„HackerBox 0026“: „BioSense“: 19 žingsnių

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-13 06:57

„BioSense“- šį mėnesį „HackerBox Hackers“tiria operacinių stiprintuvų grandines, skirtas matuoti žmogaus širdies, smegenų ir skeleto raumenų fiziologinius signalus. Šioje instrukcijoje yra informacijos apie darbą su „HackerBox #0026“, kurią galite pasiimti čia, kol pasibaigs atsargos. Be to, jei norėtumėte kiekvieną mėnesį gauti tokią „HackerBox“tiesiai į savo pašto dėžutę, užsiprenumeruokite „HackerBoxes.com“ir prisijunkite prie revoliucijos!

„HackerBox 0026“temos ir mokymosi tikslai:

• Suprasti op-amp grandinių teoriją ir pritaikymą
• Smulkiems signalams matuoti naudokite prietaisų stiprintuvus
• Surinkite išskirtinę „HackerBoxes BioSense Board“
• Instrumentuokite žmogų EKG ir EEG
• Įrašykite signalus, susijusius su žmogaus skeleto raumenimis
• Sukurkite elektrai saugias žmogaus sąsajos grandines
• Vizualizuokite analoginius signalus per USB arba per OLED ekraną

„HackerBoxes“yra mėnesio prenumeratos dėžutės paslauga, skirta „pasidaryk pats“elektronikai ir kompiuterinėms technologijoms. Esame mėgėjai, kūrėjai ir eksperimentuotojai. Mes esame svajonių svajotojai. Įsilaužk į planetą!

1 veiksmas: „HackerBox 0026“: dėžutės turinys

• „HackerBoxes“#0026 kolekcinė informacinė kortelė
• Išskirtinės „HackerBoxes BioSense“PCB
• „OpAmp“ir „BioSense“PCB komponentų rinkinys
• „Arduino Nano V3“: 5V, 16MHz, „MicroUSB“
• 0,96 colio OLED modulis, 128x64, SSD1306
• Pulso jutiklio modulis
• Greito stiliaus laidai fiziologiniams jutikliams
• Lipnus gelis, užfiksuojamo stiliaus elektrodų pagalvėlės
• „OpenEEG“elektrodų dirželių rinkinys
• Susitraukiantys vamzdžiai - 50 dalių įvairovė
• „MicroUSB“kabelis
• Išskirtinis „WiredMind“lipdukas

Kai kurie kiti dalykai, kurie bus naudingi:

• Lituoklis, lydmetalis ir pagrindiniai litavimo įrankiai
• Kompiuteris programinės įrangos įrankiams paleisti
• 9 V baterija
• Suvyta jungiamoji viela

Svarbiausia, kad jums reikės nuotykių jausmo, „pasidaryk pats“dvasios ir įsilaužėlių smalsumo. „Hardcore DIY“elektronika nėra nereikšmingas užsiėmimas, ir mes jo nelaistome. Tikslas yra pažanga, o ne tobulumas. Kai atkakliai ir mėgaujatės nuotykiais, mokydamiesi naujų technologijų ir tikėdamiesi, kad kai kurie projektai pradės veikti, galite būti labai patenkinti. Siūlome kiekvieną žingsnį žengti lėtai, apgalvoti smulkmenas ir nebijoti prašyti pagalbos.

Atminkite, kad „HackerBox“DUK yra daug informacijos esamiems ir būsimiems nariams.

2 žingsnis: veikimo stiprintuvai

Operacinis stiprintuvas (arba op-amp) yra didelės įtampos stiprintuvas su diferenciniu įėjimu. „Op-amp“sukuria išvesties potencialą, kuris paprastai yra šimtus tūkstančių kartų didesnis už galimą skirtumą tarp dviejų jo įvesties gnybtų. Operaciniai stiprintuvai kilo iš analoginių kompiuterių, kur jie buvo naudojami matematinėms operacijoms atlikti daugelyje linijinių, nelinijinių ir nuo dažnio priklausančių grandinių. Op stiprintuvai yra vieni iš plačiausiai naudojamų elektroninių prietaisų šiandien, naudojami daugelyje vartotojų, pramonės ir mokslo prietaisų.

Paprastai manoma, kad idealus stiprintuvas turi šias savybes:

• Begalinis atviro ciklo padidėjimas G = vout / vin
• Begalinė įėjimo varža Rin (taigi, nulinė įėjimo srovė)
• Įėjimo įtampos nulinė įtampa
• Begalinis išėjimo įtampos diapazonas
• Begalinis pralaidumas su nuliniu fazės poslinkiu ir neribotu poslinkio greičiu
• Nulinės išėjimo varžos maršrutas
• Nulis triukšmo
• Begalinis bendro režimo atmetimo santykis (CMRR)
• Begalinis maitinimo šaltinio atmetimo santykis.

Šiuos idealus galima apibendrinti pagal dvi „auksines taisykles“:

1. Uždarame cikle išėjimas bando padaryti viską, kas būtina, kad įtampos skirtumas tarp įėjimų būtų lygus nuliui.
2. Įėjimai neturi srovės.

[Vikipedija]

Papildomi „Op-Amp“ištekliai:

Išsami vaizdo įrašo pamoka iš „EEVblog“

Khano akademija

Elektronikos pamokos

3 žingsnis: prietaisų stiprintuvai

Prietaisų stiprintuvas yra diferencinio stiprintuvo tipas kartu su įvesties buferiniais stiprintuvais. Ši konfigūracija nereikalauja įvesties varžos suderinimo, todėl stiprintuvas yra ypač tinkamas naudoti matavimo ir bandymo įrangoje. Prietaisų stiprintuvai naudojami ten, kur reikalingas didelis grandinės tikslumas ir stabilumas. Prietaisų stiprintuvai turi labai aukštus bendro režimo atmetimo koeficientus, todėl jie tinka mažiems signalams matuoti esant triukšmui.

Nors prietaisų stiprintuvas paprastai schematiškai rodomas kaip identiškas standartiniam op-amp, elektroninis prietaisų stiprintuvas beveik visada yra sudarytas iš trijų op-amperų. Jie yra išdėstyti taip, kad būtų vienas op-amp, skirtas buferizuoti kiekvieną įvestį (+,-), ir vienas, kad būtų galima gauti norimą išvestį su tinkama varža.

[Vikipedija]

PDF knyga: Instrumentų stiprintuvų dizainerio vadovas

4 žingsnis: „HackerBoxes BioSense Board“

„HackerBoxes BioSense Board“turi operacinių ir prietaisų stiprintuvų rinkinį, skirtą aptikti ir išmatuoti keturis žemiau aprašytus fiziologinius signalus. Maži elektriniai signalai apdorojami, sustiprinami ir tiekiami į mikrovaldiklį, kur juos galima perduoti į kompiuterį per USB, apdoroti ir rodyti. Mikrovaldiklių operacijoms atlikti „HackerBoxes BioSense Board“naudoja „Arduino Nano“modulį. Atminkite, kad keli kiti veiksmai yra skirti „Arduino Nano“modulio paruošimui naudoti su „BioSense Board“.

Impulsų jutiklių moduliuose yra šviesos šaltinis ir šviesos jutiklis. Kai modulis liečiasi su kūno audiniais, pavyzdžiui, piršto galiuku ar ausies lankeliu, atspindėtos šviesos pokyčiai matuojami kaip kraujo siurblys per audinį.

EKG (elektrokardiografija), dar vadinama EKG, registruoja širdies elektrinį aktyvumą per tam tikrą laiką, naudojant ant odos esančius elektrodus. Šie elektrodai aptinka mažus elektrinius odos pokyčius, atsirandančius dėl širdies raumens elektrofiziologinio depolarizacijos ir repoliarizacijos modelio kiekvieno širdies plakimo metu. EKG yra labai dažnai atliekamas kardiologinis tyrimas. [Vikipedija]

EEG (elektroencefalografija) yra elektrofiziologinis stebėjimo metodas, skirtas fiksuoti smegenų elektrinį aktyvumą. Elektrodai dedami išilgai galvos odos, o EEG matuoja įtampos svyravimus, atsirandančius dėl jonų srovės smegenų neuronuose. [Vikipedija]

Elektromiografija (EMG) matuoja skeleto raumenų elektrinį aktyvumą. Elektromiografas nustato elektrinį potencialą, kurį sukuria raumenų ląstelės, kai jos yra įjungiamos elektriniu ar neurologiniu būdu. [Vikipedija]

5 žingsnis: „Arduino Nano“mikrovaldiklio platforma

Į komplektą įtrauktas „Arduino Nano“modulis yra su antgalių kaiščiais, tačiau jie nėra lituojami prie modulio. Kol kas palikite kaiščius. Atlikite šiuos pradinius „Arduino Nano“modulio bandymus atskirai nuo „BioSense Board“ir „PRIOR“, kol lituosite „Arduino Nano“antraštės kaiščius. Tolesniems poreikiams atlikti reikia tik „microUSB“kabelio ir „Nano“modulio, kaip jis išeina iš maišelio.

„Arduino Nano“yra ant paviršiaus tvirtinama, prie duonos lentos pritaikyta, miniatiūrinė „Arduino“plokštė su integruotu USB. Jis yra nuostabiai pilnavertis ir lengvai nulaužiamas.

Funkcijos:

• Mikrovaldiklis: Atmel ATmega328P
• Įtampa: 5V
• Skaitmeniniai įvesties/išvesties kaiščiai: 14 (6 PWM)
• Analoginės įvesties kaiščiai: 8
• DC srovė vienam įvesties/išvesties kaiščiui: 40 mA
• „Flash“atmintis: 32 KB (2 KB įkrovos įkrovikliui)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Laikrodžio greitis: 16 MHz
• Matmenys: 17 mm x 43 mm

Šis konkretus „Arduino Nano“variantas yra juodas „Robotdyn“dizainas. Sąsaja yra naudojant „MicroUSB“prievadą, suderinamą su tais pačiais „MicroUSB“kabeliais, naudojamais daugelyje mobiliųjų telefonų ir planšetinių kompiuterių.

„Arduino Nanos“turi įmontuotą USB/nuoseklaus tilto lustą. Šiame konkrečiame variante tilto lustas yra CH340G. Atminkite, kad įvairių tipų „Arduino“plokštėse naudojami įvairūs kitų tipų USB/nuosekliojo tilto lustai. Šios mikroschemos leidžia kompiuterio USB prievadui bendrauti su „Arduino“procesoriaus lusto serijine sąsaja.

Kompiuterio operacinei sistemai reikia įrenginio tvarkyklės, kad galėtų bendrauti su USB/serijos lustu. Vairuotojas leidžia IDE bendrauti su „Arduino“lenta. Reikalinga konkreti įrenginio tvarkyklė priklauso ir nuo OS versijos, ir nuo USB/serijinės mikroschemos tipo. „CH340“USB/nuosekliųjų lustų tvarkyklės yra prieinamos daugeliui operacinių sistemų (UNIX, „Mac OS X“arba „Windows“). CH340 gamintojas čia tiekia šias tvarkykles.

Kai pirmą kartą prijungiate „Arduino Nano“prie kompiuterio USB prievado, turi užsidegti žalia maitinimo lemputė ir netrukus po to, kai mėlynas šviesos diodas pradeda lėtai mirksėti. Taip atsitinka todėl, kad „Nano“yra iš anksto įkelta BLINK programa, kuri veikia visiškai naujame „Arduino Nano“.

6 veiksmas: „Arduino“integruotos plėtros aplinka (IDE)

Jei dar neįdiegėte „Arduino IDE“, galite jį atsisiųsti iš „Arduino.cc“

Jei norite papildomos įvadinės informacijos apie darbą „Arduino“ekosistemoje, siūlome susipažinti su „HackerBoxes Starter Workshop“instrukcijomis.

Prijunkite „Nano“prie „MicroUSB“kabelio, o kitą laido galą - prie kompiuterio USB prievado, paleiskite „Arduino IDE“programinę įrangą, pasirinkite tinkamą USB prievadą IDE skiltyje „Įrankiai“> prievadas (greičiausiai pavadinimas su „wchusb“)). Taip pat pasirinkite „Arduino Nano“IDE skiltyje įrankiai> lenta.

Galiausiai įkelkite kodo pavyzdį:

Failas-> Pavyzdžiai-> Pagrindai-> Mirksėti

Tai iš tikrųjų yra kodas, kuris buvo iš anksto įkeltas į „Nano“ir turėtų veikti dabar, kad lėtai mirksėtų mėlynas šviesos diodas. Atitinkamai, jei įkelsime šį pavyzdinį kodą, niekas nepasikeis. Vietoj to, šiek tiek pakeiskime kodą.

Atidžiai įsižiūrėję matote, kad programa įjungia šviesos diodą, laukia 1000 milisekundžių (vieną sekundę), išjungia šviesos diodą, laukia dar sekundės ir tada viską daro iš naujo - visam laikui.

Pakeiskite kodą, pakeisdami abu „uždelsimo (1000)“teiginius į „uždelsimas (100)“. Dėl šio pakeitimo šviesos diodas mirksės dešimt kartų greičiau, tiesa?

Įkelkime modifikuotą kodą į „Nano“spustelėdami mygtuką UPLOAD (rodyklės piktograma) tiesiai virš jūsų modifikuoto kodo. Žemiau žiūrėkite būsenos informacijos kodą: „kompiliavimas“, tada „įkėlimas“. Galiausiai IDE turėtų rodyti „Įkėlimas baigtas“, o jūsų šviesos diodas turėtų mirksėti greičiau.

Jei taip, sveikinu! Jūs ką tik nulaužėte savo pirmąjį įterptąjį kodą.

Kai jūsų greito mirksėjimo versija bus įkelta ir paleista, kodėl gi nepažiūrėjus, ar galite dar kartą pakeisti kodą, kad šviesos diodas greitai mirksėtų du kartus, tada palaukite porą sekundžių prieš kartodami? Pabandyk! O kaip kiti modeliai? Kai pavyks įsivaizduoti norimą rezultatą, jį užkoduoti ir stebėti, kaip jis veikia, kaip planuota, žengėte didžiulį žingsnį, kad taptumėte kompetentingu programinės įrangos įsilaužėliu.

7 žingsnis: „Arduino Nano“antraštės kaiščiai

Dabar, kai jūsų kūrimo kompiuteris sukonfigūruotas įkelti kodą į „Arduino Nano“ir „Nano“buvo išbandytas, atjunkite USB kabelį nuo „Nano“ir pasiruoškite lituoti.

Jei dar nesate lydmetalis, internete yra daug puikių vadovų ir vaizdo įrašų apie litavimą. Štai vienas pavyzdys. Jei manote, kad jums reikia papildomos pagalbos, pabandykite surasti vietos kūrėjų grupę ar įsilaužėlių erdvę savo rajone. Be to, mėgėjų radijo klubai visada yra puikus elektronikos patirties šaltinis.

Lituokite dvi vienos eilės antraštes (po penkiolika kaiščių) prie „Arduino Nano“modulio. Šiame projekte nebus naudojama šešių kontaktų ICSP (grandinės serijinio programavimo) jungtis, todėl tiesiog palikite tuos kaiščius.

Kai litavimas bus baigtas, atidžiai patikrinkite, ar nėra litavimo tiltų ir (arba) šaltojo litavimo jungčių. Galiausiai prijunkite „Arduino Nano“prie USB kabelio ir patikrinkite, ar viskas vis tiek veikia tinkamai.

8 žingsnis: „BioSense PCB Kit“komponentai

Kai mikrovaldiklio modulis paruoštas naudoti, laikas surinkti „BioSense“plokštę.

Komponentų sąrašas:

• U1:: 7805 Reguliatorius 5V 0.5A TO-252 (duomenų lapas)
• U2:: MAX1044 įtampos keitiklis DIP8 (duomenų lapas)
• U3:: AD623N prietaisų stiprintuvas DIP8 (duomenų lapas)
• U4:: TLC2272344P „OpAmp DIP8 DIP8“(duomenų lapas)
• U5:: INA106 diferencialinis stiprintuvas DIP8 (duomenų lapas)
• U6, U7, U8:: TL072 „OpAmp DIP8“(duomenų lapas)
• D1, D2:: 1N4148 Perjungiamas diodinis ašinis laidas
• S1, S2:: SPDT slankiojantis jungiklis 2,54 mm žingsnis
• S3, S4, S5, S6:: jutiklinis momentinis mygtukas 6 mm x 6 mm x 5 mm
• BZ1:: Pasyvus „Piezo Buzzer“6.5 mm žingsnis
• R1, R2, R6, R12, R16, R17, R18, R19, R20:: 10KOhm rezistorius [BRN BLK ORG]
• R3, R4:: 47KOhm rezistorius [YEL VIO ORG]
• R5:: 33KOhm rezistorius [ORG ORG ORG]
• R7:: 2.2MOhm rezistorius [RED RED GRN]
• R8, R23:: 1KOhm rezistorius [BRN BLK RED]
• R10, R11:: 1MOhm rezistorius [BRN BLK GRN]
• R13, R14, R15:: 150KOhm rezistorius [BRN GRN YEL]
• R21, R22:: 82KOhm rezistorius [GRY RED ORG]
• R9:: 10KOhm žoliapjovės potenciometras „103“
• R24:: 100KOhm žoliapjovės potenciometras „104“
• C1, C6, C11:: 1uF 50V monolitinis dangtelis 5 mm žingsnis „105“
• C2, C3, C4, C5, C7, C8:: 10uF 50V monolitinis dangtelis 5 mm žingsnis „106“
• C9:: 560pF 50V monolitinis dangtelis 5 mm žingsnis „561“
• C10:: 0.01uF 50V monolitinis dangtelis 5 mm žingsnis „103“
• 9V akumuliatoriaus spaustukai su laidų laidais
• 1 x 40 kaiščių PASKIRTIES AUKŠTINĖ GALVA 2,54 mm žingsnis
• Septyni DIP8 lizdai
• Du 3,5 mm garso stiliaus lizdai, pritvirtinti prie PCB

9 žingsnis: Surinkite „BioSense“PCB

Rezistoriai: Yra aštuonios skirtingos rezistorių vertės. Jie nėra keičiami ir turi būti kruopščiai dedami tiksliai ten, kur jie priklauso. Pradėkite identifikuodami kiekvieno tipo rezistorių vertes naudodami komponentų sąraše (ir (arba) omometru) nurodytus spalvų kodus. Užrašykite vertę ant popieriaus juostos, pritvirtintos prie rezistorių. Dėl to daug sunkiau susidurti su rezistoriais netinkamoje vietoje. Rezistoriai nėra poliarizuoti ir gali būti įkišti bet kuria kryptimi. Lituodami į vietą, atidžiai nupjaukite laidus iš lentos galo.

Kondensatoriai: Yra keturios skirtingos kondensatorių vertės. Jie nėra keičiami ir turi būti kruopščiai dedami tiksliai ten, kur jie priklauso. Pradėkite identifikuodami kiekvieno tipo kondensatorių reikšmes, naudodami komponentų sąraše nurodytas skaičių žymes. Keraminiai kondensatoriai nėra poliarizuoti ir gali būti įstatomi bet kuria kryptimi. Lituodami į vietą, atidžiai apipjaukite laidus, esančius lentos gale.

MAITINIMAS: Maitinimo šaltinį sudaro du puslaidininkiniai komponentai: U1 ir U2. Toliau lituokite šiuos. Lituodami U1, atkreipkite dėmesį, kad plokščias flanšas yra prietaiso įžeminimo kaištis ir radiatorius. Jis turi būti visiškai prilituotas prie PCB. Į komplektą įeina DIP8 lizdai. Tačiau įtampos keitikliui U2 primygtinai rekomenduojame kruopščiai lituoti IC tiesiai prie plokštės be lizdo.

Lituokite ant dviejų slankiklių jungiklių ir 9 V akumuliatoriaus gnybtų laidų. Atminkite, kad jei prie akumuliatoriaus spaustuko buvo prijungtas laidų kištukas, galite tiesiog nuplėšti jungtį.

Šiuo metu galite prijungti 9 V bateriją, įjungti maitinimo jungiklį ir naudoti voltmetrą, kad įsitikintumėte, jog jūsų maitinimo šaltinis sukuria -9 V bėgį ir +5 V bėgelį iš pridėto +9 V įtampos. Dabar turime tris įtampos šaltinius ir įžeminimą iš vienos 9 V baterijos. Išimkite bateriją, kad tęstumėte surinkimą.

DIODAI: Du diodai D1 ir D2 yra nedideli, ašiniai švino, stiklo oranžiniai komponentai. Jie yra poliarizuoti ir turėtų būti nukreipti taip, kad juoda diodo pakuotės linija sutaptų su stora linija ant PCB šilkografijos.

AUSININKŲ KOMPLEKTAI: padalinkite 40 kontaktų antgalį į tris dalis po 3, 15 ir 15 pozicijų. Norėdami pjauti antraštes iki ilgio, naudokite mažus vielinius pjaustytuvus, kad perpjautumėte padėtį PASKUTINĖ, kur norite, kad lizdo juosta baigtųsi. Smeigtukas/skylė, kurią perpjovėte, aukojama. Trijų kontaktų antraštė skirta pulso jutikliui plokštės viršuje su kaiščiais, pažymėtais „GND 5V SIG“. Dvi penkiolikos kaiščių antraštės skirtos „Arduino Nano“. Atminkite, kad „Nano“šešių kontaktų ICSP (serijinio programavimo) jungtis čia nenaudojama ir jai nereikia antraštės. Taip pat nesiūlome prijungti OLED ekrano su antrašte. Lituokite antraštes į vietą ir kol kas palikite jas tuščias.

DIP Lizdai: Šeši stiprintuvo mikroschemos U3-U8 yra DIP8 pakuotėse. Lituokite DIP8 lusto lizdą į kiekvieną iš šių šešių padėčių, būtinai nukreipdami lizdo išpjovą, kad ji atitiktų PCB šilkografijos įpjovą. Lituokite lizdus, į juos neįdėję lusto. Kol kas palikite juos tuščius.

LIKUSIOS KOMPONENTOS: Galiausiai lituokite keturis mygtukus, du trimpelius (atkreipkite dėmesį, kad jie yra dvi skirtingos vertės), garso signalą (atkreipkite dėmesį, kad jis yra poliarizuotas), du 3,5 mm garso stiliaus lizdus ir galiausiai OLED ekraną.

KOMPONENTĖS KOMPLEKTUOSE: Kai visas litavimas bus baigtas, gali būti įdėti šeši stiprintuvo lustai (atsižvelgiant į išpjovos orientaciją). Be to, „Arduino Nano“gali būti įdėtas naudojant USB jungtį „BioSense“plokštės krašte.

10 žingsnis: elektros saugos ir maitinimo jungikliai

„HackerBoxes BioSense Board“schemoje atkreipkite dėmesį, kad yra skyrius ŽMOGAUS SĄSAJA (arba ANALOGAS) ir Skaitmeninis skyrius. Vieninteliai perėjimai tarp šių dviejų sekcijų yra trys analoginės įvesties linijos į „Arduino Nano“ir +9 V akumuliatoriaus tiekimas, kurį galima atidaryti naudojant USB/BAT jungiklį S2.

Dėl didelio atsargumo įprasta vengti, kad bet kokia grandinė būtų prijungta prie žmogaus kūno, maitinama sieniniu maitinimu (maitinimas iš elektros tinklo, priklausomai nuo to, kur gyvenate). Atitinkamai plokštės HUMAN INTERFACE dalį maitina tik 9 V baterija. Nors ir mažai tikėtina, kad kompiuteris staiga į prijungtą USB laidą įkiš 120 V įtampą, tai yra šiek tiek papildoma draudimo sutartis. Papildomas šio dizaino pranašumas yra tas, kad mes galime maitinti visą plokštę iš 9 V baterijos, jei mums nereikia prijungto kompiuterio.

ĮJUNGIMO/IŠJUNGIMO jungiklis (S1) skirtas visiškai atjungti 9 V bateriją nuo grandinės. Naudokite S1, kad analoginė plokštės dalis būtų visiškai išjungta, kai ji nenaudojama.

USB/BAT SWITCH (S2) skirtas prijungti 9 V bateriją prie skaitmeninio „Nano“ir OLED maitinimo šaltinio. Palikite S2 USB padėtyje, kai plokštė prijungta prie kompiuterio per USB kabelį, o skaitmeninį maitinimą suteiks kompiuteris. Kai „Nano“ir „OLED“maitina 9 V baterija, tiesiog perjunkite S2 į „BAT“padėtį.

PASTABA DĖL TIEKIMO JUNGIKLIŲ: Jei S1 įjungtas, S2 prijungtas prie USB ir nėra USB maitinimo šaltinio, „Nano“bandys maitintis per analoginius įvesties kaiščius. Nors tai nėra žmogaus saugos problema, tai nepageidautina sąlyga subtiliems puslaidininkiams ir ji neturėtų būti pratęsta.

11 veiksmas: OLED ekranų biblioteka

Kaip pradinį OLED ekrano testą, įdiekite čia rastą SSD1306 OLED ekrano tvarkyklę į „Arduino IDE“.

Išbandykite OLED ekraną įkeldami ssd1306/snaigių pavyzdį ir užprogramuodami jį „BioSense Board“.

Prieš eidami į priekį įsitikinkite, kad tai veikia.

12 veiksmas: „BioSense“demonstracinė programinė įranga

Ar žaisime žaidimą, profesoriau Falkenai?

SSD1306 pavyzdžiuose taip pat yra puikus žaidimas „Arkanoid“. Tačiau, kad jis veiktų su „BioSense“plokšte, reikia pakeisti kodą, kuris inicijuoja ir skaito mygtukus. Pasiryžome atlikti šiuos pakeitimus čia pridėtame „biosense.ino“faile.

Nukopijuokite arkanoid aplanką iš SSD1306 pavyzdžių į naują aplanką, kurį pavadinote „biosense“. Ištrinkite failą arkanoid.ino iš to aplanko ir įmeskite failą „biosense.ino“. Dabar surinkite ir įkelkite „biosense“į „nano“. Paspaudus dešinįjį mygtuką (4 mygtukas), žaidimas prasidės. Irklas valdomas mygtuku 1 kairėje ir 4 mygtuku dešinėje. Puikus smūgis, BrickOut.

Norėdami grįžti į pagrindinį meniu, paspauskite „Arduino Nano“nustatymo iš naujo mygtuką.

13 žingsnis: pulso jutiklio modulis

Pulsų jutiklio modulis gali būti prijungtas prie „BioSense“plokštės, naudojant trijų kontaktų antraštę plokštės viršuje.

Pulso jutiklio modulis naudoja LED šviesos šaltinį ir APDS-9008 aplinkos šviesos foto jutiklį (duomenų lapą), kad aptiktų LED šviesą, atsispindinčią per piršto galiuką ar ausies lankelį. Aplinkos šviesos jutiklio signalas sustiprinamas ir filtruojamas naudojant MCP6001 op-amp. Tada signalą gali nuskaityti mikrovaldiklis.

Paspaudus 3 mygtuką pagrindiniame biosense.ino eskizo meniu, per USB sąsają bus perduoti impulsų jutiklio išvesties signalo pavyzdžiai. „Arduino IDE“meniu ĮRANKIAI pasirinkite „Serijinis braižytuvas“ir įsitikinkite, kad duomenų perdavimo sparta nustatyta į 115200. Švelniai uždėkite piršto galiuką virš pulso jutiklio šviesos.

Daugiau informacijos ir projektų, susijusių su pulso jutiklio moduliu, rasite čia.

14 žingsnis: Elektromiografas (EMG)

Prijunkite elektrodo kabelį prie apatinio 3,5 mm lizdo, pažymėto EMG, ir padėkite elektrodus, kaip parodyta diagramoje.

Paspaudus 1 mygtuką pagrindiniame biosense.ino eskizo meniu, per USB sąsają bus perduoti EMG išvesties signalo pavyzdžiai. „Arduino IDE“meniu ĮRANKIAI pasirinkite „Serijinis braižytuvas“ir įsitikinkite, kad duomenų perdavimo sparta nustatyta į 115200.

EMG galite išbandyti bet kurioje kitoje raumenų grupėje - net antakių raumenyse kaktos srityje.

„BioSense Board“EMG grandinę įkvėpė ši „Instructable“iš „Advancer Technologies“, kurią tikrai turėtumėte patikrinti, ar nėra papildomų projektų, idėjų ir vaizdo įrašų.

15 žingsnis: elektrokardiografas (EKG)

Prijunkite elektrodo kabelį prie viršutinio 3,5 mm lizdo, pažymėto EKG/EEG, ir padėkite elektrodus, kaip parodyta diagramoje. Yra dvi pagrindinės EKG elektrodų išdėstymo galimybės. Pirmasis yra vidinėje riešo pusėje, o nuoroda (raudonas laidas) vienos rankos gale. Šis pirmasis variantas yra lengvesnis ir patogesnis, tačiau dažnai yra šiek tiek triukšmingesnis. Antrasis variantas yra per krūtinę su nuoroda dešinėje pilvo dalyje arba viršutinėje kojoje.

Paspaudus 2 mygtuką pagrindiniame biosense.ino eskizo meniu, per USB sąsają bus perduodami EKG išvesties signalo pavyzdžiai. „Arduino IDE“meniu ĮRANKIAI pasirinkite „Serijinis braižytuvas“ir įsitikinkite, kad duomenų perdavimo sparta nustatyta į 115200.

„BioSense Board“EKG/EEG grandinę įkvėpė „Backyard Brains“širdies ir smegenų „SpikerShield“. Peržiūrėkite jų svetainę, kur rasite papildomų projektų, idėjų ir šį šaunų EKG vaizdo įrašą.

16 žingsnis: elektroencefalografas (EEG)

Prijunkite elektrodo kabelį prie viršutinio 3,5 mm lizdo, pažymėto EKG/EEG, ir padėkite elektrodus, kaip parodyta diagramoje. Yra daug EEG elektrodų išdėstymo variantų, čia pateikiamos dvi pagrindinės parinktys.

Pirmasis yra ant kaktos su nuoroda (raudonas švinas) ant ausies lankelio ar mastoidinio proceso. Ši pirmoji parinktis gali tiesiog naudoti tuos pačius snap tipo laidus ir gelio elektrodus, naudojamus EKG.

Antrasis variantas galvos gale. Jei nutiksite plikas, čia taip pat veiks gelio elektrodai. Priešingu atveju yra gera idėja suformuoti elektrodus, galinčius „prakišti“plaukus. Geras pasirinkimas yra užrakto skalbyklės stiliaus litavimo kilpelė. Naudokite adatines reples ant mažų skirtukų (šiuo atveju šešių) skalbyklės viduje, kad sulenktumėte, o tada visi išsikištų ta pačia kryptimi. Padėjimas po elastinga galvos juosta švelniai privers šias iškyšas per plaukus ir liestis su žemiau esančia galvos oda. Jei reikia, ryšiui pagerinti gali būti naudojamas laidus gelis. Tiesiog sumaišykite valgomąją druską su tirštu skysčiu, pvz., Vazelinu arba vandens ir krakmolo arba miltų sruta. Tik sūrus vanduo taip pat bus naudingas, tačiau jį reikės laikyti mažoje kempinėje ar medvilnėje.

Paspaudus 2 mygtuką pagrindiniame biosense.ino eskizo meniu, USB sąsajoje bus perduoti EEG išvesties signalo pavyzdžiai. „Arduino IDE“meniu ĮRANKIAI pasirinkite „Serijinis braižytuvas“ir įsitikinkite, kad duomenų perdavimo sparta nustatyta į 115200.

Papildomi EEG projektai ir ištekliai:

Ši instrukcija naudoja panašų dizainą kaip „BioSense EEG“, taip pat demonstruoja papildomą apdorojimą ir netgi tai, kaip žaisti „EEG Pong“!

„Backyard Brains“taip pat turi gražų vaizdo įrašą EEG matavimams.

BriainBay

OpenEEG

„OpenViBe“

EEG signalai gali išmatuoti stroboskopinius smegenų bangų efektus (pvz., Naudojant „Mindroid“).

17 žingsnis: iššūkių zona

Ar be serijinio braižytuvo OLED ekrane galite rodyti analoginio signalo pėdsakus?

Kaip pradinį tašką, patikrinkite šį projektą iš „XTronical“.

Taip pat gali būti naudinga pažvelgti į Tiny Scope projektą.

O kaip pridėti teksto rodiklius signalo dažniui ar kitiems įdomiems parametrams?

18 veiksmas: „BioBox“mėnesio prenumeratos dėžutė

„Applied Science Ventures“, „HackerBoxes“patronuojanti bendrovė, dalyvauja įdomioje naujoje prenumeratos dėžutės koncepcijoje. „BioBox“įkvėps ir ugdys su gyvybės mokslų, biologinio įsilaužimo, sveikatos ir žmonių veiklos projektais. Stebėkite optinį jutiklį, kad nesulauktumėte naujienų ir chartijos narių nuolaidų, sekdami „BioBox“„Facebook“puslapį.

19 veiksmas: nulaužkite planetą

Jei jums patiko ši instrukcija ir norėtumėte, kad kas mėnesį į jūsų pašto dėžutę būtų pristatyta tokia elektronikos ir kompiuterinių technologijų projektų dėžutė, prisijunkite prie „HackerBox“revoliucijos Prenumeruodami ČIA.

Pasiekite ir pasidalykite savo sėkme komentaruose žemiau arba „HackerBoxes“„Facebook“puslapyje. Žinoma, praneškite mums, jei turite kokių nors klausimų ar jums reikia pagalbos. Dėkojame, kad esate „HackerBoxes“dalis. Tegul jūsų pasiūlymai ir atsiliepimai ateina. „HackerBoxes“yra JŪSŲ dėžutės. Sukurkime ką nors puikaus!