EEG AD8232 Fase 2: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Jadi Geek Tua Malas (L. O. G.) ini membuat EEG:

www.instructables.com/id/EEG-AD8232-Phase-…

Tampaknya berfungsi dengan baik, tetapi salah satu hal yang tidak saya sukai adalah ditambatkan ke komputer. Saya menggunakan itu sebagai alasan untuk tidak melakukan pengujian apa pun. Kekhawatiran lain yang saya miliki adalah sepertinya saya mendapatkan gangguan saluran listrik AC di sinyal saya.

Selama beberapa pengujian sebelumnya saya melihat lonjakan 40Hz misterius yang tampaknya hilang ketika saya mencabut USB dan menjalankannya dengan baterai. Lihat gambar.

Bagaimanapun, saya melakukan beberapa pengujian dengan modul Bluetooth HC05 dan HC06 dan dapat membuatnya berfungsi:

www.instructables.com/id/OldMan-and-Blueto…

Seperti disebutkan, sesama Instructabler, lingib merilis Monitor EEG-nya:

www.instructables.com/id/Mind-Control-3-EE…

Dia menulis kode yang jauh lebih baik daripada saya dan juga mengembangkan kode Pemrosesan, jadi proyek ini didasarkan pada Monitor EEG-nya. Untuk Fase 2, saya ingin membuat monitor EEG bertenaga baterai. (Akan mencoba untuk masuk dalam Kontes Bertenaga Baterai)

Langkah 1: Desain Modul Nirkabel

Untuk mikrokontroler saya akan menggunakan Mikro Pro 3.3V. Arduino ini adalah perangkat 3.3V sehingga kompatibel dengan AD8232. Versi Sparkfun menggunakan regulator tegangan 3.3V MIC5219.

Untuk baterai, saya akan menggunakan baterai isi ulang lama yang kebetulan saya miliki. Ini adalah baterai isi ulang lithium yang mungkin dirancang untuk smartphone.

Seperti yang dibahas nanti, saya menemukan AliExpress Micro Pro menggunakan regulator tegangan XC6204, bukan MIC5219.

Jadi desain saya sedikit batas. Baterai lithium biasanya 3,5 hingga 4,2V tergantung pada muatannya. XC6204 mengklaim putus sekolah khas 200mV dengan beban hingga 100mA. Jadi skenario terburuk pada beban penuh dengan baterai 3.5V, regulator akan mengeluarkan sekitar 3.3V. Ini seharusnya baik-baik saja, tetapi waspadai kemungkinan masalah.

Komponen lainnya adalah AD8232 yang dimodifikasi dari Fase 1 dan HC05 yang dimodifikasi untuk modul Bluetooth 3.3V seperti yang dibahas dalam:

www.instructables.com/id/OldMan-and-Blueto…

Untuk kenyamanan saya menggunakan Eagle Cadsoft dan membuat PCB menggunakan metode ini:

www.instructables.com/id/Vinyl-Sticker-PCB…

File skema dan Eagle terlampir.

Saya mengukur konsumsi daya: 58mA. Pada suatu waktu, saya telah menguji baterai ini untuk kapasitas 1750mA jam yang memberikan waktu pengoperasian sekitar 30 jam dengan pengisian daya.

Untuk konektor baterai, saya menggunakan konektor 2pin JST2.0 sehingga cocok dengan Adafruit M4 Express saya. Banyak dari baterai ini memiliki tiga kontak tetapi hanya mengukur dengan multimeter sekitar 4V dan menyolder kabel ke baterai. Saya menggunakan lem panas untuk menyegel dan mendukung sambungan.

PERINGATAN: Beberapa konektor JST2.0 memiliki kabel Merah dan Hitam yang terbalik dari Adafruit.

Saya juga menambahkan konektor JST2.0 ke pengisi daya baterai Lithium. Lihat gambar.

Langkah 2: Pengemasan dan Sketsa

Agar berguna bagi saya, EEG saya harus portabel. Saya punya kantong kecil untuk proyek lain. Saya menjahit beberapa Velcro di bagian belakang. Saya menjahit tali pengikat lengan dengan Velcro lainnya dan beberapa karet elastis, diukur agar pas dengan lengan saya. EEG masuk ke dalam saku dan menempel pada ban lengan. Lihat gambar.

Untuk membuat ikat kepala lebih mudah digunakan, (bukan menyolder) saya mengambil extender kabel audio 3,5 mm, memotong salah satu ujungnya dan menghubungkannya ke sensor ikat kepala dan ground telinga. Ini akan dihubungkan ke modul AD8232.

TIPS: Saya berasumsi bahwa konektornya akan seperti kabel audio standar dengan Kiri di ujung, Kanan di tengah, dan Ground bawah. Itu tidak benar untuk AD8232 jadi saya harus memasangnya kembali, lihat gambar.

HC05 asli memiliki pin yang keluar sejajar dengan PCB. Agar lebih rata, saya luruskan sehingga tegak lurus dengan PCB, lihat gambar. Sementara pin yang tidak rata tidak disengaja, itu membuat sambungan listrik yang lebih baik.

Gambar berikutnya menunjukkan EEG nirkabel yang dirakit, lalu bagaimana itu akan masuk ke saku, yang akan di-velcro ke ban lengan.

Beberapa gambar menunjukkan bagaimana semuanya terpasang.

Sketsa Arduino terlampir, fix_FFT_EEG_wireless.ino

Ini didasarkan pada kode lingib dengan beberapa baris ditambahkan untuk komunikasi HC05.

Langkah 3: Stasiun Pangkalan

Jadi EEG Wireless ini akan bekerja dengan salah satu adapter CP2102-HC06 saya untuk menampilkan data real time di PC menggunakan Processing dari:

www.instructables.com/id/Mind-Control-3-EE…

Pikiran saya: jadi gelombang otak mewakili apa yang dilakukan otak Anda. Jadi jika saya melihat apa yang dilakukan gelombang otak saya di layar komputer, proses melihat layar dan memikirkannya akan mempengaruhi EEG saya. Jadi saya menginginkan opsi untuk merekam EEG saya tanpa harus melihatnya. Saya memutuskan untuk merekam data yang dicap waktu ke kartu micro SD sehingga saya dapat melakukan beberapa analisis offline.

Konsepnya adalah, misalnya, jika saya menguji bagaimana beberapa binaural beats memengaruhi gelombang otak saya, saya dapat menuliskan kapan dan ketukan apa yang saya dengarkan dan kemudian melihat data EEG saya untuk melihat apakah ada beberapa efek selama dan setelahnya. periode waktu itu.

Ini akan menggunakan base station, pada dasarnya Micro Pro lain dengan HC06 untuk menerima data dari EEG nirkabel, RTC DS3231 untuk merekam waktu dan adaptor kartu microSD untuk menyimpan data yang diberi cap waktu ke kartu microSD. Ini pada dasarnya seperti Termometer IR saya:

www.instructables.com/id/IR-Thermometer-fo…

Bahkan saya akan meninggalkan pilihan untuk menggunakan termometer IR dan DHT22 (suhu dan kelembaban) pada PCB.

Berikut adalah komponen utama:

3.3V Mikro Pro Arduino

DS3231 RTC (dimodifikasi)

(penambahan masa depan suhu DHT22/RH)

HC06

(Sensor Suhu IR MLX90614 tambahan di masa mendatang)

Adaptor kartu microSD 5V

Konsumsi daya:

Karena ada banyak sensor yang terpasang pada Micro Pro ini, saya akan memberi sedikit perhatian pada arus.

Regulator tegangan pada Micro Pro memberi daya pada semua sensor.

(Sparkfun Micro Pro memiliki regulator MIC5219 3.3v di atasnya yang dapat memasok arus 500mA.)

AliExpress 3.3v Micro Pro yang saya beli ternyata memiliki regulator Torex XC6204B. Ini disarankan oleh tanda yang hampir tidak bisa saya baca tetapi sepertinya 4B2X.

4B adalah singkatan dari XC6204B, 2 berarti output 3.3V.

Sejauh yang saya tahu, XC6204B menghasilkan maksimum 150mA (jauh lebih sedikit daripada MIC5219 500mA). Namun demikian.

Saya tidak dapat menemukan data apa pun tentang penarikan arus idle dari Micro Pro 3.3V. Jadi saya memutuskan untuk mengukur beberapa:

3.3V Pro Mikro 11.2mA

3.3V L. O. G. Binaural mengalahkan 20mA

3.3V Nirkabel EEG 58mA

Arus maksimum lembar data DS3231 pada 3V adalah 200uA atau 0,2mA.

Arus maksimum lembar data DHT22 adalah 2.5mA.

HC06 adalah 8.5mA dalam mode aktif (40mA dalam mode berpasangan)

Lembar data MLX90614 yang saya tidak yakin sepertinya arus maksimum adalah 52mA.

Jadi menambahkan semuanya adalah sekitar 85mA yang tidak kurang dari 150mA. Tapi itu harus baik-baik saja.

Adaptor kartu microSD ditenagai oleh pin RAW 5V.

Saya telah melampirkan skema stasiun pangkalan. Protoboard yang saya gunakan dan sketsa untuk mengikuti tidak termasuk termometer DHT22 atau IR.

Langkah 4: Sketsa

Pada dasarnya, sketsa menerima data yang dikirim oleh EEG HC05 nirkabel melalui HC06 terikat, mengirimkan data keluar port USB dalam format yang sama dengan EEG nirkabel sehingga dapat dibaca oleh EEG_Monitor_2 (Pemrosesan) dan ditampilkan.

Itu juga mendapatkan waktu dan tanggal dari DS3231 RTC dan stempel waktu data dan menulisnya ke kartu microSD dalam format CSV (nilai yang dipisahkan koma).

MASALAH1: EEG nirkabel mengirim data Bluetooth ke HC06 saya pada 115.200 baud. Rupanya HC06 saya tidak dapat berkomunikasi dengan benar pada kecepatan itu karena melihat sampah. Yah, saya bermain-main dengannya, akhirnya berhasil dengan menyetel HC05 dan HC06 ke 19.200 baud.

MASALAH2: Waktu musim panas menjadi masalah bagi saya. Saya menemukan yang berikut ini oleh JChristensen:

forum.arduino.cc/index.php?topic=96891.0

github.com/JChristensen/Timezone

Untuk menggunakan ini, pertama Anda harus mengatur RTC ke UTC (Coordinated Universal Time), kali ini di Greenwich, Inggris. Yah, saya tidak tahu bagaimana melakukannya tetapi menemukan artikel ini:

www.justavapor.com/archives/2482

Tulis ulang untuk waktu Gunung (terlampir) UTCtoRTC.ino

Ini menetapkan waktu DS3231 ke UTC, 6 jam lebih lambat dari waktu Gunung.

Kemudian saya memasukkan zona waktu ke dalam Sketch saya. Sejujurnya, saya belum mengujinya, jadi anggap saja itu berhasil.

MASALAH3: Salah satu masalah dengan Bluetooth (dan sebagian besar komunikasi serial lainnya) adalah tidak sinkron. Itu berarti Anda tidak benar-benar tahu kapan data dimulai dan Anda mungkin mencari di tengah aliran data.

Jadi yang saya lakukan adalah memulai setiap paket data dengan '$' dan mencarinya di stasiun pangkalan saya. Cara yang lebih baik untuk melakukan ini disebut handshaking di mana pengirim mengirimkan beberapa data kemudian menunggu penerima untuk mengirim kembali pengakuan penerimaan. Untuk tujuan ini, saya tidak terlalu khawatir jika saya melewatkan paket sesekali.

Sketsa terlampir, basecode.ino

Langkah 5: Kesimpulan

Sayangnya, sejak saya memulai proyek ini, saya kehilangan kemampuan untuk benar-benar fokus pada proyek. Saya ingin melakukan beberapa pengujian aktual dengan EEG ini, terutama dengan binaural beats. Mungkin suatu hari nanti.

Tapi saya rasa saya telah memberikan informasi yang cukup bagi orang lain untuk membangun proyek ini.

Saya sedang dalam proses mengembangkan beberapa kode 5 band. Idenya adalah untuk menampilkan lima pita gelombang otak, delta, theta, alpha, beta dan gamma. Saya pikir sketsa baseband berfungsi, saya rasa fix_FFT tidak berfungsi untuk Pemrosesan tetapi saya telah melampirkannya untuk mereka yang mungkin tertarik.