Yuxu oxuyan baş bandı: 24 addım (şəkillərlə birlikdə)

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-23 12:55

Gecələr necə yatdığınızı heç düşünmüsünüzmü? FitBit kimi cihazlar gecə boyu hərəkətlərinizi analiz edərək yuxunu izləyir, ancaq beyninizin nə etdiyinə baxa bilmirlər.

Tibbi alətlər haqqında bir semestr öyrəndikdən sonra, sinifimiz bəzi bioloji dəyişənləri ölçmək üçün geyilə bilən bir cihaz yaratmaq vəzifəsi ilə qarşılaşdı. Yoldaşımla beyninizin yatarkən nə etdiyinə baxa biləcək bir baş bandı hazırlamağı seçdik. Baş bandı yuxu rejimini izləmək üçün beyin dalğası siqnallarını oxuyur. İstifadəçinin beyin dalğalarının gecə ərzində alfa, beta, qamma və delta fazalarından necə keçdiyini müəyyən edir. Məlumatlar Excel -də ixrac və təhlil edilə bilər.

Onun şıklığından da bəhs etdikmi?

Addım 1: Materiallar və Alətlər

Yuxu oxuyan baş bandı qurmaq üçün aşağıdakı materiallara ehtiyacınız olacaq:

1. Kafa bandı (bu layihə üçün bir HOTER Sportline Baş Bandı istifadə edilmişdir)
2. Adafruit Flora mikro nəzarətçisi
3. Flora Geyinilə bilən Bluefruit LE Modulu
4. Flora RGB Neo Pixel LED
5. Çırpınır
6. Keçirici Mövzu
7. Tellər
8. Mövzu
9. Batareya Paketi
10. UC-E6 Kabeli və 3 Qurğuşun Elektrot Kabeli olan Bitalino EEG
11. Parça
12. Elastik kəmər

Aşağıdakı vasitələr baş bandının tikintisində sizə kömək edəcək:

1. Dikiş pimi
2. Qayçı
3. Tel çıxarıcılar
4. Lehimləmə dəmir və doldurucu metal

Addım 2: Hazırlıq

Yuxu oxuyucunuzun baş bandını qurmadan əvvəl, beyin dalğaları və bəzi əsas sxemlər haqqında öyrənmək üçün bir az vaxt ayırın. Beyində, neyronlar adlanan xüsusi hüceyrələr bədənin müxtəlif fəaliyyətlərini təşkil edir. Bu neyronlar dalğa şəklində olan kiçik elektrik siqnalları göndərərək şou keçirir. Beynin dörd fərqli dalğa - alfa, beta, teta və delta istehsal etdiyi bilinir. Bu dalğalar müəyyən tezlik aralığına görə fərqlənir və hər diapazon müəyyən zehni fəaliyyət səviyyələrinə uyğundur. Baş bandınız bu dalğaları beyninizin yuxu zamanı istehsal etdiyini müəyyən etmək üçün elektroansefalogram və ya EEG adlı bir cihazdan istifadə edəcək.

Yuxu Oxuyucunuzu hazırlamaq üçün bir neçə cihazı baş bandına bağlamalısınız. Əsas qurğular kiçik bir kompüter olan bir mikroprosessordur; baş bandının kompüterinizlə əlaqə qurmasına imkan verən bir çip olan Bluetooth modulu; rəng dəyişən işıq olan NeoPixel; EEG; və batareya.

Tam sistem, hər bir cihazı keçirici ip vasitəsilə müəyyən yerlərdə birləşdirərək qurulur. Bu mövzuları istifadə etməklə bağlı heç bir təcrübəniz yoxdursa, burada bir təlimat mövcuddur. Yivlər, Flora mikroprosessorunu və bluetooth modulunu asanlıqla bağlamağa və çıxarmağa imkan verən sıxaclara bağlanmışdır. Yapışmanın bir ucu parça içərisində, digər ucu isə elektrik cihazına keçir. Bu snapları tətbiq etmək üçün bir təlimat burada mövcuddur.

Sistem qurulduqdan sonra ona bir kod verilməlidir. Bu layihə xüsusi olaraq Arduino kodundan istifadə edir. Arduino kodu ilə tanış olmaq istəyirsinizsə, https://www.arduino.cc faydalı dərslərlə doludur. Bu layihə üçün istifadə olunan kodu tətbiq etmək üçün https://www.arduino.cc/en/Main/Software ünvanından Arduino tətbiqini yükləməlisiniz. Bu, burada mövcud olan Flora lövhəsi ilə tamamlanmalıdır. Mikroprosessorunuzun imkanlarını genişləndirmək üçün bir neçə digər kitabxana da yükləməlisiniz; bu www.github.com istifadə edərək edilə bilər. Lazımi kitabxanalar bunlardır:

• Sürətli Fourier Dönüşümü (FFT)
• Adafruit BLE (Bluetooth)
• Adafruit NeoPixel

Nəhayət, baş bandı ilə istifadə etmək üçün Adafruit Bluefruit LE Connect tətbiqini ağıllı telefonunuza yükləməlisiniz.

Addım 3: Təhlükəsizlik

İnsan bədəni yalnız elektrik enerjisinin məhdud təsirinə tab gətirə bilər, buna görə də elektron cihazlardan istifadə edərkən düzgün qayğı göstərilməlidir. Elektrik təhlükəsizliyinin əsas prinsipi, vücudunuzun elektrik dövrəsində elektrik cərəyanının keçməsinə yol açmamaqdır. Bunun qarşısını almaq üçün bəzi ümumi qaydalar:

• Elektrik söndürüldükdə yalnız tellərə və digər metal dövrə toxun
• İzolyasiya edilmiş tutacaqları olan alətlərdən istifadə edin
• Dövrənizi qurarkən suyu iş sahəsindən uzaq tutmağa çalışın
• Ürəyinizdən keçən elektrik cərəyanının riskini azaltmaq üçün mümkün olduğu qədər iki əllə deyil, bir əlinizlə işləməyə çalışın

Bir dövrə qurarkən bilməli olduğunuz başqa bir narahatlıq, elektrik cərəyanının yanan materialları alovlandıra bilməsidir, buna görə də naqillərin dövrə tamamilə bağlı olduğundan əmin olmalısınız. Əks təqdirdə saçınızı və ya baş bandınızı yandıra bilərsiniz.

Xəbərdarlıq: Bu baş bandı təsdiqlənmiş bir tibbi cihaz deyil və nevroloji xəstəliklərin diaqnozu üçün istifadə edilməməlidir.

Addım 4: Göstərişlər və göstərişlər

Yuxu oxuyan baş bandınızı qurarkən yadda saxlamağınız lazım olan bəzi məsləhətlər:

• Bağladıqdan sonra keçirici ipin uclarının bir -birinə toxunmadığından əmin olun

• Mikro nəzarətçini Arduino -ya bağladığınızda Arduino -da port yoxdursa, kodunuzu yükləmək üçün aşağıdakı addımları atın:

  1. Mikro nəzarətçi qoşulduqda, mikro nəzarət cihazındakı sıfırlama düyməsini basıb saxlayın, kodu yükləyin
  2. Vəziyyət çubuğu tərtibdən yükləməyə keçdikdə sıfırlama düyməsini buraxın
  3. Kod yüklənməli və liman tanınmalıdır
• Qıvrımları lehimləyərkən, dövrəni qısaltmamaq üçün iki sancağın bir -birinə lehimlənməməsinə diqqət yetirin. Sancaqlar arasında əlaqə yaradılıb -yaradılmadığını yoxlamaq üçün bir multimetr istifadə edilə bilər
• Baş bandını taxarkən bağlamaların bağlı qaldığından əmin olun
• Bluetooth modulunun əmr rejimində deyil, məlumat rejimində olduğundan əmin olun
• Kafanızın bandı qurulduqdan sonra, səmərəli işləməsini təmin etmək istəyəcəksiniz! Yaxşı bir siqnal əldə etmək üçün tozları, boş ipləri, saçları və ya digər müdaxilələri silərək elektrodlarla alnınız arasında təmasda olduğunuza əmin olun.

Addım 5: Dövrünüzü qurmağa başlayın

Bəzi məlumat və təhlükəsizlik prosedurları ilə təchiz olunduğunuza görə, bir saatlıq baş bandı qurmağa hazırsınız. Aşağıdakı təlimatları diqqətlə oxuyun və əlavə təlimatlarla şəkillərdə qalan şərhlərə diqqət yetirin.

Addım 6: Dövrə Şeması

Yuxarıdakı dövrə diaqramı tamamlanmış dövrədəki əlaqələri göstərir. Dövrənizin düzgün bir şəkildə bağlandığından əmin olmaq üçün bu sxemdən istifadə edin.

Addım 7: Lehim Flora Mikroprosessoruna Yerləşir

"Hazırlıq" addımında snapların necə istifadə olunacağına dair təlimatın bağlantısını yoxlamısınızsa, indi yoxlayın. Bu nöqtədə bağlayıcıları mikroprosessor və bluetooth moduluna bağlayacaqsınız. Çirkli bir lehim işi dövrənizi poza biləcəyi üçün bu hissəni qarışdırmaq istəmirsiniz.

Mikroprosessor aşağıdakı pinlərə yapışmalar tələb edəcək:

• Bütün 3 torpaq (GND) pinləri
• Hər ikisi 3.3V güc pinləri
• SCL #3
• RX #0
• TX #1
• Rəqəmsal Pin #9

Addım 8: Lehim Bluetooth Moduluna Yapışır

Və bluetooth modulu bu pinlərə yapışmalar tələb edəcək:

• 3.3V güc
• TX
• RX
• GND

Addım 9: Flora Mikroprosessoru üçün Parçaya Yapışqan Tikin

İndi bağlamaların digər ucunu kumaşa tikə bilərsiniz. Bu düymələri düzgün bir şəkildə düzmək üçün bluetooth modulunu və mikroprosessorunu əlavə edilmiş yapışqanlarından istifadə etdiyinizə əmin olun!

Addım 10: Bluetooth Modulu üçün Parçaya Yapışqan Tikin

İndi Bluetooth üçün lövhələr tikin.

Addım 11: Bluetooth Modulunu Flora Mikroprosessoruna bağlayın

Sonra Bluetooth cihazını Flora Mikroprosessoruna bağlayın, hər bir cihaz üçün müvafiq çubuqlar arasında keçirici ip tikin. Aşağıdakı pin əlaqələri tələb olunur:

1. Bluetooth 3.3V mikroprosessor 3.3V
2. Bluetooth TX mikroprosessor RX #0 -a
3. Bluetooth RX mikroprosessor TX #1 -ə
4. Bluetooth GND mikroprosessora GND

Addım 12: Neo Pixel'i Flora MicroProcessor -a bağlayın

Neo Pixel'i mikroprosessora aşağıdakı şəkildə bağlayın:

1. NeoPixel LED 9 nömrəli mikroprosessora daxil olur
2. NeoPixel Zəmindən Mikroprosessor Zəminə
3. NeoPixel Gücünü Mikroprosessor Gücünə

Addım 13: Batareya Paketini Flora Mikroprosessoruna bağlayın

Bu hissə bir növ vacibdir; hər şeyi düzəltmək üçün bir güc mənbəyinə ehtiyacınız ola bilər!

Addım 14: EEG Kabelini yaradın

Bu kabel EEG çipi, 3 qurğuşun elektrod kabeli və UC-E6 kabeli istifadə edərək qurulmuşdur. EEG çipi düzgün şəkildə hizalanmalıdır ki, "EEG" yazan ucu yuxarıdakı şəkildə göstərildiyi kimi elektrod kabelinə qoşulsun.

Addım 15: EEG -ni Flora mikroprosessoruna bağlayın

EEG kabelini Flora mikroprosessoruna qoşun. Yuxarıdakı şəkil, tellərinizi birləşdirmək üçün uyğun nöqtələri göstərmək üçün təlimatlarla etiketlənmişdir. Aşağıdakı əlaqələr qurulacaq:

1. Qırmızı tel gücə
2. Qara tel yerə
3. SCL #3 -ə bənövşəyi tel

Adım 16: Elektrodları Kafa Bantına Dikin

Elektrodları baş bandının içərisinə tikin. Elektrodların düzgün mövqelərdə yerləşdiyinə əmin olun. Baş bandının içərisinə baxanda qırmızı elektrod solda, ağ elektrod ortada, qara elektrod sağda olmalıdır.

Adım 17: Bez və Kəmər Kəmərinə Dikin

İndi baş bandınızı tamamladınız! Vayooo!

Addım 18: Kodu yükləyin

İndi bu kodu ağıl oxuma qabiliyyəti vermək üçün baş bandınıza yükləyə bilərsiniz!

Addım 19: Baş bandını telefona qoşun

Adafruit Bluefruit LE Connect tətbiqini açın və telefonunuzu Adafruit Bluefruit LE ilə bağlayın.

Addım 20: Baş bandını taxın və məlumat toplayın

İndi baş bandınızı taxıb sınaya bilərsiniz! Verilənləri daxil olaraq görmək üçün Adafruit Bluefruit LE Connect tətbiqində "UART" ı seçə bilərsiniz.

Addım 21: Məlumatları Telefondan Kompüterə İxrac edin

Məlumatlarınız toplandıqdan sonra məlumatları birdən çox fayl formatında ixrac edə bilərsiniz. Excel -də analiz üçün.txt faylı olaraq ixrac etməyi məsləhət görürük.

Addım 22: Məlumat Analizi

Baş bandınızdakı məlumatları görselleştirmek və şərh etmək üçün edə biləcəyiniz qrafik növünə bir nümunə. Hər nöqtənin hansı aralığa düşdüyünü göstərmək üçün işarələnmiş delta, teta, alfa və beta aralığımız var.

Addım 23: Əlavə fikirlər

Yuxu oxuyan baş bandınızı tamamladıqdan sonra, dizayndakı bəzi dəyişiklikləri araşdırmaqdan çekinmeyin. Məlumatı avtomatik olaraq toplamaq və istifadəçinin yuxu rejimini qiymətləndirən bir hesabat yaratmaq üçün kodu dəyişdirməyə çalışın. Və ya istifadəçinin yuxuya getdiyi, dərin yuxu və REM yuxusu ilə irəlilədiyi və oyandığı gecənin dəqiq vaxtını izləmək üçün real vaxt saatı bağlaya bilərsiniz. Bəlkə də yuxu söhbətini yazmaqla maraqlanırsınız, bu halda istifadəçi REM yuxusuna girəndə aktiv olan bir səs yazıcı daxil edə bilərsiniz. İmkanlar sonsuzdur!

Addım 24: Tanınma

Bu layihə üçün kodun dördüncü çevrilmə hissəsi, bu səhifədə Norveç Yaradılışlarında yerləşdirilən kodu istifadə etdi. Ayrıca, kodun NeoPixel hissəsi Adafruit tərəfindən verilən nümunələrə istinad etdi.