Унтлагын уншигчийн тууз: 24 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Та шөнө яаж унтдаг талаар бодож байсан уу? FitBit гэх мэт төхөөрөмжүүд шөнийн турш таны хөдөлгөөнд дүн шинжилгээ хийж унтдаг.

Эмнэлгийн багаж хэрэгслийн талаар нэг семестр сурсны дараа манай ангид биологийн хувьсагчийг хэмжих зориулалттай элэгддэг төхөөрөмж бүтээх даалгавар өгөв. Нөхөр бид хоёр унтаж байхдаа тархи юу хийж байгааг харах боломжтой туузыг бүтээхээр шийдсэн. Толгойн боолт нь тархины долгионы дохиог уншиж, унтах хэв маягийг хянадаг. Энэ нь шөнийн турш хэрэглэгчийн тархины долгион альфа, бета, гамма, дельта фазаар хэрхэн яаж урагшилж байгааг тодорхойлдог. Дараа нь өгөгдлийг Excel дээр экспортлох, шинжлэх боломжтой.

Бид түүний загварлаг байдлыг бас дурдсан уу?

Алхам 1: Материал ба багаж хэрэгсэл

Унтлагын уншигчийн туузыг бүтээхийн тулд танд дараахь материал хэрэгтэй болно.

1. Толгой боолт (энэ төсөлд HOTER Sportline туузыг ашигласан)
2. Adafruit ургамлын микроконтроллер
3. Flora өмсөж болох Bluefruit LE модуль
4. Flora RGB Neo Pixel LED
5. Гэнэт
6. Цахилгаан дамжуулагч утас
7. Утас
8. Утас
9. Зайны багц
10. UC-E6 кабель ба 3 хар тугалгатай электродын кабель бүхий Bitalino EEG
11. Даавуун
12. Уян оосор

Дараах хэрэгслүүд нь туузыг бүтээхэд туслах болно.

1. Оёдлын зүү
2. Хайч
3. Утас хуулагч
4. Гагнуурын төмөр ба дүүргэгч металл

Алхам 2: Бэлтгэл ажил

Унтах уншигчийн туузыг бүтээхээс өмнө тархины долгион болон зарим үндсэн хэлхээний талаар бага зэрэг судлаарай. Тархины дотор нейрон гэж нэрлэгддэг тусгай эсүүд биеийн янз бүрийн үйл ажиллагааг зохион байгуулдаг. Эдгээр нейронууд долгион хэлбэртэй жижиг цахилгаан дохио илгээж шоуг явуулдаг. Тархи нь альфа, бета, тета, дельта гэсэн дөрвөн төрлийн долгион үүсгэдэг болохыг мэддэг. Эдгээр долгионууд нь тодорхой давтамжийн мужуудаар ялгагдах бөгөөд тус бүр нь сэтгэцийн үйл ажиллагааны тодорхой түвшинтэй нийцдэг. Таны толгойн боолт нь электроэнцефалограм буюу ЭЭГ хэмээх төхөөрөмжийг ашиглан тархи унтаж байхад эдгээр долгионыг тодорхойлдог.

Унтлагын уншигч болгохын тулд та хэд хэдэн төхөөрөмжийг толгойн боолт руу залгах хэрэгтэй болно. Үндсэн төхөөрөмжүүд нь микропроцессор бөгөөд энэ нь жаахан компьютер юм; Bluetooth модуль, энэ нь толгойн туузыг таны компьютертэй холбох боломжийг олгодог чип юм; өнгө өөрчлөгдөж буй гэрэл болох NeoPixel; EEG; ба зай.

Бүрэн системийг төхөөрөмж бүрийг дамжуулагч утас ашиглан тодорхой байршилд холбож бүтээдэг. Хэрэв та эдгээр хэлхээг ашиглах талаар ямар ч туршлагагүй байсан бол эндээс заавар авах боломжтой. Утаснууд нь бэхлэгдсэн бөгөөд энэ нь Flora микропроцессор болон bluetooth модулийг хялбархан холбох, устгах боломжийг танд олгоно. Залгуурын нэг төгсгөл нь даавуунд, нөгөө нь цахилгаан төхөөрөмж дээр орно. Эдгээр хормын хувилбарыг хэрэгжүүлэх заавар энд байна.

Системийг бүтээсний дараа түүнд код өгөх ёстой. Энэ төсөл нь Arduino кодыг тусгайлан ашигладаг. Хэрэв та Arduino кодтой танилцахыг хүсч байвал https://www.arduino.cc нь хэрэгтэй хичээлүүдээр дүүрэн байна. Энэхүү төсөлд ашигласан кодыг хэрэгжүүлэхийн тулд та Arduino програмыг https://www.arduino.cc/en/Main/Software дээрээс татаж авах шаардлагатай болно. Үүнийг энд байгаа Flora самбараар нэмж оруулах шаардлагатай болно. Микропроцессорын чадавхийг өргөжүүлэхийн тулд та бусад цөөн хэдэн номын санг татаж авах шаардлагатай болно; Үүнийг www.github.com ашиглан хийж болно. Шаардлагатай номын сангууд нь:

• Хурдан Фурье хувиргалт (FFT)
• Adafruit BLE (Bluetooth)
• Adafruit NeoPixel

Эцэст нь та Adafruit Bluefruit LE Connect програмыг ухаалаг утсан дээрээ татаж аваад туузны хамт ашиглах хэрэгтэй.

Алхам 3: Аюулгүй байдал

Хүний бие зөвхөн хязгаарлагдмал цахилгаан эрчим хүчийг тэсвэрлэдэг тул электрон төхөөрөмж ашиглахдаа зохих арчилгаа шаардлагатай байдаг. Цахилгааны аюулгүй байдлын гол зарчим бол таны биеийг цахилгаан хэлхээнд цахилгаан гүйдэл дамжуулах зам болгохгүй байх явдал юм. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд зарим ерөнхий практикийг дурдвал:

• Цахилгаан унтарсан үед зөвхөн утас болон бусад металл хэлхээнд хүрнэ үү
• Тусгаарлагдсан бариултай багаж хэрэгслийг ашигла
• Цахилгаан хэлхээг барихдаа ажлын талбайн уснаас хол байлгахыг хичээ
• Зүрхээр дамжих цахилгаан гүйдлийн эрсдлийг бууруулахын тулд аль болох хоёр биш харин нэг гараараа ажиллахыг хичээ

Цахилгаан гүйдэл нь шатамхай материалыг асааж болзошгүй тул та хэлхээнд утсыг бүрэн холбосон байх ёстой. Үгүй бол та үсээ эсвэл толгойн туузаа асааж болно.

Анхааруулга: Энэхүү тууз нь баталгаажсан эмнэлгийн хэрэгсэл биш бөгөөд мэдрэлийн эмгэгийг оношлоход ашиглах ёсгүй.

Алхам 4: Зөвлөмж ба зөвлөмж

Унтлагын уншигчийн туузыг бүтээхдээ дараах хэдэн зөвлөмжийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

• Цахилгаан утаснуудын үзүүрийг уясны дараа бие биендээ хүрэхгүй байгаа эсэхийг шалгаарай

• Хэрэв та Arduino -д микро хянагчийг холбох үед порт Arduino -д байхгүй бол кодоо байршуулахын тулд дараах алхмуудыг дагана уу.

  1. Микроконтроллер холбогдсон байхад микроконтроллер дээрх дахин тохируулах товчийг дарж кодоо оруулна уу
  2. Статусын мөр хөрвүүлэхээс байршуулах руу шилжих үед дахин тохируулах товчийг дарна уу
  3. Кодыг байршуулах ёстой бөгөөд порт одоо танигдах ёстой
• Хавчаар дээр гагнахдаа хэлхээгээ богиносгохгүйн тулд хоёр тээглүүрийг гагнахаас болгоомжлох хэрэгтэй. Мультиметрийг ашиглан тээглүүр хооронд холболт үүссэн эсэхийг шалгаж болно
• Толгойн туузыг зүүхдээ холболт тасрахгүй байгаа эсэхийг шалгаарай
• Bluetooth модуль нь тушаалын горимд биш өгөгдлийн горимд байгаа эсэхийг шалгаарай
• Таны туузыг хийсний дараа та үүнийг үр дүнтэй ажиллуулахыг хүсч байна! Сайн дохио өгөхийн тулд тоос шороо, сул утас, үс эсвэл бусад хөндлөнгийн оролцоог арилгах замаар электрод ба духны хооронд цэвэрхэн холбоо барьж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 5: Хүрхээ бүтээж эхлээрэй

Одоо та мэдлэг, аюулгүй ажиллагааны зарим журмаар тоноглогдсон тул цагийн боолт хийхэд бэлэн боллоо. Дараахь зааврыг анхааралтай уншиж, зурган дээр үлдсэн зааврыг дагана уу.

Алхам 6: Хэлхээний диаграм

Дээрх хэлхээний диаграм нь дууссан хэлхээний холболтыг харуулав. Энэ хэлхээний диаграмыг ашиглан хэлхээгээ зөв холбосон эсэхийг шалгаарай.

Алхам 7: Гагнуур нь ургамлын микропроцессор руу ордог

Хэрэв та "Бэлтгэх" үе шатанд snaps хэрхэн ашиглах талаархи зааварчилгааны линкийг үзээгүй бол одоо үзээрэй. Энэ үед та товчлууруудыг микропроцессор болон bluetooth модульд холбох болно. Эмх замбараагүй гагнуурын ажил таны хэлхээг сүйтгэж болзошгүй тул та энэ хэсгийг үймүүлэхийг хүсэхгүй байна.

Микропроцессор нь дараах хавчаарыг холбох шаардлагатай болно.

• Бүх 3 газардуулга (GND)
• Аль аль нь 3.3V цахилгаан зүү
• SCL № 3
• RX #0
• TX #1
• Дижитал зүү #9

Алхам 8: Гагнуурыг Bluetooth модульд холбоно

Мөн Bluetooth модуль нь эдгээр тээглүүрүүдийг холбох шаардлагатай болно.

• 3.3V хүчдэл
• TX
• RX
• GND

Алхам 9: Ургамлын микропроцессорын даавууг оёх

Одоо та даавууны нөгөө үзүүрийг оёж болно. Эдгээр модулийг зөв байрлуулахын тулд bluetooth модуль болон микропроцессорыг хавсаргасан хавчаартай хамт ашиглахаа мартуузай!

Алхам 10: Bluetooth модульд зориулан даавууг оё

Одоо Bluetooth -ийн товчлуурыг оё.

Алхам 11: Bluetooth модулийг Flora микропроцессор руу холбоно уу

Дараа нь Bluetooth модулийг Flora микропроцессор руу холбоно уу. Дараах зүү холболт шаардлагатай:

1. Bluetooth 3.3V микропроцессор 3.3V хүртэл
2. Bluetooth TX микропроцессор RX #0 рүү
3. Bluetooth RX микропроцессор TX #1 рүү
4. Bluetooth GND микропроцессор GND руу

Алхам 12: Neo Pixel -ийг Flora MicroProcessor руу холбоно уу

Neo Pixel -ийг микропроцессортой дараах байдлаар холбоно уу.

1. NeoPixel LED нь 9 -р микропроцессорын дижитал зүү
2. NeoPixel Ground ба микропроцессорын газар
3. NeoPixel Power -ээс микропроцессорын хүч

Алхам 13: Зайны багцыг Flora микропроцессор руу холбоно уу

Энэ хэсэг нь маш чухал юм; бүх зүйлийг ажиллуулахын тулд танд хүч чадлын эх үүсвэр хэрэгтэй байж магадгүй юм!

Алхам 14: EEG кабель үүсгэх

Энэхүү кабелийг EEG чип, 3 хар тугалгатай электрод кабель, UC-E6 кабель ашиглан бүтээсэн болно. EEG чипийг зөв тохируулсан байх ёстой бөгөөд ингэснээр "EEG" гэсэн төгсгөлийг дээрх зураг дээр үзүүлсэн шиг электродын кабельд холбох ёстой.

Алхам 15: EEG -ийг Flora микропроцессор руу холбоно уу

EEG кабелийг Flora микропроцессортой холбоно уу. Дээрх зураг дээр утсыг холбох зөв цэгүүдийг харуулах зааварчилгаа өгсөн болно. Дараахь холболтыг хийх болно.

1. Цахилгаан руу улаан утас
2. Хар утсыг газардуул
3. Нил ягаан утас SCL #3 руу

Алхам 16: Электродыг боолт руу оё

Электродыг туузны дотор талд оё. Электродыг зохих байрлалд байрлуулсан эсэхийг шалгаарай. Толгойн туузны дотор талыг харахад улаан электродыг зүүн талд, цагаан электродыг дунд, хар электродыг баруун талд байрлуулна.

Алхам 17: Даавуун даавуу ба туузны оосор

Одоо та туузаа хийж дууслаа! Хөөе!

Алхам 18: Кодыг байршуулах

Одоо та энэ кодыг толгойн оосор дээрээ байршуулж, оюун ухаанаа унших боломжтой болно!

Алхам 19: Толгойн туузыг утсандаа холбоно уу

Adafruit Bluefruit LE Connect програмыг нээж, утсаа Adafruit Bluefruit LE -тэй холбоно уу.

Алхам 20: Толгойн боолт өмсөж, мэдээлэл цуглуулах

Одоо та туузаа зүүгээд туршиж үзээрэй! Та Adafruit Bluefruit LE Connect програм дээрх "UART" -ыг сонгож, өгөгдлийг орж ирэх үед нь үзэх боломжтой.

Алхам 21: Өгөгдлийг утаснаас компьютер руу экспортлох

Таны өгөгдлийг цуглуулсны дараа та өгөгдлийг олон файлын форматаар экспортлох боломжтой. Бид үүнийг Excel -д дүн шинжилгээ хийхийн тулд.txt файл болгон экспортлохыг зөвлөж байна.

Алхам 22: Өгөгдлийн шинжилгээ

Толгойн туузныхаа өгөгдлийг төсөөлөх, тайлбарлахын тулд хийж болох графын хэлбэрийн жишээг энд харуулав. Бидэнд дельта, тета, альфа, бета мужуудыг тэмдэглэсэн бөгөөд цэг бүр аль мужид багтахыг харуулсан болно.

Алхам 23: Цаашдын санаа

Унтлагын уншигчийн туузыг хийж дууссаны дараа дизайны зарим өөрчлөлтийг олж мэдээрэй. Өгөгдлийг автоматаар цуглуулахын тулд кодыг өөрчлөхийг оролдож, хэрэглэгчийн унтах хэв маягийг үнэлдэг тайлан гаргаж болно. Эсвэл та бодит цагийн цагийг холбож, хэрэглэгч унтаж, гүн унтах, REM унтах, сэрэх үед яг шөнийн цагийг хянах боломжтой. Та унтах яриа бичих сонирхолтой байж магадгүй, энэ тохиолдолд хэрэглэгч REM унтах үед идэвхждэг аудио бичигчийг оруулж болно. Боломжууд хязгааргүй юм!

Алхам 24: Хүлээн зөвшөөрөх

Энэхүү төслийн кодын Fourier хувиргах хэсэг нь Норвегийн бүтээл дээр энэ хуудсан дээр байрлуулсан кодыг ашигласан болно. Түүнчлэн кодын NeoPixel хэсэг нь Adafruit -ийн өгсөн жишээг иш татсан болно.