Детектор на намигване: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Тази инструкция обяснява как да направите „детектор на намигване“от модифициран AD8232 ЕКГ (електрокардиограма) сензор, четириядрен усилвател LM324-N, Arduino Uno R3 и домашно направена лента за глава.

Детекторът има два изхода … един за когато мигате с лявото око … и един за когато мигате с дясно.

Нормалните мигания, които включват и двете очи, се игнорират.

Приложенията за тази верига включват:

• игрови интерфейси
• помощна технология

Малко инструменти са необходими … само поялник и остър нож.

Модификациите на сензора, които могат да бъдат отменени, изискват от вас:

• изрежете две писти
• добавете два спояващи моста/шорти
• добавете къса телена връзка

Прогнозната цена на компонентите е $ 15.00

Изображения

• Снимката на корицата показва изглед отблизо на детектора на намигване
• Снимка 2 показва приблизителното положение на лентата за глава.
• Видеото показва работещ детектор на намигване. Три последователни намигвания се правят с всяко око.

Стъпка 1: Списък на частите

Следните части са получени от

• 1 само AD8232 ЕКГ модул за сърдечен монитор
• 1 само Arduino Uno R3

Следните части са получени локално:

• 1 само LM324 четириядрен усилвател
• 1 само 220K ом резистор 1/8 вата
• 2 само 120K ома резистори 1/8 вата
• 1 само 15K ом резистор 1/8 вата
• 2 само 10K ома резистора 1/8 вата
• 1 само 1200 ома резистор 1/8 вата

Различни артикули вече са на разположение:

• макет
• многожилен меден проводник
• спойка

Прогнозната цена на компонентите е 15 долара

Стъпка 2: Схема

Схемата на „детектора на намигване“е показана на снимка 1

Веригата включва модифициран модул за сърдечен сензор AD8232 ЕКГ, четириядрен усилвател LM324, Arduino Uno R3, няколко резистора и два светодиода.

Изходната форма на вълната от AD8232 се движи около 1,5 волта DC.

Когато лявото око намига, формата на изходната вълна на AD8232 се повишава към 3,3 волта. Когато формата на вълната надвишава 2,8 волта, изходът на компаратора с ляво намигане се променя от нула на 5 волта, както е показано на снимка 2.

Когато дясното око намига, формата на изходната вълна на AD8232 пада към нула волта. Когато формата на вълната падне под 0,2 волта, изходът на компаратора с дясно намигане се променя от нула на 5 волта, както е показано на снимка 3.

Нормалните мигания нямат ефект върху изхода, тъй като са еквивалентни на две симулатни намигвания и не е възможно изходът AD8232 да се движи в две противоположни посоки едновременно.

AD8232 се доставя с набор от ЕКГ подложки и проводници, покрити с гел. След няколко употреби подложките са склонни да падат. За да противодействам на това, прикрепих няколко подложки от калайдисана стомана към лента за глава, изработена от стара лента и велкро. Подробности за това как да се изгради тази лента за глава са описани другаде в тази статия.

Стъпка 3: Модификации на веригата AD8232

Немодифицирана платка е показана на снимка 1

Когато се използват като сърдечен монитор, ЕКГ проводниците са свързани както следва:

• Дясната ръка е свързана с RA
• Лявата ръка е свързана с LA
• Десният крак е свързан с RL

Модифицирана платка е показана на снимка 2

След промените водещите стават:

• Дясната вежда е свързана с RA
• Лявата вежда е свързана с LA
• Челото е свързано с RL

Оригиналната верига

Опростена блокова схема на оригиналния сърдечен монитор е показана на снимка 3.

Тази диаграма е създадена чрез съвпадение на стойностите на компонентите в схемата на Sparkfun „Heart Monitor“[1] към AD8232 „Functional Block Diagram“[2]

Когато се използва като сърдечен монитор, и двата входа на усилвателния прибор AD8232 са свързани към захранващата шина 3.3 волта чрез 10M резистори. Инструменталният усилвател обаче не може да работи, освен ако двата входни проводника са около потенциала на средната шина.

Потенциалът на средната релса се получава чрез инжектиране на малък (10uA) ток от RLD (задвижване на десния крак) в крака ви. Ние ефективно създадохме делител на напрежение, използвайки тялото ви като един от резисторите.

Действителната цел на RLD кабела е обяснена в информационния лист AD8232 … Просто го гледам от различна гледна точка.

Модифицираната верига

Блокова схема на модификациите на веригата е показана на снимка 3.

Вместо да търси сърдечни удари, детекторът на намигване търси разлики в електрическия потенциал. Като такъв той трябва да работи напълно през цялото време … и двата входа на инструменталния усилвател трябва да бъдат свързани към потенциал на средна шина като Vref (1,5 волта)

Това се постига чрез изрязване на коловоза, който свързва двата 10M резистора към захранването от 3.3 волта и присъединяване на края на изрязването към Vref посредством малка телена връзка. И двата входа на инструменталния усилвател сега са със среден релсов потенциал, което означава, че изходът AD8232 се движи около 1,5 волта DC.

Също така не се нуждаем от RLD проводник … нека използваме този кабел, за да подобрим CMRR (коефициент на отхвърляне на общ режим) на системата, като повишим тялото си до потенциала на средната релса. Това се постига чрез изрязване на пистата към щифта AD8232 RLD и присъединяване на отрязания край към Vref.

Информационният лист AD8232 препоръчва щифтовете RLD и RLDF (обратна връзка за задвижване на десния крак) да се късо, когато се използва двупроводна верига. Това се постига чрез скъсяване на кондензатора, свързващ тези два щифта.

Препратки

[1]

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

[2]

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

Стъпка 4: Лента за глава

Лентата за глава е изработена от стара ремък, с дължина велкро и няколко куки за велкро. Подробностите за конструкцията са показани на снимки 1..4

Подложките са направени от тънка ламаринена плоча … Използвах дъното на стара кутия за боядисване … и са прикрепени към ремъка чрез тесни пластинки, изрязани от същата ламарина. Това позволява на подложките да се плъзгат около лентата за глава.

Затъпете ръбовете на металните подложки с пила и леко шлайфайте контактните повърхности. Запоявайте сърдечния монитор към откритите метални щифтове.

Важно е подложките да имат добър контакт с кожата … препоръчва се медицински гел за контакт, но открих, че овлажнителят за ръце също работи.

Размерът на подложката не е критичен … Оттогава намалих ширината, докато експериментирах с по-близко разстояние между подложките … наполовина размерът нямаше значение.

Стъпка 5: Софтуер

Инструкции

Качете прикачения файл „wink_detector_4.ino“на вашия Arduino и стартирайте.

Бележки

Кодът е забележително прост … той просто анкетира всеки от двата изхода на детектора на намигване и мига съответния светодиод, когато сравнителят промени състоянието си.

Но има уловка … силните намигвания могат да доведат до мигане на противоположния светодиод.

Горната следа на снимка 1 показва изхода на AD8232, спадащ до нула волта след силно намигане на лявото око. Сравнителят на дясното око (долната следа) вижда това като дясно намигване и генерира фалшив изход.

Снимка 2 показва двата сравнителни изхода за силно ляво намигване. Десният компаратор все още генерира фалшив изход 800mS след стартиране на лявото намигване.

За да се заобиколи това, се използва софтуерно решение … първият детектор, който види намигване, деактивира другия детектор за 1 секунда. Този период се регулира в заглавката на кода,

Стъпка 6: Обобщение

Тази инструкция обяснява как да конвертирате Sparkfun AD8232 „Монитор на сърцето“в „Детектор на намигване“.

Предлагат се и конструктивни детайли за регулируема лента за глава.

Кодът на Arduino елиминира фалшивите задействания поради превишаване на изхода на AD8232 при наличие на силни намигвания.

Приложенията за тази верига включват:

• игрови интерфейси
• помощна технология

Прогнозната цена на компонентите е $ 15.00

Щракнете тук, за да видите другите ми инструкции.