodyta paveikslėlyje.

• Prijunkite raudoną laidą prie duonos lentos + stulpelio
• Prijunkite juodą laidą prie duonos lentos stulpelio
• Purpurinį laidą prijunkite prie eilės viela iš A5 kaiščio.

15 žingsnis: priklijuokite elektrodus prie kaktos

Nulupkite elektrodus ir priklijuokite juos prie kaktos, kaip parodyta paveikslėlyje.

16 žingsnis: prisijunkite

Tapkite vienu su grandine, prijungdami 3 laidų priedo galus prie kaktos elektrodų. Metalinis antgalis ant elektrodo turėtų gerai tilpti į 3 laidų priedo skyles.

Nesvarbu, kuris laidas eina į kurį elektrodą, kol baltas yra viduryje.

17 veiksmas: apsaugokite laidus (neprivaloma)

Jei nenorite, kad laidai užblokuotų jūsų vaizdą, nuleiskite juos virš galvos ir kuo nors užfiksuokite. Tam pasirinkau naudoti ausines.

18 veiksmas: įdėkite 9 V bateriją į akumuliatorių

Įdėkite 9 V bateriją į akumuliatorių.

19 veiksmas: prijunkite 9 V akumuliatorių

Prijunkite 9 V bateriją prie paveikslėlyje pavaizduoto prievado. Atlikdami tai, išjunkite akumuliatorių.

20 veiksmas: gaukite kodą iš „Github“

• Eikite į šią nuorodą:
• Spustelėkite failą „Hand_Held_EEG.ino“. Nukopijuokite ir įklijuokite kodą į „Arduino“langą.

Arba galite spustelėti žalią mygtuką „klonuoti arba atsisiųsti“, išsaugoti jį kaip ZIP failą, tada išskleisti failą ir jį atidaryti

21 veiksmas: atsisiųskite tinkamas bibliotekas

Kai bandysite surinkti kodą, būsite paraginti ieškoti tam tikrų bibliotekų.

• Eikite į įrankiai> Tvarkyti bibliotekas
• Paieškos juostoje įveskite reikiamą biblioteką. Atsisiųskite tą, kuri labiausiai atitinka norimą biblioteką.

• Šios bibliotekos jums reikės:

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

Arba galite atsisiųsti bibliotekas iš šių nuorodų. ir nukopijuokite juos į savo bibliotekų aplanką.

„Arduino FFT“:

SPI:

Viela:

„Adafruit ILI9341“:

„Adafruit STMPE610“:

„Adafruit GFX“:

22 veiksmas: prijunkite „Arduino UNO“prie kompiuterio

Prijunkite „Arduino UNO“prie kompiuterio naudodami USB kabelį.

23 veiksmas: įkelkite kodą

Paspauskite įkėlimo mygtuką „Arduino“lange, kaip parodyta raudoname apskritime aukščiau esančiame paveikslėlyje. Palaukite, kol įkėlimas bus baigtas.

24 žingsnis: galutinis produktas

Atjunkite USB kabelį ir dabar turite galutinį produktą! Viskas, ką jums reikia padaryti, tai įjungti akumuliatorių ir bakstelėkite ekraną, kad pradėtumėte rinkti duomenis!

Kuo daugiau smaigalių matysite kairėje pusėje, tuo mažesnis jūsų fokusavimo lygis.

25 žingsnis: EAGLE diagrama

Viršuje yra EAGLE diagrama. TFT jutiklinis ekranas, EEG jutiklis ir 9 V baterija yra pažymėti. „Arduino UNO“jau turi atspausdintą etiketę.

9 V baterijos teigiamas galas yra prijungtas prie 5 V kaiščio, o neigiamas galas yra prijungtas prie „Arduino Uno“GND kaiščio.

EEG jutiklio VCC kaištis prijungtas prie 3V kaiščio, GND kaištis prie GND kaiščio ir REF kaištis prie „Arduino Uno“A5 kaiščio.

„TFT Touch Shield“yra prijungtas prie visų „Arduino Uno“kaiščių.

26 žingsnis: duomenų skaitymas

4 žingsnyje buvo pateikta diagrama, rodanti, kokie smegenų bangų dažniai atitinka kokį sąmonės/dėmesio lygį. Mūsų grafikas yra 10 Hz skalėje kvadratui. Taigi, jei antrojo kvadrato pabaigoje matote smailę (kaip paveikslėlyje). Tai reiškia, kad dauguma smegenų bangų yra 20 Hz dažniu. Tai rodo beta bangas, o tai reiškia, kad žmogus yra budrus ir susikaupęs.

27 veiksmas: serijinio monitoriaus atidarymas (neprivaloma)

Atidarykite serijinį monitorių, esantį įrankių skirtuke viršutiniame kairiajame kampe.

Arba galite paspausti Ctrl+Shift+M

28 veiksmas: skaitykite serijos monitoriuje (pasirinktinai)

Kai „arduino“prijungtas prie kompiuterio, skaitykite naudodami jutiklinį ekraną.

29 veiksmas: nukopijuokite rezultatus (neprivaloma)

Norėdami nukopijuoti visus duomenis, spustelėkite serijos monitorių, paspauskite CTRL+A, tada - CTRL+C.

30 veiksmas: įklijuokite rezultatus į tekstinį dokumentą. (Neprivaloma)

Atidarykite tekstinį dokumentą, pvz., „Notepad“, ir paspauskite CTRL+V, kad įklijuotumėte rezultatus.

31 veiksmas: išsaugokite rezultatus kaip.txt failą. (Neprivaloma)

Tada šį kodą galima eksportuoti į programinę įrangą, pvz., „Excel“, kad būtų galima analizuoti duomenis.

32 žingsnis: Kitos idėjos

• Galite sukurti įrenginį, kuris priblokš jus, kai prarasite dėmesį, pridėdami vibruojantį variklį ir kodą, kuris suaktyvina variklį, jei jis aptinka smegenų bangas žemiau tam tikro dažnio (panašiai kaip vibruoja „Fitbit“).
• Pridėję SD kortelės galimybes, galėsite saugoti duomenis ir juos apdoroti kitais būdais naudodami tokias programas kaip „Microsoft Excel“.