HackerBox 0026: BioSense: 19 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58

BioSense - Tento mesiac hackeri HackerBox skúmajú obvody operačných zosilňovačov na meranie fyziologických signálov ľudského srdca, mozgu a kostrových svalov. Tento návod obsahuje informácie o práci s HackerBox #0026, ktoré si môžete vyzdvihnúť tu do vypredania zásob. Tiež, ak by ste chceli dostávať HackerBox takto priamo do vašej schránky každý mesiac, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

Témy a vzdelávacie ciele pre HackerBox 0026:

• Pochopiť teóriu a aplikácie obvodov operačných zosilňovačov
• Na meranie malých signálov použite prístrojové zosilňovače
• Zostavte exkluzívnu dosku BioSense HackerBoxes
• Prístroj dodajte ľudskému subjektu EKG a EEG
• Zaznamenajte signály súvisiace s ľudskými kostrovými svalmi
• Navrhnite elektricky bezpečné obvody ľudského rozhrania
• Vizualizujte analógové signály cez USB alebo cez OLED displej

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre elektroniku a počítačovú technológiu pre domácich majstrov. Sme nadšenci, tvorcovia a experimentátori. Sme snílkami snov. Hacknite planétu!

Krok 1: HackerBox 0026: Obsah balenia

• Zberateľská referenčná karta HackerBoxes #0026
• Exkluzívne HackerBoxes BioSense PCB
• OpAmp a súprava komponentov pre dosku BioSense
• Arduino Nano V3: 5V, 16MHz, MicroUSB
• Modul OLED 0,96 palca, 128x64, SSD1306
• Modul snímača pulzu
• Elektródy pre fyziologické senzory
• Lepiaci gél, elektródové podložky v štýle Snap
• Súprava remienkov elektródy OpenEEG
• Zmršťovacie hadičky - 50 kusová odroda
• MicroUSB kábel
• Exkluzívny štítok WiredMind

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Spájkovačka, spájkovačka a základné spájkovacie nástroje
• Počítač na spustenie softvérových nástrojov
• 9V batéria
• Splietaný zapojovací drôt

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, kutilského ducha a hackerskú zvedavosť. Hardcore DIY elektronika nie je triviálna záležitosť a my ju pre vás neznižujeme. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, veľká spokojnosť sa dá odvodiť z učenia sa novej technológie a dúfajme, že sa podarí realizovať niektoré projekty. Odporúčame urobiť každý krok pomaly, dbať na detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

Všimnite si toho, že v HackerBox FAQ je množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch.

Krok 2: Operačné zosilňovače

Operačný zosilňovač (alebo operačný zosilňovač) je zosilňovač napätia s vysokým ziskom s diferenciálnym vstupom. Operačný zosilňovač produkuje výstupný potenciál, ktorý je zvyčajne státisíckrát väčší ako potenciálny rozdiel medzi jeho dvoma vstupnými svorkami. Operačné zosilňovače majú svoj pôvod v analógových počítačoch, kde sa používali na vykonávanie matematických operácií v mnohých lineárnych, nelineárnych a frekvenčne závislých obvodoch. Operačné zosilňovače patria v súčasnosti k najpoužívanejším elektronickým zariadeniam a používajú sa v širokej škále spotrebných, priemyselných a vedeckých zariadení.

Ideálny operačný zosilňovač sa zvyčajne považuje za výrobok s nasledujúcimi charakteristikami:

• Nekonečný zisk otvorenej slučky G = vout / vin
• Nekonečná vstupná impedancia Rin (teda nulový vstupný prúd)
• Ofsetové napätie s nulovým vstupom
• Nekonečný rozsah výstupného napätia
• Nekonečná šírka pásma s nulovým fázovým posunom a nekonečnou rýchlosťou prechodu
• Rout s nulovou výstupnou impedanciou
• Nulový hluk
• Nekonečný pomer odmietnutia spoločného režimu (CMRR)
• Nekonečný pomer odmietnutia napájania.

Tieto ideály je možné zhrnúť do dvoch „zlatých pravidiel“:

1. V uzavretej slučke sa výstup pokúša urobiť všetko potrebné na to, aby bol rozdiel napätia medzi vstupmi nulový.
2. Vstupy neodoberajú žiadny prúd.

[Wikipedia]

Ďalšie zdroje operačného zosilňovača:

Podrobný video návod od EEVblog

Chánska akadémia

Návody na elektroniku

Krok 3: Prístrojové zosilňovače

Prístrojový zosilňovač je typ diferenciálneho zosilňovača kombinovaný so zosilňovačmi vstupného pufra. Táto konfigurácia eliminuje potrebu prispôsobovania vstupnej impedancie, a preto je zosilňovač obzvlášť vhodný na použitie v meracích a testovacích zariadeniach. Prístrojové zosilňovače sa používajú tam, kde je potrebná veľká presnosť a stabilita obvodu. Prístrojové zosilňovače majú veľmi vysoké pomery odmietania v spoločnom režime, vďaka čomu sú vhodné na meranie malých signálov v prítomnosti šumu.

Aj keď je prístrojový zosilňovač zvyčajne schematicky znázornený ako identický so štandardným operačným zosilňovačom, elektronický prístrojový zosilňovač je takmer vždy vnútorne zložený z TROCH operačných zosilňovačov. Tieto sú usporiadané tak, že pre každý vstup (+,-) je jeden operačný zosilňovač a jeden na produkciu požadovaného výstupu s zodpovedajúcou impedančnou zhodou.

[Wikipedia]

Kniha PDF: Príručka projektanta k prístrojovým zosilňovačom

Krok 4: HackerBoxes BioSense Board

HackerBoxes BioSense Board obsahuje zbierku operačných a prístrojových zosilňovačov na detekciu a meranie štyroch fyziologických signálov popísaných nižšie. Malé elektrické signály sú spracované, zosilnené a vedené do mikrokontroléra, kde môžu byť prenášané do počítača cez USB, spracované a zobrazené. Na prevádzku s mikrokontrolérmi používa doska HSenseCard BioSense modul Arduino Nano. Všimnite si toho, že nasledujúcich pár krokov sa zameriava na prípravu modulu Arduino Nano na použitie s doskou BioSense.

Moduly pulzného senzora sú vybavené zdrojom svetla a svetelným senzorom. Keď je modul v kontakte s telesným tkanivom, napríklad prstom alebo ušným lalokom, zmeny odrazeného svetla sa merajú ako krvné pumpy tkanivom.

EKG (elektrokardiografia), tiež nazývaný EKG, zaznamenáva elektrickú aktivitu srdca za určitý čas pomocou elektród umiestnených na koži. Tieto elektródy zisťujú malé elektrické zmeny na koži, ktoré vznikajú z elektrofyziologického vzoru srdcového svalu depolarizácie a repolarizácie počas každého srdcového tepu. EKG je veľmi často vykonávaný kardiologický test. [Wikipedia]

EEG (elektroencefalografia) je elektrofyziologická monitorovacia metóda na zaznamenávanie elektrickej aktivity mozgu. Elektródy sú umiestnené pozdĺž pokožky hlavy, zatiaľ čo EEG meria kolísanie napätia vyplývajúce z iónového prúdu v neurónoch mozgu. [Wikipedia]

EMG (elektromyografia) meria elektrickú aktivitu spojenú s kostrovými svalmi. Elektromyograf detekuje elektrický potenciál generovaný svalovými bunkami, keď sú elektricky alebo neurologicky aktivované. [Wikipedia]

Krok 5: Platforma mikrokontroléra Arduino Nano

Priložený modul Arduino Nano je dodávaný s kolíkovými konektormi, ale nie sú k modulu spájkované. Piny zatiaľ nechajte vypnuté. Vykonajte tieto počiatočné testy modulu Arduino Nano oddelene od dosky BioSense a PRIOR na spájkovanie kolíkov záhlavia Arduino Nano. Všetko, čo je potrebné pre nasledujúcich pár krokov, je kábel microUSB a modul Nano, tak ako vychádzajú z vrecka.

Arduino Nano je miniaturizovaná doska Arduino s povrchovou montážou, ktorá je vhodná na doštičky a má integrované USB. Je úžasne plnohodnotný a ľahko sa hackuje.

Vlastnosti:

• Mikrokontrolér: Atmel ATmega328P
• Napätie: 5V
• Digitálne I/O piny: 14 (6 PWM)
• Analógové vstupné piny: 8
• Jednosmerný prúd na pin I/O: 40 mA
• Flash pamäť: 32 KB (2 kB pre bootloader)
• Pamäť SRAM: 2 kB
• EEPROM: 1 kB
• Taktovacia frekvencia: 16 MHz
• Rozmery: 17 mm x 43 mm

Tento konkrétny variant Arduino Nano je čierny dizajn Robotdyn. Rozhranie je prostredníctvom integrovaného portu MicroUSB, ktorý je kompatibilný s rovnakými káblami MicroUSB, aké sa používajú s mnohými mobilnými telefónmi a tabletmi.

Arduino Nanos má vstavaný čip USB/sériový most. V tomto konkrétnom variante je mostíkovým čipom CH340G. Všimnite si toho, že na rôznych typoch dosiek Arduino existujú rôzne ďalšie typy mostíkových čipov USB/Serial. Tieto čipy umožňujú USB portu vášho počítača komunikovať so sériovým rozhraním na procesorovom čipe Arduino.

Operačný systém počítača vyžaduje na komunikáciu s USB/sériovým čipom ovládač zariadenia. Ovládač umožňuje IDE komunikovať s doskou Arduino. Potrebný konkrétny ovládač zariadenia závisí od verzie operačného systému a tiež od typu USB/sériového čipu. Pre USB/sériové čipy CH340 sú k dispozícii ovládače pre mnoho operačných systémov (UNIX, Mac OS X alebo Windows). Výrobca CH340 dodáva tieto ovládače tu.

Keď prvýkrát zapojíte Arduino Nano do USB portu počítača, mala by sa rozsvietiť zelená kontrolka napájania a krátko po tom, čo začne modrá LED pomaly blikať. Stáva sa to preto, že v Nano je vopred nainštalovaný program BLINK, ktorý beží na úplne novom Arduino Nano.

Krok 6: Integrované vývojové prostredie Arduino (IDE)

Ak ešte nemáte nainštalované Arduino IDE, môžete si ho stiahnuť z Arduino.cc

Ak by ste chceli ďalšie úvodné informácie o práci v ekosystéme Arduino, odporúčame vám prečítať si pokyny pre štartovací workshop HackerBoxes.

Zapojte Nano do kábla MicroUSB a druhý koniec kábla do USB portu na počítači, spustite softvér Arduino IDE, vyberte príslušný USB port v IDE pod portom tools> port (pravdepodobne názov, v ktorom je „wchusb“)). Tiež zvoľte "Arduino Nano" v IDE pod nástrojmi> doska.

Nakoniec načítajte ukážkový kód:

Súbor-> Príklady-> Základy-> Žmurknutie

Toto je vlastne kód, ktorý bol vopred načítaný do Nano a mal by práve bežať, aby pomaly blikal modrý indikátor LED. Ak teda načítame tento ukážkový kód, nič sa nezmení. Namiesto toho trochu upravme kód.

Pri pohľade zblízka môžete vidieť, že program zapne LED diódu, počká 1 000 milisekúnd (jednu sekundu), vypne LED diódu, počká ďalšiu sekundu a potom to urobí znova - navždy.

Upravte kód zmenou oboch príkazov „oneskorenie (1000)“na „oneskorenie (100)“. Táto úprava spôsobí, že LED dióda bliká desaťkrát rýchlejšie, však?

Načítajme upravený kód do Nano kliknutím na tlačidlo UPLOAD (ikona šípky) tesne nad upraveným kódom. Informácie o stave nájdete nižšie pod kódom: „kompilácia“a potom „nahrávanie“. Nakoniec by IDE malo indikovať „nahrávanie je dokončené“a kontrolka LED by mala blikať rýchlejšie.

Ak áno, gratulujeme! Práve ste hackli svoj prvý kúsok vloženého kódu.

Keď sa už verzia s rýchlym blikaním načíta a spustí, prečo sa nezobrazí, či môžete kód znova zmeniť, aby LED dvakrát rýchlo zablikala, a potom počkajte niekoľko sekúnd, kým to zopakujete? Pokúsiť sa! Čo hovoríte na ďalšie vzory? Keď sa vám podarí vizualizovať požadovaný výsledok, kódovať ho a pozorovať, aby fungoval podľa plánu, urobili ste obrovský krok k tomu, aby ste sa stali kompetentným hardvérovým hackerom.

Krok 7: Kolíkové kolíky Arduino Nano

Teraz, keď je váš vývojový počítač nakonfigurovaný na načítanie kódu do Arduino Nano a Nano bolo testované, odpojte kábel USB od Nano a pripravte sa na spájkovanie.

Ak s spájkovaním začínate, na internete je o spájkovaní veľa skvelých sprievodcov a videí. Tu je jeden príklad. Ak máte pocit, že potrebujete ďalšiu pomoc, pokúste sa nájsť miestnu skupinu tvorcov alebo hackerský priestor vo vašej oblasti. Amatérske rádiokluby sú tiež vždy vynikajúcim zdrojom skúseností s elektronikou.

Pripojte dve jednoradové hlavičky (po pätnásť pinov) k modulu Arduino Nano. Šesťpinový konektor ICSP (sériové programovanie v obvode) nebude v tomto projekte použitý, takže tieto kolíky nechajte vypnuté.

Po dokončení spájkovania starostlivo skontrolujte spájkovacie mostíky a/alebo studené spájkovacie spoje. Nakoniec zapojte Arduino Nano späť do kábla USB a overte, či všetko stále funguje správne.

Krok 8: Komponenty pre súpravu plošných spojov BioSense

Keď je modul mikrokontroléra pripravený na použitie, je čas zostaviť dosku BioSense.

Zoznam komponentov:

• U1:: 7805 Regulátor 5V 0,5A TO-252 (list)
• U2:: MAX1044 Menič napätia DIP8 (datasheet)
• U3:: AD623N Prístrojový zosilňovač DIP8 (datasheet)
• U4:: TLC2272344P OpAmp DIP8 DIP8 (datasheet)
• U5:: INA106 Differential Amplifier DIP8 (datasheet)
• U6, U7, U8:: TL072 OpAmp DIP8 (datasheet)
• D1, D2:: 1N4148 Spínacia dióda axiálna
• S1, S2:: Posuvný prepínač SPDT 2,54 mm
• S3, S4, S5, S6:: Dotykové chvíľkové tlačidlo 6 mm x 6 mm x 5 mm
• BZ1:: Pasívny piezoelektrický bzučiak s rozstupom 6,5 mm
• Rezistor R1, R2, R6, R12, R16, R17, R18, R19, R20:: 10KOhm [BRN BLK ORG]
• R3, R4:: 47KOhm odpor [YEL VIO ORG]
• R5:: 33KOhm odpor [ORG ORG ORG]
• R7:: Rezistor 2,2 MOhm [ČERVENÁ ČERVENÁ GRN]
• R8, R23:: 1KOhm rezistor [BRN BLK RED]
• Rezistor R10, R11:: 1MOhm [BRN BLK GRN]
• Rezistor R13, R14, R15:: 150KOhm [BRN GRN YEL]
• R21, R22:: 82KOhm rezistor [GRY RED ORG]
• R9:: Potenciometer trimovania 10KOhm „103“
• R24:: Potenciometr trimra 100KOhm „104“
• C1, C6, C11:: 1uF 50V monolitický kryt 5 mm rozteč „105“
• C2, C3, C4, C5, C7, C8:: 10uF 50V monolitický kryt 5 mm rozteč „106“
• C9:: 560pF 50V monolitický kryt s rozstupom 5 mm „561“
• C10:: 0,01uF 50V monolitický kryt s rozstupom 5 mm „103“
• 9V batériové spony s drôtovými vývodmi
• 1x40pin ŽENSKÁ VYPNUTÁ HLAVICE 2,54 mm rozteč
• Sedem zásuviek DIP8
• Dve 3,5 mm zvukové zásuvky na PCB

Krok 9: Zostavte dosku BioSense PCB

ODPORY: Existuje osem rôznych hodnôt rezistorov. Nie sú zameniteľné a musia byť starostlivo umiestnené presne tam, kam patria. Začnite identifikáciou hodnôt každého typu rezistora pomocou farebných kódov uvedených v zozname komponentov (a/alebo ohmetra). Napíšte hodnotu na papierovú pásku, na ktorej sú pripevnené odpory. Vďaka tomu je oveľa ťažšie skončiť s odpormi na zlom mieste. Rezistory nie sú polarizované a môžu byť vložené v oboch smeroch. Po spájkovaní na miesto tesne orežte vodiče zo zadnej strany dosky.

KAPACITORY: Existujú štyri rôzne hodnoty kondenzátorov. Nie sú zameniteľné a musia byť starostlivo umiestnené presne tam, kam patria. Začnite identifikáciou hodnôt každého typu kondenzátora pomocou číselných značiek uvedených v zozname komponentov. Keramické kondenzátory nie sú polarizované a môžu byť vložené v oboch smeroch. Po spájkovaní na miesto tesne orežte vodiče zo zadnej strany dosky.

NAPÁJANIE: Dva polovodičové komponenty, ktoré tvoria zdroj napájania, sú U1 a U2. Ďalej ich spájkujte. Pri spájkovaní U1 si všimnite, že plochá príruba je uzemňovací kolík zariadenia a chladič. Musí byť úplne spájkovaný s PCB. Sada obsahuje zásuvky DIP8. Pre menič napätia U2 však dôrazne odporúčame opatrne spájkovať IC priamo na dosku bez zásuvky.

Spájkujte dva posuvné prepínače a svorky 9V batérie. Všimnite si toho, že ak je vaša svorka batérie dodávaná s konektorom na kábloch, môžete konektor iba odrezať.

V súčasnej dobe môžete zapojiť 9V batériu, zapnúť sieťový vypínač a pomocou voltmetra overiť, či váš zdroj napájania vytvára -9V lištu a +5V lištu z dodávaného +9V. Teraz máme tri napájacie zdroje a uzemnenie z jednej 9V batérie. VYBERTE BATÉRIU, ABYSTE V MONTÁŽI POKRAČOVALI.

DIÓDY: Dve diódy D1 a D2 sú malé, osovo vedené, sklovito-oranžové súčiastky. Sú polarizované a mali by byť orientované tak, aby sa čierna čiara na balení diód zarovnala so silnou čiarou na sieťotlači plošných spojov.

ZÁSUVKY NA HLAVU: Rozdeľte 40 -kolíkovú hlavičku na tri sekcie po 3, 15 a 15 pozíciách. Ak chcete skrátiť záhlavie na dĺžku, malými nožnicami na drôt presuňte polohu JEDNU MINULICU, kde chcete, aby sa zásuvkový pás skončil. Kolík/diera, ktorú ste prerezali, je obetovaný. Trojpólová hlavička je pre snímač impulzov v hornej časti dosky s kolíkmi označenými „GND 5V SIG“. Dva pätnásť kolíkové záhlavia sú pre Arduino Nano. Nezabudnite, že šesťpinový konektor ICSP (sériové programovanie v obvode) Nano sa tu nepoužíva a nepotrebuje záhlavie. Rovnako neodporúčame spájať OLED displej so záhlavím. Zapájajte hlavičky na svoje miesto a nechajte ich zatiaľ prázdne.

DIP ZÁSUVKY: Šesť zosilňovacích čipov U3-U8 je v balíkoch DIP8. Do každej zo šiestich polôh spájkujte zásuvku na čip DIP8 tak, aby bol zárez v zásuvke orientovaný tak, aby bol v zákryte so zárezom na sieťotlači plošných spojov. Zásuvky spájkujte bez vloženého čipu. Nechajte ich zatiaľ prázdne.

ZOSTÁVAJÚCE KOMPONENTY: Nakoniec spájkujte štyri tlačidlá, dva trimpoty (všimnite si, že ide o dve rôzne hodnoty), bzučiak (všimnite si, že je polarizovaný), dva 3,5 mm konektory v štýle zvuku a nakoniec OLED displej.

ZAPOJENÉ KOMPONENTY: Po dokončení spájkovania je možné vložiť šesť zosilňovacích čipov (pričom dbajte na orientáciu zárezu). Arduino Nano môže byť tiež vložené pomocou konektora USB na okraji dosky BioSense.

Krok 10: Elektrická bezpečnosť a vypínače napájania

V schematickom diagrame pre dosku BioSense HackerBoxes si všimnite, že existuje sekcia ĽUDSKÉ ROZHRANIE (alebo ANALÓG) a tiež DIGITÁLNA. Jediné tranže, ktoré medzi týmito dvoma sekciami prechádzajú, sú tri analógové vstupné vedenia k Arduino Nano a napájanie batériou +9V, ktoré je možné otvoriť pomocou prepínača USB/BAT S2.

Z dôvodu veľkej opatrnosti je bežnou praxou vyhnúť sa zapojeniu akéhokoľvek obvodu do ľudského tela napájaného z elektrickej siete (sieťové napájanie, sieťové napájanie, v závislosti od toho, kde žijete). Preto je časť dosky HUMAN INTERFACE napájaná iba 9V batériou. Aj keď je nepravdepodobné, že by počítač zrazu zapojil 120 V na pripojený kábel USB, je to malá poistka navyše. Ďalšou výhodou tohto dizajnu je, že môžeme napájať celú dosku z 9V batérie, ak nepotrebujeme mať pripojený počítač.

SPÍNAČ ON/OFF (S1) slúži na úplné odpojenie 9V batérie od obvodu. Keď nepoužívate, použite S1 na úplné vypnutie analógovej časti dosky.

USB/BAT SWITCH (S2) slúži na pripojenie 9V batérie k digitálnemu napájaniu Nano a OLED. Keď je doska pripojená k počítaču pomocou kábla USB a digitálne napájanie bude zabezpečené počítačom, nechajte S2 v polohe USB. Keď majú byť Nano a OLED napájané 9V batériou, prepnite S2 do polohy BAT.

POZNÁMKA K SPÍNAČOM NAPÁJANIA: Ak je S1 ZAPNUTÝ, S2 je v USB a nie je k dispozícii žiadne napájanie USB, Nano sa pokúsi napájať prostredníctvom analógových vstupných pinov. Aj keď nejde o problém ľudskej bezpečnosti, je to pre chúlostivé polovodiče nežiaduci stav a nemalo by sa to predlžovať.

Krok 11: Knižnica displeja OLED

Ako počiatočný test OLED displeja nainštalujte tu nájdený ovládač displeja SSD1306 OLED do Arduino IDE.

Otestujte OLED displej tak, že načítate príklad ssd1306/snowflakes a naprogramujete ho do dosky BioSense.

Pred pokračovaním sa uistite, že to funguje.

Krok 12: BioSense demo firmvér

Zahráme si hru, profesor Falken?

V príkladoch SSD1306 je tiež skvelá hra Arkanoid. Aby to fungovalo s doskou BioSense, musí byť upravený kód, ktorý inicializuje a číta tlačidlá. Dali sme si právo vykonať tieto zmeny v súbore „biosense.ino“, ktorý je pripojený tu.

Duplikujte priečinok s arkanoidmi z príkladov SSD1306 do nového priečinka, ktorý ste pomenovali biosense. Odstráňte súbor arkanoid.ino z tohto priečinka a vložte ho do súboru „biosense.ino“. Teraz skompilovajte a nahrajte biosense do nano. Hru spustíte stlačením pravého tlačidla (tlačidlo 4). Pádlo sa ovláda tlačidlom 1 vľavo a tlačidlom 4 vpravo. Pekná strela, BrickOut.

Kliknutím na tlačidlo reset na Arduino Nano sa vrátite do hlavnej ponuky.

Krok 13: Modul snímača pulzu

Modul snímača impulzov sa môže prepojiť s doskou BioSense pomocou trojpólového konektora v hornej časti dosky.

Modul snímača impulzov používa svetelný zdroj LED a fotografický snímač okolitého svetla APDS-9008 (technický list) na detekciu svetla LED odrážaného prstom alebo ušným lalokom. Signál zo senzora okolitého svetla je zosilnený a filtrovaný pomocou operačného zosilňovača MCP6001. Signál potom môže byť prečítaný mikrokontrolérom.

Stlačením tlačidla 3 v hlavnom menu náčrtu biosense.ino sa prenášajú vzorky výstupného signálu snímača impulzov cez rozhranie USB. V ponuke NÁSTROJE Arduino IDE vyberte „Sériový plotter“a uistite sa, že je prenosová rýchlosť nastavená na 115 200. Jemne položte prst na svetlo na snímači pulzu.

Ďalšie podrobnosti a projekty súvisiace s modulom snímača pulzu nájdete tu.

Krok 14: Elektromyograf (EMG)

Zapojte kábel elektródy do spodného 3,5 mm konektora označeného EMG a umiestnite elektródy podľa obrázku.

Stlačením tlačidla 1 v hlavnom menu náčrtu biosense.ino sa prenášajú vzorky výstupného signálu EMG cez rozhranie USB. V ponuke NÁSTROJE Arduino IDE vyberte „Sériový plotter“a uistite sa, že je prenosová rýchlosť nastavená na 115200.

EMG môžete otestovať na akýchkoľvek iných svalových skupinách - dokonca aj na obočí na čele.

Okruh EMG rady BioSense bol inšpirovaný týmto pokynom od spoločnosti Advancer Technologies, v ktorom by ste si určite mali pozrieť ďalšie projekty, nápady a videá.

Krok 15: Elektrokardiograf (EKG)

Zapojte kábel elektródy do horného 3,5 mm konektora označeného EKG/EEG a umiestnite elektródy podľa obrázku. Existujú dve základné možnosti umiestnenia elektródy EKG. Prvý je na vnútornej strane zápästí s referenčným (červeným vodičom) na chrbte jednej ruky. Táto prvá možnosť je jednoduchšia a pohodlnejšia, ale často je trochu hlučnejšia. Druhá možnosť je cez hrudník s odkazom na pravé brucho alebo hornú časť nohy.

Stlačením tlačidla 2 v hlavnom menu náčrtu biosense.ino sa prenášajú vzorky výstupného signálu EKG cez rozhranie USB. V ponuke NÁSTROJE Arduino IDE vyberte „Sériový plotter“a uistite sa, že je prenosová rýchlosť nastavená na 115200.

Okruh EKG/EEG rady BioSense bol inšpirovaný srdcom a mozgom SpikerShield od spoločnosti Backyard Brains. Na ich webe nájdete ďalšie projekty, nápady a toto skvelé video s EKG.

Krok 16: Elektroencefalograf (EEG)

Zapojte kábel elektródy do horného 3,5 mm konektora označeného EKG/EEG a umiestnite elektródy podľa obrázku. Existuje mnoho možností umiestnenia elektród EEG, pričom sú tu zobrazené dve základné možnosti.

Prvá je na čele s referenciou (červené vedenie) na ušnom laloku alebo mastoidnom procese. Táto prvá možnosť môže jednoducho použiť rovnaké prichytávacie elektródy a gélové elektródy používané na EKG.

Druhá možnosť v zadnej časti hlavy. Ak ste náhodou plešatí, budú tu fungovať aj gélové elektródy. V opačnom prípade je vhodné vytvoriť elektródy, ktoré môžu „preraziť“vlasy. Dobrou možnosťou je spájkovacie očko v štýle zámkovej podložky. Na malé jazýčky (v tomto prípade šesť) vnútri podložky ohnite ihlovými kliešťami, aby sa ohli, a potom všetky vyčnievajú rovnakým smerom. Umiestnenie pod elastickú čelenku jemne pritlačí tieto výčnelky cez vlasy a do kontaktu s pokožkou hlavy nižšie. Podľa potreby je možné na zlepšenie spojenia použiť vodivý gél. Jednoducho zmiešajte kuchynskú soľ s hustou tekutinou, ako je vazelína alebo suspenzia vody a škrobu alebo múky. Slaná voda samotná bude tiež fungovať, ale bude ju musieť obsahovať malá špongia alebo vata.

Stlačením tlačidla 2 z hlavnej ponuky náčrtu biosense.ino sa budú prenášať vzorky výstupného signálu EEG cez rozhranie USB. V ponuke NÁSTROJE Arduino IDE vyberte „Sériový plotter“a uistite sa, že je prenosová rýchlosť nastavená na 115200.

Ďalšie projekty a zdroje EEG:

Tento inštrukcia používa podobný dizajn ako BioSense EEG a tiež ukazuje ďalšie spracovanie a dokonca aj to, ako hrať EEG Pong!

Backyard Brains má tiež pekné video na meranie EEG.

BriainBay

OpenEEG

OpenViBe

Signály EEG môžu merať stroboskopické efekty mozgových vĺn (napr. Pomocou Mindroidu).

Krok 17: Zóna výzvy

Môžete okrem sériového plotra zobraziť na OLED aj stopy analógového signálu?

Ako východiskový bod je tento projekt od spoločnosti XTronical.

Tiež môže byť užitočné pozrieť sa na projekt Tiny Scope.

Čo tak pridať textové indikátory rýchlosti signálu alebo iné zaujímavé parametre?

Krok 18: Mesačné predplatné pole BioBox

Applied Science Ventures, materská spoločnosť spoločnosti HackerBoxes, je zapojená do vzrušujúceho nového konceptu predplatného. BioBox bude inšpirovať a vzdelávať sa v projektoch v oblasti vied o živote, bio hackingu, zdravia a výkonnosti ľudí. Sledujte facebookovú stránku BioBox a nenechajte optický senzor v dosahu noviniek a zliav pre členov.

Krok 19: Hacknite planétu

Ak sa vám tento návod páčil a chceli by ste, aby sa nám každý mesiac doručovala krabica s elektronikou a projektmi počítačovej techniky priamo do vašej poštovej schránky, pripojte sa k revolúcii HackerBox REGISTRÁCIOU TU.

Oslovte a podeľte sa o svoj úspech v nižšie uvedených komentároch alebo na facebookovej stránke HackerBoxes. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete s čímkoľvek pomôcť, určite nám dajte vedieť. Ďakujeme, že ste súčasťou HackerBoxes. Nechajte si svoje návrhy a spätnú väzbu aj naďalej. HackerBoxes sú VAŠE škatule. Urobme niečo skvelé!