Detektor namigivanja: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ovo uputstvo objašnjava kako napraviti “detektor namigivanja” od modificiranog AD8232 EKG (elektrokardiografskog) senzora, LM324-N četverooperativnog pojačala, Arduino Uno R3 i domaće trake za glavu.

Detektor ima dva izlaza… jedan za miganje lijevim okom… i jedan za treptaj desnog.

Normalni treptaji, koji uključuju oba oka, zanemaruju se.

Aplikacije za ovo kolo uključuju:

• interfejsi za igre
• pomoćna tehnologija

Nekoliko alata je potrebno … samo lemilica i oštar nož.

Modifikacije senzora, koje se mogu poništiti, zahtijevaju da:

• iseći dve staze
• dodajte dva lemna mosta/kratke hlače
• dodajte kratku žičanu vezu

Procijenjeni trošak komponenti je 15,00 USD

Slike

• Naslovna fotografija prikazuje prikaz detektora namigivanja izbliza
• Fotografija 2 prikazuje približni položaj trake za glavu.
• Videozapis prikazuje detektor namigivanja u radu. Svako oko napravi tri uzastopna namigivanja.

Korak 1: Lista dijelova

Sljedeći dijelovi su nabavljeni sa

• 1 samo AD8232 EKG modul monitora srca
• 1 samo Arduino Uno R3

Sljedeći dijelovi nabavljeni su lokalno:

• 1 samo LM324 quad-op-amp
• 1 samo 220K ohmski otpornik 1/8 vata
• 2 samo 120K ohm otpornika 1/8 vata
• 1 samo 15K ohmski otpornik 1/8 vata
• 2 samo 10K ohm otpornika 1/8 vata
• 1 samo otpornik od 1200 ohma 1/8 vata

Ostali predmeti već su pri ruci:

• matična ploča
• nasukana bakrena žica
• lemljenje

Procijenjeni trošak komponenti je 15 USD

Korak 2: Krug

Shema kola "detektora namigivanja" prikazana je na fotografiji 1

Krug se sastoji od modifikovanog AD8232 EKG modula senzora srca, LM324 četvoroop-pojačala, Arduino Uno R3, nekoliko otpornika i dvije LED diode.

Izlazni valni oblik iz AD8232 lebdi oko 1,5 V DC.

Kad lijevo oko namigne, oblik izlaznog vala AD8232 raste do 3,3 volta. Kada valni oblik prelazi 2,8 volti, izlaz komparatora s lijevim treperenjem mijenja se od nule do 5 volti kao što je prikazano na fotografiji 2.

Kad desno oko namigne, oblik izlaznog vala AD8232 pada prema nuli volti. Kad valni oblik padne ispod 0,2 volta, izlaz komparatora s desnim treperenjem mijenja se od nule do 5 volti kao što je prikazano na fotografiji 3.

Uobičajeni treptaji nemaju utjecaja na izlaz jer su ekvivalent dva simultana namigivanja i nije moguće da izlaz AD8232 ide u dva suprotna smjera u isto vrijeme.

AD8232 se isporučuje sa setom EKG jastučića i elektroda obloženih gelom. Nakon nekoliko upotreba jastučići imaju tendenciju pada. Kako bih to spriječio, pričvrstio sam nekoliko jastučića od kalajisanog čelika na traku za glavu napravljenu od stare vrpce i čičak trake. Detalji o tome kako konstruirati ovu traku za glavu opisani su drugdje u ovom članku.

Korak 3: Izmjene kola AD8232

Nepromijenjena ploča je prikazana na fotografiji 1

Kada se koriste kao monitor srca, EKG vodiči su povezani na sljedeći način:

• Desna ruka je spojena na RA
• Lijeva ruka je spojena na LA
• Desna noga je spojena na RL

Modifikovana ploča je prikazana na fotografiji 2

Nakon izmjena vodiči postaju:

• Desna obrva povezana je s RA
• Lijeva obrva povezana je s LA
• Čelo je spojeno na RL

Originalno kolo

Pojednostavljeni blok dijagram originalnog monitora srca prikazan je na fotografiji 3.

Ovaj dijagram je nastao usklađivanjem vrijednosti komponenti u Sparkfun shemi „Monitor srca“[1] sa AD8232 „Funkcionalni blok dijagram“[2]

Kada se koristi kao monitor srca, oba ulaza u AD8232 instrumentacijsko pojačalo su povezana na opskrbnu šinu od 3,3 V preko 10M otpornika. Instrumentacijsko pojačalo, međutim, ne može raditi ako dva ulazna voda nisu oko potencijala srednje pruge.

Potencijal na srednjoj pruzi postiže se ubrizgavanjem male (10uA) struje iz RLD (pogona desne noge) u nogu. Učinkovito smo stvorili razdjelnik napona koristeći vaše tijelo kao jedan od otpornika.

Stvarna svrha RLD vodiča objašnjena je u AD8232 podatkovnom listu … Samo gledam na to s drugog gledišta.

Modifikovano kolo

Blok shema izmjena kola prikazana je na fotografiji 3.

Umjesto da traži otkucaje srca, detektor namigivanja traži razlike u električnom potencijalu. Kao takav, on mora biti u potpunosti operativan u svakom trenutku … oba ulaza instrumentacijskog pojačala moraju biti vezana za potencijal na srednjoj pruzi, poput Vrefa (1,5 volti)

To se postiže presijecanjem kolosijeka koji spaja oba 10M otpornika na napajanje od 3,3 V i spajanjem odrezanog kraja s Vrefom pomoću male žičane veze. Oba ulaza instrumentacijskog pojačala sada imaju srednji vod, što znači da izlaz AD8232 lebdi oko 1,5 V DC.

Također nam ne treba RLD provodnik … upotrijebimo ga za poboljšanje CMRR -a (omjer odbacivanja uobičajenog načina rada) sistema podizanjem vašeg tijela do potencijala srednje tračnice. To se postiže rezanjem kolosijeka na iglu AD8232 RLD i spajanjem odrezanog kraja s Vrefom.

Tehnički list AD8232 preporučuje da se pinovi RLD i RLDF (povratna sprega pogona na desnoj nozi) spoje pri korištenju dvovodnog kola. To se postiže kratkim spojem kondenzatora koji spaja ova dva pina.

Reference

[1]

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

[2]

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

Korak 4: Traka za glavu

Traka za glavu izrađena je od stare vezice, dugačke čičak trake i nekoliko čičak kuka. Detalji izgradnje prikazani su na fotografijama 1..4

Jastučići su napravljeni od tanke limene ploče … Koristio sam dno stare limenke za boju … i pričvršćeni su na vrpcu uskim jezičcima izrezanim iz iste limene ploče. Ovo omogućava da jastučići klize oko trake za glavu.

Zatupite rubove metalnih jastučića turpijom i lagano izbrusite kontaktne površine. Lemljenje monitora srca vodi do izloženih metalnih jezičaka.

Važno je da jastučići dobro dodiruju kožu … preporučuje se medicinski kontaktni gel, ali otkrio sam da hidratantna krema za ruke također djeluje.

Veličina jastučića nije kritična … Od tada sam smanjio širinu dok sam eksperimentirao s bližim razmakom jastučića … prepolovljavanje veličine nije učinilo nikakvu razliku.

Korak 5: Softver

Instrukcije

Otpremite priloženu datoteku “wink_detector_4.ino” na svoj Arduino i pokrenite je.

Napomene

Kôd je izuzetno jednostavan … jednostavno anketira svaki od dva izlaza detektora namigivanja i treperi odgovarajućom LED diodom kad god komparator promijeni stanje.

Ali postoji kvaka … snažni namigi mogu uzrokovati bljeskanje suprotne LED diode.

Gornji trag na fotografiji 1 prikazuje izlaz AD8232 koji pada nakon pada snažnog lijevog oka na nulu volti. Komparator desnog oka (niži trag) ovo vidi kao desni mig i generira lažni izlaz.

Slika 2 prikazuje oba izlaza komparatora za snažan lijevi mig. Desni komparator i dalje generira lažni izlaz 800mS nakon početka lijevog treptanja.

Za zaobilaženje se koristi softversko rješenje … prvi detektor koji vidi namigivanje onemogućuje drugi detektor na 1 sekundu. Ovaj period se može podesiti u zaglavlju koda,

Korak 6: Sažetak

Ova instrukcija objašnjava kako pretvoriti Sparkfun AD8232 “Monitor srca” u “Detektor treptanja”.

Također su dati detalji konstrukcije za podesivu traku za glavu.

Arduino kod eliminira lažne okidače zbog prekoračenja iz AD8232 izlaza u prisutnosti snažnih namigivanja.

Aplikacije za ovo kolo uključuju:

• interfejsi za igre
• pomoćna tehnologija

Procijenjeni trošak komponenti je 15,00 USD

Kliknite ovdje za pregled ostalih instrukcija.