HackerBox 0026 : BioSense : 19 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

BioSense - Ce mois-ci, HackerBox Les hackers explorent des circuits d'amplificateurs opérationnels pour mesurer les signaux physiologiques du cœur, du cerveau et des muscles squelettiques humains. Ce Instructable contient des informations pour travailler avec HackerBox #0026, que vous pouvez récupérer ici jusqu'à épuisement des stocks. De plus, si vous souhaitez recevoir une HackerBox comme celle-ci directement dans votre boîte aux lettres chaque mois, veuillez vous inscrire sur HackerBoxes.com et rejoindre la révolution !

Sujets et objectifs d'apprentissage pour HackerBox 0026:

• Comprendre la théorie et les applications des circuits d'amplificateurs opérationnels
• Utilisez des amplificateurs d'instrumentation pour mesurer de minuscules signaux
• Assemblez la carte exclusive HackerBoxes BioSense
• Instrumenter un sujet humain pour l'ECG et l'EEG
• Enregistrez les signaux associés aux muscles squelettiques humains
• Concevoir des circuits d'interface humaine électriquement sûrs
• Visualisez les signaux analogiques via USB ou via un écran OLED

HackerBoxes est le service de box d'abonnement mensuel pour l'électronique de bricolage et la technologie informatique. Nous sommes des amateurs, des fabricants et des expérimentateurs. Nous sommes les rêveurs de rêves. HACK LA PLANÈTE !

Étape 1: HackerBox 0026: Contenu de la boîte

• HackerBoxes #0026 Carte de référence à collectionner
• Circuit imprimé exclusif HackerBoxes BioSense
• OpAmp et kit de composants pour PCB BioSense
• Arduino Nano V3: 5 V, 16 MHz, MicroUSB
• Module OLED 0,96 pouces, 128x64, SSD1306
• Module de capteur de pouls
• Fils Snap-Style pour capteurs physiologiques
• Gel adhésif, électrodes à pression
• Kit de sangle d'électrode OpenEEG
• Gaine thermorétractable - Variété de 50 pièces
• Câble MicroUSB
• Sticker exclusif WiredMind

Quelques autres choses qui seront utiles:

• Fer à souder, soudure et outils de soudure de base
• Ordinateur pour exécuter des outils logiciels
• Batterie 9V
• Fil de branchement toronné

Plus important encore, vous aurez besoin d'un sens de l'aventure, d'un esprit de bricolage et d'une curiosité de hacker. L'électronique de bricolage hardcore n'est pas une quête triviale, et nous ne l'édulcorons pas pour vous. Le but est le progrès, pas la perfection. Lorsque vous persistez et profitez de l'aventure, vous pouvez tirer une grande satisfaction de l'apprentissage de nouvelles technologies et, espérons-le, de la réussite de certains projets. Nous vous suggérons de faire chaque étape lentement, de faire attention aux détails et de ne pas avoir peur de demander de l'aide.

Notez qu'il existe une mine d'informations pour les membres actuels et potentiels dans la FAQ de HackerBox.

Étape 2: Amplificateurs opérationnels

Un amplificateur opérationnel (ou amplificateur opérationnel) est un amplificateur de tension à gain élevé avec une entrée différentielle. Un ampli-op produit un potentiel de sortie qui est généralement des centaines de milliers de fois plus grand que la différence de potentiel entre ses deux bornes d'entrée. Les amplificateurs opérationnels ont leur origine dans les ordinateurs analogiques, où ils étaient utilisés pour effectuer des opérations mathématiques dans de nombreux circuits linéaires, non linéaires et dépendants de la fréquence. Les amplificateurs opérationnels sont parmi les appareils électroniques les plus largement utilisés aujourd'hui, étant utilisés dans une vaste gamme d'appareils grand public, industriels et scientifiques.

Un ampli-op idéal est généralement considéré comme ayant les caractéristiques suivantes:

• Gain infini en boucle ouverte G = vout / vin
• Impédance d'entrée infinie Rin (donc, courant d'entrée nul)
• Tension de décalage d'entrée nulle
• Plage de tension de sortie infinie
• Bande passante infinie avec déphasage nul et vitesse de balayage infinie
• Impédance de sortie nulle Rout
• Zéro bruit
• Taux de réjection de mode commun infini (CMRR)
• Rapport de réjection d'alimentation infini.

Ces idéaux peuvent se résumer par les deux « règles d'or »:

1. Dans une boucle fermée, la sortie tente de faire tout ce qui est nécessaire pour que la différence de tension entre les entrées soit nulle.
2. Les entrées ne consomment pas de courant.

[Wikipédia]

Ressources supplémentaires sur les amplis opérationnels:

Tutoriel vidéo détaillé d'EEVblog

Académie Khan

Tutoriels d'électronique

Étape 3: Amplificateurs d'instrumentation

Un amplificateur d'instrumentation est un type d'amplificateur différentiel combiné à des amplificateurs tampons d'entrée. Cette configuration élimine le besoin d'adaptation d'impédance d'entrée et rend ainsi l'amplificateur particulièrement adapté à une utilisation dans les équipements de mesure et de test. Les amplificateurs d'instrumentation sont utilisés lorsqu'une grande précision et stabilité du circuit sont requises. Les amplificateurs d'instrumentation ont des taux de réjection en mode commun très élevés, ce qui les rend adaptés à la mesure de petits signaux en présence de bruit.

Bien que l'amplificateur d'instrumentation soit généralement représenté schématiquement comme étant identique à un amplificateur opérationnel standard, l'amplificateur d'instrumentation électronique est presque toujours composé en interne de TROIS amplificateurs opérationnels. Ceux-ci sont disposés de manière à ce qu'il y ait un amplificateur opérationnel pour tamponner chaque entrée (+, -) et un pour produire la sortie souhaitée avec une adaptation d'impédance adéquate.

[Wikipédia]

Livre PDF: Guide du concepteur d'amplificateurs d'instrumentation

Étape 4: Carte HackerBoxes BioSense

La carte HackerBoxes BioSense comprend une collection d'amplificateurs opérationnels et d'instrumentation pour détecter et mesurer les quatre signaux physiologiques décrits ci-dessous. Les minuscules signaux électriques sont traités, amplifiés et transmis à un microcontrôleur où ils peuvent être relayés à un ordinateur via USB, traités et affichés. Pour les opérations de microcontrôleur, la carte HackerBoxes BioSense utilise un module Arduino Nano. Notez que les prochaines étapes se concentrent sur la préparation du module Arduino Nano pour une utilisation avec la carte BioSense.

Les modules de capteur de pouls comportent une source lumineuse et un capteur de lumière. Lorsque le module est en contact avec des tissus corporels, par exemple le bout d'un doigt ou le lobe de l'oreille, les modifications de la lumière réfléchie sont mesurées lorsque le sang pompe à travers les tissus.

L'ECG (électrocardiographie), également appelé ECG, enregistre l'activité électrique du cœur sur une période de temps à l'aide d'électrodes placées sur la peau. Ces électrodes détectent les minuscules changements électriques sur la peau qui résultent du schéma électrophysiologique du muscle cardiaque de dépolarisation et de repolarisation au cours de chaque battement cardiaque. L'ECG est un examen cardiologique très courant. [Wikipédia]

L'EEG (électroencéphalographie) est une méthode de surveillance électrophysiologique pour enregistrer l'activité électrique du cerveau. Des électrodes sont placées le long du cuir chevelu tandis que l'EEG mesure les fluctuations de tension résultant du courant ionique dans les neurones du cerveau. [Wikipédia]

L'EMG (électromyographie) mesure l'activité électrique associée aux muscles squelettiques. Un électromyographe détecte le potentiel électrique généré par les cellules musculaires lorsqu'elles sont activées électriquement ou neurologiquement. [Wikipédia]

Étape 5: Plate-forme de microcontrôleur Arduino Nano

Le module Arduino Nano inclus est livré avec des broches d'en-tête, mais elles ne sont pas soudées au module. Laissez les épingles pour l'instant. Effectuez ces tests initiaux du module Arduino Nano séparément de la carte BioSense et AVANT de souder les broches d'en-tête de l'Arduino Nano. Tout ce qui est nécessaire pour les prochaines étapes est un câble microUSB et le module Nano juste au moment où il sort du sac.

L'Arduino Nano est une carte Arduino miniaturisée à montage en surface, compatible avec les maquettes, avec USB intégré. Il est incroyablement complet et facile à pirater.

Caractéristiques:

• Microcontrôleur: Atmel ATmega328P
• Tension: 5V
• Broches d'E/S numériques: 14 (6 PWM)
• Broches d'entrée analogique: 8
• Courant CC par broche d'E/S: 40 mA
• Mémoire Flash: 32 Ko (2 Ko pour le chargeur de démarrage)
• SRAM: 2 Ko
• EEPROM: 1 Ko
• Vitesse d'horloge: 16 MHz
• Dimensions: 17 mm x 43 mm

Cette variante particulière de l'Arduino Nano est la conception noire de Robotdyn. L'interface se fait par un port MicroUSB intégré compatible avec les mêmes câbles MicroUSB utilisés avec de nombreux téléphones mobiles et tablettes.

Les Arduino Nanos disposent d'une puce de pont USB/Série intégrée. Sur cette variante particulière, la puce de pont est la CH340G. Notez qu'il existe divers autres types de puces de pont USB/Série utilisées sur les différents types de cartes Arduino. Ces puces permettent au port USB de votre ordinateur de communiquer avec l'interface série sur la puce du processeur de l'Arduino.

Le système d'exploitation d'un ordinateur nécessite un pilote de périphérique pour communiquer avec la puce USB/série. Le pilote permet à l'IDE de communiquer avec la carte Arduino. Le pilote de périphérique spécifique requis dépend à la fois de la version du système d'exploitation et du type de puce USB/série. Pour les puces USB/Série CH340, il existe des pilotes disponibles pour de nombreux systèmes d'exploitation (UNIX, Mac OS X ou Windows). Le fabricant du CH340 fournit ces pilotes ici.

Lorsque vous branchez pour la première fois l'Arduino Nano sur un port USB de votre ordinateur, le voyant d'alimentation vert devrait s'allumer et peu de temps après, le voyant bleu devrait commencer à clignoter lentement. Cela se produit parce que le Nano est pré-chargé avec le programme BLINK, qui s'exécute sur le tout nouvel Arduino Nano.

Étape 6: Environnement de développement intégré (IDE) Arduino

Si vous n'avez pas encore installé l'IDE Arduino, vous pouvez le télécharger depuis Arduino.cc

Si vous souhaitez des informations d'introduction supplémentaires pour travailler dans l'écosystème Arduino, nous vous suggérons de consulter les instructions de l'atelier de démarrage HackerBoxes.

Branchez le Nano dans le câble MicroUSB et l'autre extrémité du câble dans un port USB de l'ordinateur, lancez le logiciel Arduino IDE, sélectionnez le port USB approprié dans l'IDE sous outils> port (probablement un nom avec "wchusb" dedans). Sélectionnez également "Arduino Nano" dans l'IDE sous tools>board.

Enfin, chargez un exemple de code:

Fichier->Exemples->Bases->Clignote

C'est en fait le code qui a été préchargé sur le Nano et devrait être en cours d'exécution en ce moment pour faire clignoter lentement la LED bleue. Par conséquent, si nous chargeons cet exemple de code, rien ne changera. Au lieu de cela, modifions un peu le code.

En regardant de près, vous pouvez voir que le programme allume la LED, attend 1000 millisecondes (une seconde), éteint la LED, attend encore une seconde, puis recommence - pour toujours.

Modifiez le code en changeant les deux instructions "delay(1000)" en "delay(100)". Cette modification fera clignoter la LED dix fois plus vite, non ?

Chargeons le code modifié dans le Nano en cliquant sur le bouton UPLOAD (l'icône en forme de flèche) juste au-dessus de votre code modifié. Regardez ci-dessous le code pour les informations d'état: "compilation" puis "téléchargement". Finalement, l'IDE devrait indiquer "Téléchargement terminé" et votre LED devrait clignoter plus rapidement.

Si oui, félicitations ! Vous venez de pirater votre premier morceau de code intégré.

Une fois que votre version à clignotement rapide est chargée et en cours d'exécution, pourquoi ne pas voir si vous pouvez modifier à nouveau le code pour que la LED clignote rapidement deux fois, puis attendez quelques secondes avant de répéter ? Essaie! Que diriez-vous d'autres modèles? Une fois que vous avez réussi à visualiser le résultat souhaité, à le coder et à l'observer fonctionner comme prévu, vous avez fait un énorme pas en avant pour devenir un pirate informatique compétent.

Étape 7: Broches d'en-tête Arduino Nano

Maintenant que votre ordinateur de développement a été configuré pour charger le code sur l'Arduino Nano et que le Nano a été testé, déconnectez le câble USB du Nano et préparez-vous à souder.

Si vous débutez dans le soudage, il existe de nombreux guides et vidéos en ligne sur le soudage. Voici un exemple. Si vous pensez avoir besoin d'une aide supplémentaire, essayez de trouver un groupe de fabricants locaux ou un espace de hacker dans votre région. De plus, les clubs de radio amateur sont toujours d'excellentes sources d'expérience en électronique.

Soudez les deux en-têtes à une rangée (quinze broches chacun) au module Arduino Nano. Le connecteur ICSP (programmation série en circuit) à six broches ne sera pas utilisé dans ce projet, alors laissez simplement ces broches désactivées.

Une fois la soudure terminée, vérifiez soigneusement les ponts de soudure et/ou les joints de soudure à froid. Enfin, raccordez l'Arduino Nano au câble USB et vérifiez que tout fonctionne toujours correctement.

Étape 8: Composants pour le kit PCB BioSense

Avec le module de microcontrôleur prêt à l'emploi, il est temps d'assembler la carte BioSense.

Liste des composants:

• U1:: 7805 Régulateur 5V 0.5A TO-252 (fiche technique)
• U2:: Convertisseur de tension MAX1044 DIP8 (fiche technique)
• U3:: AD623N Amplificateur d'instrumentation DIP8 (fiche technique)
• U4:: TLC2272344P OpAmp DIP8 DIP8 (fiche technique)
• U5:: INA106 Amplificateur Différentiel DIP8 (fiche technique)
• U6, U7, U8:: TL072 OpAmp DIP8 (fiche technique)
• D1, D2:: 1N4148 Fil axial de la diode de commutation
• S1, S2:: Interrupteur à glissière SPDT Pas de 2,54 mm
• S3, S4, S5, S6:: Bouton momentané tactile 6 mm X 6 mm X 5 mm
• BZ1:: Buzzer piézo passif pas de 6,5 mm
• R1, R2, R6, R12, R16, R17, R18, R19, R20:: Résistance 10KOhm [BRN BLK ORG]
• R3, R4:: Résistance 47KOhm [YEL VIO ORG]
• R5:: Résistance de 33 KOhms [ORG ORG ORG]
• R7:: Résistance 2.2MOhm [ROUGE ROUGE GRN]
• R8, R23:: Résistance 1 KOhm [BRN BLK RED]
• R10, R11:: Résistance 1 MOhm [BRN BLK GRN]
• R13, R14, R15:: Résistance 150KOhm [BRN GRN YEL]
• R21, R22:: Résistance 82KOhm [GRY RED ORG]
• R9:: 10 KOhm Trimmer Potentiomètre « 103 »
• R24:: 100 KOhm Trimmer Potentiomètre « 104 »
• C1, C6, C11:: Capuchon monolithique 1uF 50V Pas de 5 mm « 105 »
• C2, C3, C4, C5, C7, C8:: Bouchon monolithique 10uF 50V Pas de 5mm "106"
• C9:: Capuchon monolithique 560pF 50V Pas de 5 mm « 561 »
• C10:: 0,01 uF 50V Capuchon monolithique 5 mm Pas "103"
• Clips de batterie 9V avec fils conducteurs
• 1x40pin FEMELLE BREAK-AWAY EN-TÊTE 2.54mm Pas
• Sept prises DIP8
• Deux prises de style audio de 3,5 mm à montage sur PCB

Étape 9: Assembler le PCB BioSense

RESISTANCES: Il existe huit valeurs différentes de résistances. Ils ne sont pas interchangeables et doivent être soigneusement placés exactement à leur place. Commencez par identifier les valeurs de chaque type de résistance à l'aide des codes couleurs indiqués dans la liste des composants (et/ou un ohmmètre). Écrivez la valeur sur la bande de papier attachée aux résistances. Cela rend beaucoup plus difficile de se retrouver avec des résistances au mauvais endroit. Les résistances ne sont pas polarisées et peuvent être insérées dans les deux sens. Une fois soudé en place, coupez de près les fils forment l'arrière de la carte.

CONDENSATEURS: Il existe quatre valeurs différentes de condensateurs. Ils ne sont pas interchangeables et doivent être soigneusement placés exactement à leur place. Commencez par identifier les valeurs de chaque type de condensateur à l'aide des repères numériques indiqués dans la liste des composants. Les condensateurs céramiques ne sont pas polarisés et peuvent être insérés dans les deux sens. Une fois soudé en place, coupez de près les fils forment l'arrière de la carte.

ALIMENTATION: Les deux composants semi-conducteurs qui composent l'alimentation sont U1 et U2. Soudez-les ensuite. Lors de la soudure de U1, notez que la bride plate est la broche de mise à la terre de l'appareil et le dissipateur thermique. Il doit être entièrement soudé au PCB. Le kit comprend des prises DIP8. Cependant, pour le convertisseur de tension U2, nous vous recommandons fortement de souder soigneusement le CI directement sur la carte sans prise.

Soudez les deux interrupteurs à glissière et les fils à pince de la batterie 9V. Notez que si votre clip de batterie est livré avec une fiche de connecteur sur les fils, vous pouvez simplement couper le connecteur.

À ce stade, vous pouvez brancher une batterie 9V, allumer l'interrupteur d'alimentation et utiliser un voltmètre pour vérifier que votre alimentation crée un rail -9V et un rail +5V à partir du +9V fourni. Nous avons maintenant trois alimentations en tension et une terre à partir d'une seule pile 9V. RETIREZ LA BATTERIE POUR CONTINUER L'ASSEMBLAGE.

DIODES: Les deux diodes D1 et D2 sont de petits composants orange vitreux à sorties axiales. Ils sont polarisés et doivent être orientés de manière à ce que la ligne noire sur le boîtier de la diode s'aligne avec la ligne épaisse sur la sérigraphie du PCB.

PRISES D'EN-TÊTE: Séparez l'en-tête à 40 broches en trois sections de 3, 15 et 15 positions chacune. Pour couper les en-têtes à la longueur, utilisez de petites pinces coupantes pour couper à travers la position ONE PAST où vous voulez que la barrette de douilles se termine. La goupille/trou que vous coupez est sacrifiée. L'en-tête à trois broches est destiné au capteur de pouls en haut de la carte avec des broches étiquetées "GND 5V SIG". Les deux en-têtes à quinze broches sont pour l'Arduino Nano. N'oubliez pas que le connecteur ICSP à six broches (programmation série en circuit) du Nano n'est pas utilisé ici et n'a pas besoin d'en-tête. Nous ne suggérons pas non plus de connecter l'écran OLED avec un en-tête. Soudez les en-têtes en place et laissez-les vides pour le moment.

PRISES DIP: Les six puces d'amplificateur U3-U8 sont toutes dans des boîtiers DIP8. Soudez un socket de puce DIP8 dans chacune de ces six positions en veillant à orienter l'encoche dans le socket pour l'aligner avec l'encoche sur la sérigraphie du PCB. Soudez les sockets sans la puce insérée dedans. Laissez-les vides pour le moment.

COMPOSANTS RESTANTS: Enfin, soudez les quatre boutons poussoirs, les deux trimpots (notez qu'il s'agit de deux valeurs différentes), le buzzer (notez qu'il est polarisé), les deux prises jack 3,5 mm de style audio et enfin l'écran OLED.

COMPOSANTS EMBOUCHÉS: Une fois toutes les soudures terminées, les six puces de l'amplificateur peuvent être insérées (en tenant compte de l'orientation de l'encoche). De plus, l'Arduino Nano peut être inséré avec le connecteur USB au bord de la carte BioSense.

Étape 10: Interrupteurs de sécurité électrique et d'alimentation

Dans le schéma de principe de la carte HackerBoxes BioSense, notez qu'il y a une section INTERFACE HUMAINE (ou ANALOGIQUE) et également une section NUMÉRIQUE. Les seules transes qui se croisent entre ces deux sections sont les trois lignes d'entrée analogiques vers l'Arduino Nano et l'alimentation par batterie +9V qui peut être ouverte à l'aide du commutateur USB/BAT S2.

Par prudence, il est de pratique courante d'éviter d'avoir un circuit connecté à un corps humain alimenté par une alimentation murale (alimentation secteur, alimentation secteur, selon l'endroit où vous habitez). En conséquence, la partie INTERFACE HUMAINE de la carte n'est alimentée que par une pile 9V. Aussi peu probable qu'il soit que l'ordinateur mette soudainement 120V sur le cordon USB connecté, il s'agit d'une petite police d'assurance supplémentaire. Un avantage supplémentaire de cette conception est que nous pouvons alimenter toute la carte à partir de la batterie 9V si nous n'avons pas besoin d'un ordinateur connecté.

L'INTERRUPTEUR ON/OFF (S1) sert à déconnecter complètement la batterie 9V du circuit. Utilisez S1 pour désactiver complètement la partie analogique de la carte lorsqu'elle n'est pas utilisée.

USB/BAT SWITCH (S2) sert à connecter la pile 9V à l'alimentation numérique du Nano et de l'OLED. Laissez S2 en position USB lorsque la carte est connectée à un ordinateur via le câble USB et l'alimentation numérique sera fournie par l'ordinateur. Lorsque le Nano et l'OLED doivent être alimentés par la batterie 9V, il suffit de basculer S2 sur la position BAT.

REMARQUE SUR LES COMMUTATEURS D'ALIMENTATION: Si S1 est allumé, S2 est en USB et qu'il n'y a pas d'alimentation USB fournie, le Nano essaiera de s'alimenter via les broches d'entrée analogiques. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un problème de sécurité humaine, il s'agit d'une condition indésirable pour les semi-conducteurs délicats et elle ne doit pas être prolongée.

Étape 11: Bibliothèque d'affichage OLED

En tant que test initial de l'écran OLED, installez le pilote d'écran SSD1306 OLED trouvé ici dans l'IDE Arduino.

Testez l'écran OLED en chargeant l'exemple ssd1306/snowflakes et en le programmant dans la carte BioSense.

Assurez-vous que cela fonctionne avant d'aller de l'avant.

Étape 12: Micrologiciel de démonstration BioSense

Allons-nous jouer à un jeu, professeur Falken ?

Il y a aussi un jeu Arkanoid sympa dans les exemples SSD1306. Cependant, pour que cela fonctionne avec la carte BioSense, le code qui initialise et lit les boutons doit être modifié. Nous avons pris la liberté d'apporter ces modifications dans le fichier "biosense.ino" joint ici.

Dupliquez le dossier arkanoid des exemples SSD1306 dans un nouveau dossier que vous avez nommé biosense. Supprimez le fichier arkanoid.ino de ce dossier et déposez le fichier "biosense.ino". Maintenant, compilez et téléchargez biosense sur le nano. Appuyer sur le bouton le plus à droite (bouton 4) lancera le jeu. La palette est contrôlée par le bouton 1 à gauche et le bouton 4 à droite. Joli coup là, BrickOut.

Appuyez sur le bouton de réinitialisation de l'Arduino Nano pour revenir au menu principal.

Étape 13: Module de capteur de pouls

Un module de capteur de pouls peut s'interfacer avec la carte BioSense en utilisant l'embase à trois broches en haut de la carte.

Le module de capteur de pouls utilise une source de lumière LED et un photocapteur de lumière ambiante APDS-9008 (fiche technique) pour détecter la lumière LED réfléchie par le bout d'un doigt ou le lobe de l'oreille. Un signal du capteur de lumière ambiante est amplifié et filtré à l'aide d'un ampli-op MCP6001. Le signal peut alors être lu par le microcontrôleur.

En appuyant sur le bouton 3 dans le menu principal du croquis biosense.ino, des échantillons du signal de sortie du capteur de pouls seront relayés via l'interface USB. Dans le menu TOOLS de l'IDE Arduino, sélectionnez le "Serial Plotter" et assurez-vous que le débit en bauds est défini sur 115200. Placez doucement votre doigt sur la lumière du capteur de pouls.

Des détails supplémentaires et des projets associés au module de capteur de pouls peuvent être trouvés ici.

Étape 14: Electromyographe (EMG)

Branchez le câble d'électrode dans la prise inférieure de 3,5 mm étiquetée EMG et positionnez les électrodes comme indiqué sur le schéma.

En appuyant sur le bouton 1 dans le menu principal du croquis biosense.ino, des échantillons du signal de sortie EMG seront relayés via l'interface USB. Dans le menu TOOLS de l'IDE Arduino, sélectionnez le "Serial Plotter" et assurez-vous que le débit en bauds est défini sur 115200.

Vous pouvez tester l'EMG sur n'importe quel autre groupe musculaire, même les muscles des sourcils de votre front.

Le circuit EMG du BioSense Board a été inspiré par ce Instructable d'Advancer Technologies, que vous devriez absolument consulter pour d'autres projets, idées et vidéos.

Étape 15: Électrocardiographe (ECG)

Branchez le câble d'électrode dans la prise supérieure de 3,5 mm étiquetée ECG/EEG et positionnez les électrodes comme indiqué sur le schéma. Il existe deux options de base pour le placement des électrodes ECG. Le premier se trouve à l'intérieur des poignets avec la référence (plomb rouge) sur le dos d'une main. Cette première option est plus simple et plus pratique mais est souvent un peu plus bruyante. La deuxième option est en travers de la poitrine avec la référence sur l'abdomen droit ou le haut de la jambe.

En appuyant sur le bouton 2 dans le menu principal du croquis biosense.ino, des échantillons du signal de sortie ECG seront relayés via l'interface USB. Dans le menu TOOLS de l'IDE Arduino, sélectionnez le "Serial Plotter" et assurez-vous que le débit en bauds est défini sur 115200.

Le circuit ECG/EEG de la carte BioSense a été inspiré par le Heart and Brain SpikerShield de Backyard Brains. Consultez leur site pour d'autres projets, idées et cette vidéo ECG sympa.

Étape 16: Électroencéphalographe (EEG)

Branchez le câble d'électrode dans la prise supérieure de 3,5 mm étiquetée ECG/EEG et positionnez les électrodes comme indiqué sur le schéma. Il existe de nombreuses options pour le placement des électrodes EEG avec deux options de base présentées ici.

Le premier est sur le front avec la référence (plomb rouge) sur le lobe de l'oreille ou l'apophyse mastoïde. Cette première option peut simplement utiliser les mêmes dérivations et électrodes à gel que celles utilisées pour l'ECG.

La deuxième option à l'arrière de la tête. Si vous êtes chauve, les électrodes à gel fonctionneront également ici. Sinon, la formation d'électrodes qui peuvent "percer" les cheveux est une bonne idée. Une cosse à souder de style rondelle de blocage est une bonne option. Utilisez une pince à bec sur les petites languettes (six dans ce cas) à l'intérieur de la rondelle pour plier puis toutes faire saillie dans le même sens. Le placement sous un bandeau élastique forcera doucement ces protubérances à travers les cheveux et en contact avec le cuir chevelu en dessous. Au besoin, un gel conducteur peut être utilisé pour améliorer la connexion. Mélangez simplement du sel de table avec un liquide épais comme de la vaseline ou une bouillie d'eau et d'amidon ou de farine. L'eau salée seule fonctionnera également, mais devra être contenue dans une petite éponge ou une boule de coton.

En appuyant sur le bouton 2 dans le menu principal de l'esquisse biosense.ino, des échantillons du signal de sortie EEG seront relayés via l'interface USB. Dans le menu TOOLS de l'IDE Arduino, sélectionnez le "Serial Plotter" et assurez-vous que le débit en bauds est défini sur 115200.

Projets et ressources EEG supplémentaires:

Ce Instructable utilise une conception similaire à celle de l'EEG BioSense et montre également un traitement supplémentaire et même comment jouer à l'EEG Pong !

Backyard Brains a également une belle vidéo pour les mesures EEG.

Baie de Briain

OpenEEG

OpenViBe

Les signaux EEG peuvent mesurer les effets des ondes cérébrales stroboscopiques (par exemple en utilisant Mindroid).

Étape 17: Zone de défi

Pouvez-vous afficher les traces du signal analogique sur l'OLED en plus du Serial Plotter ?

Comme point de départ, consultez ce projet de Xtronic.

Il peut également être utile de jeter un œil au projet Tiny Scope.

Que diriez-vous d'ajouter des indicateurs de texte pour les taux de signal ou d'autres paramètres intéressants ?

Étape 18: Boîte d'abonnement mensuel BioBox

Applied Science Ventures, la société mère de HackerBoxes, est impliquée dans un nouveau concept passionnant de boîte d'abonnement. BioBox inspirera et éduquera avec des projets dans les sciences de la vie, le piratage biologique, la santé et la performance humaine. Gardez un capteur optique à portée de main pour les actualités et les remises pour les membres fondateurs en suivant la page Facebook BioBox.

Étape 19: HACKER LA PLANÈTE

Si vous avez apprécié cet Instructable et que vous souhaitez recevoir une boîte de projets électroniques et informatiques comme celui-ci directement dans votre boîte aux lettres chaque mois, veuillez rejoindre la révolution HackerBox en vous abonnant ICI.

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