Göz Kırpma Dedektörü: 6 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu talimat, değiştirilmiş bir AD8232 EKG (elektrokardiyogram) sensöründen, bir LM324-N dörtlü op-amp'den, bir Arduino Uno R3'ten ve ev yapımı bir kafa bandından nasıl bir "göz kırpma dedektörü" yapılacağını açıklar.

Dedektörün iki çıkışı vardır… biri sol gözünüzü kırptığınızda, diğeri sağ gözünüzü kırptığınızda.

Her iki gözü de içeren normal yanıp sönmeler göz ardı edilir.

Bu devre için uygulamalar şunları içerir:

• oyun arayüzleri
• yardımcı teknoloji

Birkaç alet gerekli… sadece bir havya ve keskin bir bıçak.

Geri alınabilen sensör değişiklikleri şunları yapmanızı gerektirir:

• iki parça kes
• iki lehim köprüsü/şort ekleyin
• kısa bir kablo bağlantısı ekleyin

Bileşenlerin tahmini maliyeti 15,00 ABD dolarıdır

Görüntüler

• Kapak fotoğrafı, göz kırpma dedektörünün yakından görünümünü gösterir
• Fotoğraf 2, kafa bandının yaklaşık konumunu göstermektedir.
• Video, göz kırpma dedektörünü çalışırken gösterir. Her bir göz ile art arda üç göz kırpılır.

Adım 1: Parça Listesi

Aşağıdaki parçalar https://www.aliexpress.com/ adresinden alınmıştır.

• 1 yalnızca AD8232 EKG kalp monitör modülü
• 1 sadece Arduino Uno R3

Aşağıdaki parçalar yerel olarak elde edildi:

• 1 yalnızca LM324 dörtlü op-amp
• 1 sadece 220K ohm direnç 1/8 watt
• 2 sadece 120K ohm direnç 1/8 watt
• 1 sadece 15K ohm direnç 1/8 watt
• 2 sadece 10K ohm direnç 1/8 watt
• 1 sadece 1200 ohm direnç 1/8 watt

Halihazırda elinizin altında olan çeşitli ürünler:

• ekmek tahtası
• telli bakır tel
• lehim

Bileşenlerin tahmini maliyeti 15 ABD dolarıdır.

2. Adım: Devre

“Göz kırpma dedektörü” devre şeması fotoğraf 1'de gösterilmiştir.

Devre, değiştirilmiş bir AD8232 EKG kalp sensörü modülü, bir LM324 dörtlü op-amp, bir Arduino Uno R3, birkaç direnç ve iki LED içerir.

AD8232'den gelen çıkış dalga biçimi, yaklaşık 1,5 volt DC üzerinde gezinir.

Sol göz kırpıldığında AD8232 çıkış dalga formu 3,3 volta doğru yükselir. Dalga formu 2,8 volt'u aştığında, sol göz kırpma karşılaştırıcı çıkışı fotoğraf 2'de gösterildiği gibi sıfırdan 5 volta değişir.

Sağ göz kırpıldığında AD8232 çıkış dalgası formu sıfır volta düşer. Dalga formu 0,2 voltun altına düştüğünde, sağ göz kırpma karşılaştırıcı çıkışı fotoğraf 3'te gösterildiği gibi sıfırdan 5 volta değişir.

Normal yanıp sönmelerin, iki eşzamanlı göz kırpmaya eşdeğer oldukları ve AD8232 çıkışının aynı anda iki zıt yöne gitmesi mümkün olmadığı için çıktı üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

AD8232, bir dizi jel kaplı EKG pedi ve lead ile birlikte verilir. Birkaç kullanımdan sonra pedler düşme eğilimindedir. Buna karşı koymak için eski bir kordon ve cırt cırttan yapılmış bir kafa bandına kalaylı çelik pedler ekledim. Bu kafa bandının nasıl oluşturulacağına ilişkin ayrıntılar bu makalenin başka bir yerinde açıklanmıştır.

Adım 3: AD8232 Devre Değişiklikleri

Fotoğraf 1'de değiştirilmemiş bir devre kartı gösterilmektedir.

Kalp monitörü olarak kullanıldığında EKG kabloları aşağıdaki şekilde bağlanır:

• Sağ kol RA'ya bağlı
• Sol kol LA'ya bağlı
• Sağ bacak RL'ye bağlı

Fotoğraf 2'de değiştirilmiş bir devre kartı gösterilmektedir.

Değişikliklerden sonra müşteri adayları:

• Sağ kaş RA'ya bağlı
• Sol kaş LA'ya bağlı
• Alın RL'ye bağlı

orijinal devre

Orijinal kalp monitörünün basitleştirilmiş bir blok şeması fotoğraf 3'te gösterilmektedir.

Bu diyagram, Sparkfun "Kalp Monitörü" şemasındaki [1] bileşen değerlerinin AD8232 "İşlevsel Blok Şeması" [2] ile eşleştirilmesiyle oluşturulmuştur.

Kalp monitörü olarak kullanıldığında, AD8232 enstrümantasyon amplifikatörünün her iki girişi de 10M dirençler aracılığıyla 3,3 voltluk besleme rayına bağlanır. Bununla birlikte, enstrümantasyon amplifikatörü, iki giriş kablosu orta ray potansiyeli civarında olmadıkça çalışamaz.

Orta ray potansiyeli, RLD'den (sağ bacak sürücüsü) küçük bir (10uA) akımı bacağınıza enjekte ederek elde edilir. Vücudunuzu dirençlerden biri olarak kullanarak etkili bir voltaj bölücü yarattık.

RLD lead'inin asıl amacı AD8232 veri sayfasında açıklanmıştır… Ben sadece farklı bir bakış açısıyla bakıyorum.

değiştirilmiş devre

Devre modifikasyonlarının bir blok şeması fotoğraf 3'te gösterilmiştir.

Göz kırpma dedektörü kalp atışlarını aramak yerine elektrik potansiyelindeki farklılıkları arar. Bu nedenle, her zaman tam olarak çalışır durumda olması gerekir … enstrümantasyon amplifikatörünün her iki girişi de Vref (1,5 volt) gibi bir orta ray potansiyeline bağlanmalıdır.

Bu, her iki 10M direncini 3,3 volt kaynağa bağlayan parçayı keserek ve küçük bir kablo bağlantısı aracılığıyla kesilen ucu Vref'e bağlayarak elde edilir. Enstrümantasyon amplifikatörünün her iki girişi de artık orta ray potansiyelindedir, bu da AD8232 çıkışının yaklaşık 1,5 volt DC olduğu anlamına gelir.

Ayrıca RLD lead'ine ihtiyacımız yok… hadi bu lead'i, vücudunuzu orta ray potansiyeline yükselterek sistemin CMRR'sini (ortak mod reddetme oranı) iyileştirmek için kullanalım. Bu, parçanın AD8232 RLD pimine kesilmesi ve kesilen ucun Vref'e bağlanmasıyla elde edilir.

AD8232 veri sayfası, iki uçlu bir devre kullanılırken RLD ve RLDF (sağ bacak sürücü geri beslemesi) pinlerinin kısa devre yapılmasını önerir. Bu, bu iki pimi birleştiren kapasitörün kısa devre edilmesiyle elde edilir.

Referanslar

[1]

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

[2]

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

Adım 4: Kafa Bandı

Kafa bandı eski bir kordon, uzun bir Velcro ve bazı Velcro kancalardan yapılmıştır. İnşaat detayları fotoğraflar 1..4'te gösterilmiştir.

Pedler ince teneke levhadan yapılmış… Eski bir boya kutusunun altını kullandım… ve aynı teneke levhadan kesilmiş dar tırnaklarla savloya bağlı. Bu, pedlerin kafa bandı etrafında kaymasını sağlar.

Metal pedlerin kenarlarını bir eğe ile matlaştırın ve temas yüzeylerini hafifçe zımparalayın. Kalp monitörünü açıkta kalan metal tırnaklara lehimleyin.

Pedlerin cilde iyi temas etmesi önemli… tıbbi temas jeli tavsiye edilir ama el nemlendiricisinin de işe yaradığını gördüm.

Ped ebadı kritik değil … O zamandan beri, daha yakın ped aralığı ile deneyler yaparken genişliği azalttım … boyutu yarıya indirmek hiçbir fark yaratmadı.

Adım 5: Yazılım

Talimatlar

Ekteki “wink_detector_4.ino” dosyasını Arduino'nuza yükleyin ve çalıştırın.

Notlar

Kod son derece basittir… iki göz kırpma dedektörü çıkışının her birini yoklar ve bir karşılaştırıcı durum değiştirdiğinde uygun LED'i yanıp söner.

Ancak bir sorun var… güçlü göz kırpmalar karşıdaki LED'in yanıp sönmesine neden olabilir.

Fotoğraf 1'deki en üstteki iz, güçlü bir sol göz kırpmasının ardından AD8232 çıkışının sıfır volta düştüğünü gösteriyor. Sağ göz karşılaştırıcısı (alt iz) bunu sağ göz kırpma olarak görür ve yanlış bir çıktı üretir.

Fotoğraf 2, güçlü bir sol göz kırpması için her iki karşılaştırıcı çıkışını da gösterir. Sağ karşılaştırıcı, sol göz kırpma başladıktan sonra hala 800mS'lik bir yanlış çıkış üretiyor.

Bunu aşmak için bir yazılım çözümü kullanılır… Göz kırpan ilk dedektör, diğer dedektörü 1 saniyeliğine devre dışı bırakır. Bu süre kod başlığında ayarlanabilir,

6. Adım: Özet

Bu talimat, bir Sparkfun AD8232 "Kalp Monitörü"nün bir "Wink Detector"a nasıl dönüştürüleceğini açıklar.

Ayarlanabilir bir kafa bandı için yapı detayları da sağlanmıştır.

Arduino kodu, güçlü göz kırpmaların varlığında AD8232 çıkışının aşılması nedeniyle yanlış tetikleyicileri ortadan kaldırır.

Bu devre için uygulamalar şunları içerir:

• oyun arayüzleri
• yardımcı teknoloji

Bileşenlerin tahmini maliyeti 15,00 ABD dolarıdır

Diğer talimatlarımı görüntülemek için buraya tıklayın.