Wink Detector: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Acest instructiv explică modul de realizare a unui „detector de ochi” dintr-un senzor AD8232 ECG (electrocardiogramă) modificat, un amplificator quad LM324-N, un Arduino Uno R3 și o bandă de casă.

Detectorul are două ieșiri … una pentru când îți faci cu ochiul stâng … și una pentru când îți faci cu ochiul drept.

Clipirile normale, care implică ambii ochi, sunt ignorate.

Aplicațiile pentru acest circuit includ:

• interfețe de joc
• tehnologie ajutatoare

Sunt necesare câteva instrumente … doar un fier de lipit și un cuțit ascuțit.

Modificările senzorului, care pot fi inversate, necesită:

• tăiați două urme
• adăugați două poduri / pantaloni scurți de lipit
• adăugați un link scurt

Costul estimat al componentelor este de 15 USD

Imagini

• Fotografia de pe copertă prezintă o vedere în detaliu a detectorului de ochi
• Fotografia 2 arată poziția aproximativă pentru bandă.
• Videoclipul arată detectorul de ochiuri în funcțiune. Cu fiecare ochi se fac trei ochiuri succesive.

Pasul 1: Lista pieselor

Următoarele părți au fost obținute de la

• 1 numai modul de monitorizare a inimii ECG AD8232
• 1 numai Arduino Uno R3

Următoarele părți au fost obținute local:

• 1 numai LM324 quad-op-amp
• 1 rezistor de numai 220K ohm 1/8 wați
• 2 rezistențe de numai 120K ohmi de 1/8 wați
• 1 rezistor de numai 15K ohm 1/8 wați
• 2 rezistențe de numai 10K ohmi 1/8 wați
• 1 rezistor de numai 1200 ohmi 1/8 wați

Diverse articole deja la îndemână:

• panou de masă
• sârmă de cupru torsadată
• lipit

Costul estimat al componentelor este de 15 USD

Pasul 2: Circuit

Diagrama circuitului „detector de ochi” este prezentată în fotografia 1

Circuitul cuprinde un modul de senzor cardiac AD8232 ECG modificat, un quad-op-LM324, un Arduino Uno R3, câteva rezistențe și două LED-uri.

Forma de undă de ieșire de la AD8232 este de aproximativ 1,5 volți DC.

Când ochiul stâng face cu ochiul, forma de undă de ieșire AD8232 crește spre 3,3 volți. Când forma de undă depășește 2,8 volți, ieșirea comparatorului stânga-schimbare se schimbă de la zero la 5 volți, așa cum se arată în fotografia 2.

Când ochiul drept clipește, forma de undă de ieșire AD8232 cade spre zero volți. Când forma de undă coboară sub 0,2 volți, ieșirea comparatorului cu clipire dreaptă se schimbă de la zero la 5 volți, așa cum se arată în fotografia 3.

Clipirile normale nu au niciun efect asupra ieșirii, deoarece sunt echivalentul a două ochiuri simultane și nu este posibil ca ieșirea AD8232 să meargă în două direcții opuse în același timp.

AD8232 este livrat cu un set de plăci și cabluri ECG acoperite cu gel. După câteva utilizări, tampoanele tind să cadă. Pentru a contracara acest lucru, am atașat niște tampoane din oțel conservat la o bandă de susținere realizată dintr-un șnur vechi și Velcro. Detalii despre cum să construiți această bandă de cap sunt descrise în altă parte în acest articol.

Pasul 3: Modificări ale circuitului AD8232

O placă de circuit nemodificată este prezentată în fotografia 1

Când se utilizează ca monitor cardiac, cablurile ECG sunt conectate după cum urmează:

• Brațul drept este conectat la RA
• Brațul stâng este conectat la LA
• Piciorul drept este conectat la RL

O placă de circuit modificată este prezentată în fotografia 2

După modificări, conductorii devin:

• Sprânceana dreaptă este conectată la RA
• Sprânceana stângă este conectată la LA
• Fruntea este conectată la RL

Circuitul original

O diagramă bloc simplificată a monitorului cardiac original este prezentată în fotografia 3.

Această diagramă a fost creată prin potrivirea valorilor componentelor din schema Sparkfun „Heart Monitor” [1] cu „Diagrama bloc funcțională” AD8232 [2]

Atunci când sunt utilizate ca monitor cardiac, ambele intrări la amplificatorul de instrumentație AD8232 sunt legate de șina de alimentare de 3,3 volți prin rezistențe 10M. Cu toate acestea, amplificatorul de instrumentație nu poate funcționa decât dacă cele două cabluri de intrare sunt în jurul potențialului șinei medii.

Potențialul șinei medii este obținut prin injectarea unui picior mic (10uA) din cablul RLD (antrenarea piciorului drept) în picior. Am creat în mod eficient un divizor de tensiune folosind corpul dvs. ca unul dintre rezistențe.

Scopul real al plumbului RLD este explicat în foaia de date AD8232 … Îl privesc doar dintr-un punct de vedere diferit.

Circuitul modificat

O fotografie schematică a modificărilor circuitului este prezentată în fotografia 3.

În loc să caute bătăile inimii, detectorul de ochiuri caută diferențe de potențial electric. Ca atare, trebuie să fie pe deplin operațional în orice moment … ambele intrări ale amplificatorului de instrumentație trebuie să fie legate de un potențial mid-rail, cum ar fi Vref (1,5 volți)

Acest lucru se realizează prin tăierea pistei care conectează ambele rezistențe de 10M la sursa de alimentare de 3,3 volți și prin conectarea capătului tăiat la Vref prin intermediul unei mici legături de sârmă. Ambele intrări ale amplificatorului de instrumentație se află acum la potențialul mid-rail, ceea ce înseamnă că ieșirea AD8232 este de aproximativ 1,5 volți DC.

De asemenea, nu avem nevoie de cablul RLD … să folosim acest cablu pentru a îmbunătăți CMRR (raportul de respingere a modului comun) al sistemului, ridicându-vă corpul la potențialul midrail. Acest lucru se realizează prin tăierea pistei la știftul AD8232 RLD și prin îmbinarea capătului tăiat cu Vref.

Fișa tehnică AD8232 recomandă ca pinii RLD și RLDF (feedback la antrenarea piciorului drept) să fie scurtcircuitați atunci când se utilizează un circuit cu două conductoare. Acest lucru se realizează prin scurtcircuitarea condensatorului care unește acești doi pini.

Referințe

[1]

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

[2]

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

Pasul 4: Bandă

Banda pentru cap a fost confecționată dintr-un șnur vechi, o lungime de Velcro și câteva cârlige din Velcro. Detaliile construcției sunt prezentate în fotografiile 1..4

Plăcuțele sunt fabricate din tablă subțire de tablă … Am folosit fundul unei cutii de vopsea vechi … și sunt atașate la curea de unități înguste tăiate de pe aceeași placă de tablă. Acest lucru permite tampoanelor să alunece în jurul bandei.

Tăiați marginile plăcuțelor metalice cu o pila și șlefuiți ușor suprafețele de contact. Lipiți monitorul de inimă care duce la clapele metalice expuse.

Este important ca tampoanele să aibă un contact bun cu pielea … gelul de contact medical este recomandat, dar am constatat că și hidratantul pentru mâini funcționează.

Dimensiunea tamponului nu este critică … De atunci am redus lățimea în timp ce experimentam o distanță mai mare a pad-urilor … înjumătățirea dimensiunii nu a făcut nicio diferență.

Pasul 5: Software

Instrucțiuni

Încărcați fișierul atașat „wink_detector_4.ino” pe Arduino și rulați.

Note

Codul este remarcabil de simplu … sondează pur și simplu fiecare dintre cele două ieșiri cu detector de ochi și clipește LED-ul corespunzător ori de câte ori un comparator schimbă starea.

Dar există o captură … clipi puternice pot face să lumineze LED-ul opus.

Urmele superioare din fotografia 1 arată ieșirea AD8232 scăzând la zero volți în urma unui puternic ochi cu stânga. Comparatorul cu ochiul drept (urmele inferioare) vede acest lucru ca pe un ochi drept și generează o ieșire falsă.

Fotografia 2 prezintă ambele ieșiri de comparare pentru un semn stâng puternic. Comparatorul din dreapta generează încă o ieșire falsă de 800mS după ce începe stânga.

O soluție software este utilizată pentru a rezolva acest lucru … primul detector care vede un clip dezactivează celălalt detector timp de 1 secundă. Această perioadă este reglabilă în antetul codului,

Pasul 6: Rezumat

Acest instructable explică cum să convertiți un „monitor cardiac” Sparkfun AD8232 într-un „detector de ochi”.

Sunt furnizate, de asemenea, detalii de construcție pentru o bandă reglabilă.

Codul Arduino elimină declanșatoarele false datorate depășirii de la ieșirea AD8232 în prezența unor clipiri puternice.

Aplicațiile pentru acest circuit includ:

• interfețe de joc
• tehnologie ajutatoare

Costul estimat al componentelor este de 15 USD

Faceți clic aici pentru a vedea celelalte instructabile ale mele.