Wink Detector: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang itinuturo na ito ay nagpapaliwanag kung paano gumawa ng isang "wink-detector" mula sa isang nabagong AD8232 ECG (electrocardiogram) sensor, isang LM324-N quad op-amp, isang Arduino Uno R3, at isang home-made head-band.

Ang detektor ay may dalawang output … isa para sa pag kindat mo ng iyong kaliwang mata … at isa para sa pag kindat mo sa iyong kanan.

Ang mga normal na kisap-mata, na nagsasangkot sa parehong mga mata, ay hindi pinapansin.

Ang mga aplikasyon para sa circuit na ito ay may kasamang:

• mga interface ng laro
• pantulong na teknolohiya

Kakaunting mga tool ang kinakailangan … isang panghinang na bakal at isang matalim na kutsilyo lamang.

Ang mga pagbabago sa sensor, na maaaring baligtarin, ay hinihiling na ikaw ay:

• gupitin ang dalawang mga track
• magdagdag ng dalawang solder bridges / shorts
• magdagdag ng isang maikling link ng wire

Ang tinatayang halaga ng mga bahagi ay $ 15.00

Mga imahe

• Ipinapakita ng larawan sa pabalat ang isang pagtingin sa closeup ng wink-detector
• Ipinapakita ng Larawan 2 ang tinatayang posisyon para sa headband.
• Ipinapakita ng video ang operasyon ng wink-detector. Tatlong sunud-sunod na kindatan ay ginawa sa bawat mata.

Hakbang 1: Listahan ng Mga Bahagi

Ang mga sumusunod na bahagi ay nakuha mula sa

• 1 lamang ang module ng monitor ng puso na AD8232 ECG
• 1 lang ang Arduino Uno R3

Ang mga sumusunod na bahagi ay nakuha nang lokal:

• 1 lamang ang LM324 quad-op-amp
• 1 lamang 220K ohm risistor 1/8 wat
• 2 lamang 120K ohm resistors 1/8 watt
• 1 lamang 15K ohm risistor 1/8 watt
• 2 lamang 10K ohm resistors 1/8 watt
• 1 lamang 1200 ohm risistor 1/8 watt

Mga misc item na nasa kamay:

• breadboard
• maiiwan tayo na wire na tanso
• panghinang

Ang tinatayang halaga ng mga bahagi ay $ 15

Hakbang 2: Circuit

Ang diagram ng circuit na "wink detector" ay ipinapakita sa larawan 1

Ang circuit ay binubuo ng isang nabagong AD8232 ECG heart module module, isang LM324 quad-op-amp, isang Arduino Uno R3, ilang resistors, at dalawang LEDs.

Ang output waveform mula sa AD8232 ay hovers tungkol sa 1.5 volts DC.

Kapag kumindat ang kaliwang mata ang form ng output ng alon ng AD8232 ay tumataas patungo sa 3.3 volts. Kapag lumampas ang waveform sa 2.8 volts ang mga output ng left-wink comparator ay nagbabago mula zero hanggang 5 volts tulad ng ipinakita sa larawan 2.

Kapag kumindat ang kanang mata ang AD8232 output form form ay nahuhulog patungo sa zero volts. Kapag bumagsak ang waveform sa ibaba 0.2 volts ang mga output ng kanan na kumukumpara ay nagbabago mula sa zero hanggang 5 volts tulad ng ipinakita sa larawan 3.

Ang mga normal na blink ay walang epekto sa output dahil ang mga ito ay katumbas ng dalawang simulatane winks at hindi posible para sa output ng AD8232 na pumunta sa dalawang kabaligtaran na direksyon nang sabay.

Ang AD8232 ay ibinibigay sa isang hanay ng mga gel-coated ECG pad at lead. Matapos ang ilang paggamit ng mga pad ay madalas na malagas. Upang kontrahin ito ay inilakip ko ang ilang mga tinned-steel pads sa isang headband na ginawa mula sa isang lumang lanyard at Velcro. Ang mga detalye sa kung paano mabuo ang head-band na ito ay inilarawan sa ibang lugar sa artikulong ito.

Hakbang 3: Mga Pagbabago ng AD8232 Circuit

Ang isang hindi nabago na circuit board ay ipinapakita sa larawan 1

Kapag ginamit bilang isang monitor ng puso ang mga lead ng ECG ay konektado bilang mga sumusunod:

• Ang kanang braso ay konektado sa RA
• Ang kaliwang braso ay konektado sa LA
• Ang kanang binti ay konektado sa RL

Ang isang binagong circuit board ay ipinapakita sa larawan 2

Pagkatapos ng mga pagbabago ang mga lead ay naging:

• Ang kanang kilay ay konektado sa RA
• Ang kaliwang kilay ay konektado sa LA
• Ang Forehead ay konektado sa RL

Ang orihinal na circuit

Ang isang pinasimple na diagram ng block ng orihinal na monitor ng puso ay ipinapakita sa larawan 3.

Ang diagram na ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagtutugma ng mga halaga ng sangkap sa iskema ng Sparkfun "Heart Monitor" [1] sa AD8232 na "Functional Block Diagram" [2]

Kapag ginamit bilang isang monitor ng puso, ang parehong mga input sa AD8232 instrumentation amplifier ay nakatali sa 3.3 volt supply rail sa pamamagitan ng 10M resistors. Gayunpaman, hindi maaaring gumana ang amplifier ng instrumentation maliban kung ang dalawang lead lead ay nasa paligid ng potensyal na mid-rail.

Ang potensyal na mid-rail ay nakuha sa pamamagitan ng pag-iniksyon ng isang maliit (10uA) kasalukuyang mula sa RLD (kanang paa drive) na humantong sa iyong binti. Mabisang lumikha kami ng isang divider ng boltahe gamit ang iyong katawan bilang isa sa mga resistors.

Ang aktwal na layunin ng lead ng RLD ay ipinaliwanag sa AD8232 data sheet … Tinitingnan ko lang ito mula sa ibang pananaw.

Ang binagong circuit

Ang isang block eskematiko ng mga pagbabago sa circuit ay ipinapakita sa larawan 3.

Sa halip na maghanap ng mga pintig ng puso, ang detektor ng kindat ay naghahanap ng mga pagkakaiba sa potensyal na elektrikal. Tulad nito kinakailangan na maging ganap na pagpapatakbo sa lahat ng oras … ang parehong mga input ng amplifier ng instrumento ay dapat na nakatali sa isang potensyal na mid-rail tulad ng Vref (1.5 volts)

Nakamit ito sa pamamagitan ng paggupit ng track na kumokonekta sa parehong 10M resistors sa supply ng 3.3 volt at sumali sa cut end sa Vref sa pamamagitan ng isang maliit na link ng wire. Ang parehong mga input ng instrumentation amplifier ay nasa potensyal na mid-rail na nangangahulugang ang output ng AD8232 ay hovers tungkol sa 1.5 volts DC.

Hindi rin namin kailangan ang RLD lead … gamitin natin ang lead na ito upang mapabuti ang CMRR (karaniwang mode rejection ratio) ng system sa pamamagitan ng pagtaas ng iyong katawan sa potensyal na midrail. Nakamit ito sa pamamagitan ng paggupit ng track sa pin na AD8232 RLD at pagsali sa cut end sa Vref.

Inirekomenda ng AD8232 data sheet na ang RLD at RLDF (feedback ng kanang paa sa drive) na mga pin ay maikli kapag gumagamit ng isang dalawang-lead circuit. Nakamit ito sa pamamagitan ng pagpapaikli ng kapasitor na sumali sa dalawang pin na ito.

Mga Sanggunian

[1]

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

[2]

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

Hakbang 4: Ang Headband

Ang headband ay naka-istilong mula sa isang lumang lanyard, isang haba ng Velcro, at ilang mga Velcro hook. Ang mga detalye ng konstruksyon ay ipinapakita sa mga larawan 1..4

Ang mga pad ay gawa sa manipis na plato ng lata … Ginamit ko ang ilalim ng isang lumang lata ng pintura … at nakakabit sa lanyard ng mga makitid na tab na gupitin mula sa parehong plato ng lata. Pinapayagan nitong dumulas ang mga pad sa paligid ng headband.

Mapurol ang mga gilid ng mga metal pad na may isang file at gaanong buhangin ang mga contact contact. Ang paghihinang sa monitor ng puso ay humahantong sa mga nakalantad na mga tab na metal.

Mahalaga na ang mga pad ay gumawa ng mahusay na pakikipag-ugnay sa balat … inirekomenda ang medikal na contact gel ngunit nalaman kong gumagana rin ang moisturizer sa kamay.

Ang laki ng pad ay hindi kritikal … Nabawasan ko na ang lapad habang nag-eeksperimento sa mas malapit na pad-spacing… na ibinabahagi ang kalahati sa laki.

Hakbang 5: Software

Panuto

I-upload ang nakalakip na file na "wink_detector_4.ino" sa iyong Arduino at patakbuhin.

Mga tala

Ang code ay kapansin-pansin na simple … poll lang ito sa bawat isa sa dalawang output na wink-detector at i-flash ang naaangkop na LED tuwing nagbabago ang estado ng isang kumpare.

Ngunit may isang catch … malakas na winks ay maaaring maging sanhi ng kabaligtaran LED sa flash.

Ang nangungunang bakas sa larawan 1 ay nagpapakita ng output ng AD8232 na lumubog sa zero volts kasunod ng isang malakas na kindat sa kaliwang mata. Ang kumpare ng kanang mata (mas mababang bakas) ay nakikita ito bilang isang kanang kindat at bumubuo ng isang maling output.

Ipinapakita ng Larawan 2 ang parehong mga output ng kumpara para sa isang malakas na kaliwa-kisap. Ang kanang tagapaghambing ay bumubuo pa rin ng isang maling output 800mS pagkatapos magsimula ang kaliwa-kisap.

Ang isang solusyon sa software ay ginagamit upang magawa itong… ang unang detektor na nakakita ng isang kindat ay hindi pinagana ang ibang detektor sa loob ng 1 segundo. Ang panahong ito ay naaayos sa header ng code,

Hakbang 6: Buod

Ang itinuturo na ito ay nagpapaliwanag kung paano i-convert ang isang Sparkfun AD8232 "Heart Monitor" sa isang "Wink Detector".

Ang mga detalye ng konstruksyon para sa isang naaayos na head-band ay ibinibigay din.

Tinatanggal ng Arduino code ang mga maling pag-trigger dahil sa sobrang pag-shoot mula sa output na AD8232 sa pagkakaroon ng malakas na mga kindatan.

Ang mga aplikasyon para sa circuit na ito ay may kasamang:

• mga interface ng laro
• pantulong na teknolohiya

Ang tinatayang halaga ng mga bahagi ay $ 15.00

Mag-click dito upang matingnan ang aking iba pang mga itinuturo.