Detektor Wink: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta navodila pojasnjujejo, kako iz modificiranega senzorja EKG (elektrokardiogram) AD8232, štirikolesnega ojačevalnika LM324-N, Arduino Uno R3 in doma narejenega traku za glavo narediti "detektor miganja".

Detektor ima dva izhoda … enega, ko namignete z levim očesom … in enega, ko namignete z desnim.

Običajni utripi, ki vključujejo oba očesa, se ne upoštevajo.

Aplikacije za to vezje vključujejo:

• igralni vmesniki
• pomožna tehnologija

Nekaj orodij je potrebno … samo spajkalnik in oster nož.

Spremembe senzorjev, ki jih je mogoče obrniti, zahtevajo, da:

• odrežite dva tira
• dodajte dva spajkalna mosta/kratke hlače
• dodajte kratko žico

Ocenjeni stroški komponent so 15,00 USD

Slike

• Naslovna fotografija prikazuje pogled detektorja pomežikanja od blizu
• Fotografija 2 prikazuje približen položaj traku za glavo.
• Videoposnetek prikazuje detektor namigivanja, ki deluje. Z vsakim očesom se naredijo trije zaporedni pomežiki.

Korak: Seznam delov

Naslednji deli so bili pridobljeni s spletnega mesta

• 1 samo modul za merjenje srčnega utripa AD8232 EKG
• 1 samo Arduino Uno R3

Lokalno so bili pridobljeni naslednji deli:

• 1 samo LM324 quad-op-amp
• 1 samo 220K ohmski upor 1/8 vata
• 2 samo 120K ohmski upori 1/8 vata
• 1 samo 15K ohmski upor 1/8 vata
• 2 samo 10K ohmski upori 1/8 vata
• 1 samo 1200 ohmski upor 1/8 vata

Razni predmeti, ki so že pri roki:

• deska
• nasedla bakrena žica
• spajkanje

Ocenjeni stroški komponent so 15 USD

2. korak: Vezje

Shema vezja "detektorja miganj" je prikazana na fotografiji 1

Vezje obsega spremenjeni modul senzorja srca EKG AD8232, štirikolesni ojačevalnik LM324, Arduino Uno R3, nekaj uporov in dve LED.

Izhodna valovna oblika AD8232 se giblje okoli 1,5 V DC.

Ko levo oko namigne, se oblika izhodnega vala AD8232 dvigne proti 3,3 volta. Ko valovna oblika preseže 2,8 volta, se izhod primerjalnika z levim mežikanjem spremeni iz nič na 5 voltov, kot je prikazano na fotografiji 2.

Ko desno oko namigne, oblika izhodnega vala AD8232 pade proti nič voltov. Ko valovna oblika pade pod 0,2 volta, se primerjalni izhod desnega pomikanja spremeni iz nič na 5 voltov, kot je prikazano na fotografiji 3.

Običajni utripi nimajo vpliva na izhod, saj so enakovredni dvema simultanima pomežikanjem, zato izhod AD8232 ne more delovati hkrati v dveh nasprotnih smereh.

AD8232 je dobavljen z kompletom EKG blazinic in žic, prevlečenih z gelom. Po nekaj uporabah blazinice ponavadi odpadejo. V nasprotju s tem sem na trak za glavo iz stare vrvice in ježka pritrdil nekaj kositrenih jeklenih blazinic. Podrobnosti o tem, kako sestaviti trak za glavo, so opisane drugje v tem članku.

3. korak: Spremembe vezja AD8232

Na fotografiji 1 je prikazano nespremenjeno vezje

Ko se uporabljajo kot merilnik srčnega utripa, so EKG vodi priključeni na naslednji način:

• Desna roka je povezana z RA
• Leva roka je povezana z LA
• Desna noga je povezana z RL

Spremenjeno vezje je prikazano na fotografiji 2

Po spremembah postanejo vodi:

• Desna obrv je povezana z RA
• Leva obrv je povezana z LA
• Čelo je povezano z RL

Prvotno vezje

Poenostavljeni blok diagram prvotnega monitorja srca je prikazan na fotografiji 3.

Ta diagram je bil ustvarjen z ujemanjem vrednosti komponent v shemi Sparkfun "Monitor srca" [1] z AD8232 "Funkcionalni blok diagram" [2]

Ko se uporablja kot merilnik srčnega utripa, sta oba vhoda instrumentacijskega ojačevalnika AD8232 povezana z napajalno tirnico 3,3 V prek 10M uporov. Instrumentacijski ojačevalnik pa ne more delovati, razen če sta dva vhodna kabla okoli potenciala na srednji tirnici.

Potencial na srednji tirnici dobimo z vbrizgavanjem drobnega (10uA) toka iz vodila RLD (pogon desne noge) v nogo. Učinkovito smo ustvarili delilnik napetosti, ki uporablja vaše telo kot enega od uporov.

Dejanski namen vodila RLD je razložen v podatkovnem listu AD8232 … Samo gledam z drugega vidika.

Spremenjeno vezje

Blok shema sprememb vezja je prikazana na fotografiji 3.

Namesto da bi iskal utripe srca, detektor miganja išče razlike v električnem potencialu. Kot tak mora biti ves čas v celoti operativen … oba vhoda instrumentacijskega ojačevalnika morata biti povezana s potencialom na srednji tirnici, kot je Vref (1,5 volta)

To dosežemo tako, da prerežemo tir, ki poveže oba 10M upora na 3,3 -voltno napajanje in z majhno žično povezavo poveže odrezani konec z Vrefom. Oba vhoda instrumentacijskega ojačevalnika sta zdaj na srednji tirnici, kar pomeni, da izhod AD8232 lebdi okoli 1,5 V DC.

Prav tako ne potrebujemo vodila RLD … uporabite ta kabel za izboljšanje CMRR (razmerje zavrnitve skupnega načina) sistema z dvigom vašega telesa na potencial srednje proge. To dosežemo z rezanjem proge na zatič AD8232 RLD in priključitvijo odrezanega konca na Vref.

Podatkovni list AD8232 priporoča, da se zatiči RLD in RLDF (povratna informacija pogona desne noge) pri uporabi dvovodnega vezja skrajšajo. To dosežemo s kratkim stikom kondenzatorja, ki povezuje ta dva zatiča.

Reference

[1]

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

[2]

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

4. korak: Naglavni trak

Naglavni trak je bil izdelan iz stare vrvice, dolžine Velcro in nekaj velcro kljukic. Podrobnosti o gradnji so prikazane na fotografijah 1..4

Blazinice so narejene iz tanke pločevine … Uporabil sem dno stare pločevinke za barvo … in so pritrjene na vrvico z ozkimi jezički, izrezanimi iz iste pločevine. To omogoča, da blazinice drsijo po naglavnem traku.

Robove kovinskih blazinic zapilite z pilico in rahlo obrusite kontaktne površine. Spajkanje monitorja srca vodi do izpostavljenih kovinskih jezičkov.

Pomembno je, da blazinice dobro pridejo v stik s kožo … priporočljiv je medicinski kontaktni gel, vendar sem ugotovil, da deluje tudi vlažilna krema za roke.

Velikost blazinice ni kritična … Od takrat sem zmanjšal širino, medtem ko sem eksperimentiral z bližjim razmikom med blazinicami … prepolovitev velikosti ni imela nobene razlike.

5. korak: Programska oprema

Navodila

Naložite priloženo datoteko »wink_detector_4.ino« v svoj Arduino in zaženite.

Opombe

Koda je izjemno preprosta … preprosto poišče vsakega od obeh izhodov detektorja miganj in utripa ustrezno LED, ko primerjalnik spremeni stanje.

Je pa ulov … močni namigi lahko povzročijo, da nasprotna LED utripa.

Zgornji sled na fotografiji 1 prikazuje izhod AD8232, ki se po močnem mežikanju na levo oko spusti na nič voltov. Primerjalnik desnega očesa (spodnja sled) to vidi kot desni namig in ustvari napačen izhod.

Fotografija 2 prikazuje oba izhoda primerjalnika za močno levo mežikanje. Desni primerjalnik še vedno ustvarja napačen izhod 800mS po začetku levega miganja.

Za rešitev tega problema se uporablja programska rešitev … prvi detektor, ki zagleda miganje, onemogoči drugega detektorja za 1 sekundo. To obdobje je nastavljivo v glavi kode,

6. korak: Povzetek

V tem navodilu je razloženo, kako pretvoriti Sparkfun AD8232 "Monitor srca" v "Detektor miganj".

Na voljo so tudi podrobnosti o konstrukciji nastavljivega traku za glavo.

Koda Arduino odpravlja napačne sprožilce zaradi prekoračitve izhoda AD8232 v prisotnosti močnih pomežikov.

Aplikacije za to vezje vključujejo:

• igralni vmesniki
• pomožna tehnologija

Ocenjeni stroški komponent so 15,00 USD

Kliknite tukaj, če si želite ogledati moja druga navodila.