HackerBox 0026: BioSense: 19 stappen

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-13 06:57

BioSense - Deze maand verkennen HackerBox-hackers operationele versterkercircuits voor het meten van fysiologische signalen van het menselijk hart, de hersenen en de skeletspieren. Deze Instructable bevat informatie voor het werken met HackerBox #0026, die u hier kunt ophalen zolang de voorraad strekt. Als u ook maandelijks zo'n HackerBox in uw mailbox wilt ontvangen, schrijf u dan in op HackerBoxes.com en doe mee aan de revolutie!

Onderwerpen en leerdoelen voor HackerBox 0026:

• Begrijp de theorie en toepassingen van op-amp-circuits
• Instrumentatieversterkers gebruiken om kleine signalen te meten
• Stel het exclusieve HackerBoxes BioSense Board samen
• Instrument een menselijke proefpersoon voor ECG en EEG
• Signalen opnemen die verband houden met menselijke skeletspieren
• Ontwerp elektrisch veilige menselijke interfacecircuits
• Visualiseer analoge signalen via USB of via OLED-display

HackerBoxes is de maandelijkse abonnementsservice voor doe-het-zelf-elektronica en computertechnologie. Wij zijn hobbyisten, makers en experimenteerders. Wij zijn de dromers van dromen. HACK DE PLANEET!

Stap 1: HackerBox 0026: Inhoud van de doos

• HackerBoxes #0026 Verzamelbare referentiekaart
• Exclusieve HackerBoxen BioSense PCB
• OpAmp- en componentenkit voor BioSense-printplaat
• Arduino Nano V3: 5V, 16MHz, MicroUSB
• OLED-module 0,96 inch, 128x64, SSD1306
• Pulssensormodule
• Snap-stijl leads voor fysiologische sensoren
• Zelfklevende gel, elektrodepads in klikstijl
• OpenEEG-elektroderiemset
• Krimpkous - 50-delige variëteit
• MicroUSB-kabel
• Exclusieve WiredMind-sticker

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

• Soldeerbout, soldeer en standaard soldeergereedschappen
• Computer voor het uitvoeren van softwaretools
• 9V batterij
• Gestrande aansluitdraad

Het belangrijkste is dat je een gevoel van avontuur, doe-het-zelf-geest en nieuwsgierigheid van hackers nodig hebt. Hardcore doe-het-zelf-elektronica is geen triviale bezigheid, en we verwateren het niet voor je. Het doel is vooruitgang, niet perfectie. Als je volhardt en geniet van het avontuur, kan er veel voldoening worden gehaald uit het leren van nieuwe technologie en hopelijk het werkend krijgen van een aantal projecten. We raden aan om elke stap langzaam te doen, op de details te letten en wees niet bang om hulp te vragen.

Merk op dat er een schat aan informatie is voor huidige en toekomstige leden in de HackerBox FAQ.

Stap 2: Operationele versterkers

Een operationele versterker (of op-amp) is een high-gain spanningsversterker met een differentiële ingang. Een op-amp produceert een uitgangspotentiaal dat doorgaans honderdduizenden keren groter is dan het potentiaalverschil tussen de twee ingangsaansluitingen. Operationele versterkers hebben hun oorsprong in analoge computers, waar ze werden gebruikt om wiskundige bewerkingen uit te voeren in veel lineaire, niet-lineaire en frequentieafhankelijke circuits. Op-amps behoren tegenwoordig tot de meest gebruikte elektronische apparaten en worden gebruikt in een breed scala aan consumenten-, industriële en wetenschappelijke apparaten.

Een ideale op-amp wordt meestal geacht de volgende kenmerken te hebben:

• Oneindige open-lusversterking G = vout / vin
• Oneindige ingangsimpedantie Rin (dus nul ingangsstroom)
• Nul ingangsoffsetspanning
• Oneindig uitgangsspanningsbereik
• Oneindige bandbreedte met nul faseverschuiving en oneindige slew rate
• Nul uitgangsimpedantie Route:
• Geen ruis
• Oneindige common-mode weigeringsverhouding (CMRR)
• Oneindige voeding afwijzing verhouding.

Deze idealen kunnen worden samengevat in de twee "gouden regels":

1. In een gesloten lus probeert de uitgang alles te doen wat nodig is om het spanningsverschil tussen de ingangen nul te maken.
2. De ingangen trekken geen stroom.

[Wikipedia]

Extra Op-Amp-bronnen:

Gedetailleerde video-tutorial van EEVblog

Khan Academie

Elektronica Tutorials

Stap 3: Instrumentatieversterkers

Een instrumentatieversterker is een type differentiële versterker gecombineerd met ingangsbufferversterkers. Deze configuratie elimineert de noodzaak voor ingangsimpedantie-aanpassing en maakt de versterker dus bijzonder geschikt voor gebruik in meet- en testapparatuur. Instrumentatieversterkers worden gebruikt waar grote nauwkeurigheid en stabiliteit van het circuit vereist zijn. Instrumentatieversterkers hebben zeer hoge common-mode onderdrukkingsverhoudingen waardoor ze geschikt zijn voor het meten van kleine signalen in aanwezigheid van ruis.

Hoewel de instrumentatieversterker meestal schematisch wordt weergegeven als identiek aan een standaard op-amp, is de elektronische instrumentatieversterker bijna altijd intern samengesteld uit DRIE op-amps. Deze zijn zo gerangschikt dat er één op-amp is om elke input (+,) te bufferen en één om de gewenste output te produceren met voldoende impedantie-aanpassing.

[Wikipedia]

PDF-boek: Designer's Guide to Instrumentation Amplifiers

Stap 4: HackerBoxen BioSense-bord

Het HackerBoxes BioSense-bord beschikt over een verzameling operationele en instrumentatieversterkers om de vier hieronder beschreven fysiologische signalen te detecteren en te meten. De kleine elektrische signalen worden verwerkt, versterkt en naar een microcontroller gevoerd, waar ze via USB naar een computer kunnen worden gestuurd, verwerkt en weergegeven. Voor microcontroller-operaties maakt het HackerBoxes BioSense Board gebruik van een Arduino Nano-module. Merk op dat de volgende paar stappen gericht zijn op het gereedmaken van de Arduino Nano-module voor gebruik met het BioSense-bord.

Pulse Sensor modules zijn voorzien van een lichtbron en een lichtsensor. Wanneer de module in contact is met lichaamsweefsel, bijvoorbeeld een vingertop of oorlel, worden veranderingen in het gereflecteerde licht gemeten terwijl bloed door het weefsel pompt.

ECG (elektrocardiografie), ook wel ECG genoemd, registreert de elektrische activiteit van het hart gedurende een bepaalde periode met behulp van elektroden die op de huid worden geplaatst. Deze elektroden detecteren de kleine elektrische veranderingen op de huid die voortkomen uit het elektrofysiologische patroon van depolarisatie en repolarisatie van de hartspier tijdens elke hartslag. ECG is een zeer vaak uitgevoerde cardiologische test. [Wikipedia]

EEG (elektro-encefalografie) is een elektrofysiologische monitoringmethode om elektrische activiteit van de hersenen vast te leggen. Elektroden worden langs de hoofdhuid geplaatst terwijl EEG spanningsfluctuaties meet als gevolg van ionische stroom in de neuronen van de hersenen. [Wikipedia]

EMG (elektromyografie) meet elektrische activiteit geassocieerd met skeletspieren. Een elektromyograaf detecteert het elektrische potentieel dat wordt gegenereerd door spiercellen wanneer ze elektrisch of neurologisch worden geactiveerd. [Wikipedia]

Stap 5: Arduino Nano Microcontroller-platform

De meegeleverde Arduino Nano-module wordt geleverd met header-pinnen, maar deze zijn niet aan de module gesoldeerd. Laat de pinnen er voorlopig af. Voer deze eerste tests van de Arduino Nano-module afzonderlijk uit van het BioSense-bord en VOORAFGAAND aan het solderen van de header-pinnen van de Arduino Nano. Het enige dat nodig is voor de volgende paar stappen is een microUSB-kabel en de Nano-module zoals deze uit de tas komt.

De Arduino Nano is een op het oppervlak te monteren, breadboard-vriendelijk, geminiaturiseerd Arduino-bord met geïntegreerde USB. Het is verbazingwekkend volledig uitgerust en gemakkelijk te hacken.

Functies:

• Microcontroller: Atmel ATmega328P
• Spanning: 5V
• Digitale I/O-pinnen: 14 (6 PWM)
• Analoge ingangspennen: 8
• Gelijkstroom per I/O-pin: 40 mA
• Flash-geheugen: 32 KB (2KB voor bootloader)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Kloksnelheid: 16 MHz
• Afmetingen: 17 mm x 43 mm

Deze specifieke variant van de Arduino Nano is het zwarte Robotdyn-ontwerp. De interface is via een ingebouwde MicroUSB-poort die compatibel is met dezelfde MicroUSB-kabels die worden gebruikt met veel mobiele telefoons en tablets.

Arduino Nano's hebben een ingebouwde USB/seriële bridge-chip. Op deze specifieke variant is de bridge-chip de CH340G. Merk op dat er verschillende andere soorten USB/seriële bridge-chips worden gebruikt op de verschillende soorten Arduino-kaarten. Met deze chips kan de USB-poort van uw computer communiceren met de seriële interface op de Arduino-processorchip.

Het besturingssysteem van een computer vereist een apparaatstuurprogramma om te communiceren met de USB/seriële chip. De driver zorgt ervoor dat de IDE kan communiceren met het Arduino-bord. Het specifieke apparaatstuurprogramma dat nodig is, hangt af van zowel de versie van het besturingssysteem als het type USB/seriële chip. Voor de CH340 USB/Serial-chips zijn er drivers beschikbaar voor veel besturingssystemen (UNIX, Mac OS X of Windows). De maker van de CH340 levert die drivers hier.

Wanneer u de Arduino Nano voor het eerst aansluit op een USB-poort van uw computer, moet het groene aan / uit-lampje gaan branden en kort daarna moet de blauwe LED langzaam beginnen te knipperen. Dit gebeurt omdat de Nano vooraf is geladen met het BLINK-programma, dat draait op de gloednieuwe Arduino Nano.

Stap 6: Arduino geïntegreerde ontwikkelomgeving (IDE)

Als je de Arduino IDE nog niet hebt geïnstalleerd, kun je deze downloaden van Arduino.cc

Als je aanvullende inleidende informatie wilt over het werken in het Arduino-ecosysteem, raden we je aan de instructies voor de HackerBoxes Starter Workshop te bekijken.

Steek de Nano in de MicroUSB-kabel en het andere uiteinde van de kabel in een USB-poort op de computer, start de Arduino IDE-software, selecteer de juiste USB-poort in de IDE onder tools>port (waarschijnlijk een naam met "wchusb" erin). Selecteer ook "Arduino Nano" in de IDE onder tools>board.

Laad ten slotte een stukje voorbeeldcode op:

Bestand->Voorbeelden->Basis->Knipperen

Dit is eigenlijk de code die vooraf op de Nano was geladen en nu zou moeten lopen om de blauwe LED langzaam te laten knipperen. Als we deze voorbeeldcode laden, verandert er dus niets. Laten we in plaats daarvan de code een beetje aanpassen.

Als je goed kijkt, kun je zien dat het programma de LED aanzet, 1000 milliseconden (één seconde) wacht, de LED uitschakelt, nog een seconde wacht en dan alles opnieuw doet - voor altijd.

Wijzig de code door beide "delay(1000)"-instructies te wijzigen in "delay(100)". Deze aanpassing zorgt ervoor dat de LED tien keer sneller knippert, toch?

Laten we de gewijzigde code in de Nano laden door op de knop UPLOADEN (het pijlpictogram) net boven uw gewijzigde code te klikken. Bekijk hieronder de code voor de status info: "compileren" en dan "uploaden". Uiteindelijk zou de IDE "Uploading Complete" moeten aangeven en zou uw LED sneller moeten knipperen.

Zo ja, gefeliciteerd! Je hebt zojuist je eerste stukje embedded code gehackt.

Als uw snel knipperende versie eenmaal is geladen en actief is, waarom zou u dan niet kijken of u de code opnieuw kunt wijzigen zodat de LED twee keer snel knippert en dan een paar seconden wacht voordat u dit herhaalt? Probeer het eens! Wat dacht je van andere patronen? Als je er eenmaal in bent geslaagd om een gewenst resultaat te visualiseren, te coderen en te observeren om te werken zoals gepland, heb je een enorme stap gezet om een competente hardware-hacker te worden.

Stap 7: Arduino Nano Header-pinnen

Nu uw ontwikkelcomputer is geconfigureerd om code naar de Arduino Nano te laden en de Nano is getest, koppelt u de USB-kabel los van de Nano en maakt u zich klaar om te solderen.

Als je nieuw bent met solderen, zijn er veel geweldige handleidingen en video's online over solderen. Hier is een voorbeeld. Als je denkt dat je extra hulp nodig hebt, probeer dan een lokale makersgroep of hackerruimte bij jou in de buurt te vinden. Ook zijn amateurradioclubs altijd uitstekende bronnen van elektronica-ervaring.

Soldeer de twee enkele rij headers (elk vijftien pinnen) aan de Arduino Nano-module. De zes-pins ICSP-connector (in-circuit serial programming) wordt in dit project niet gebruikt, dus laat die pinnen er gewoon af.

Controleer na het solderen zorgvuldig op soldeerbruggen en/of koude soldeerverbindingen. Sluit ten slotte de Arduino Nano weer aan op de USB-kabel en controleer of alles nog goed werkt.

Stap 8: Componenten voor BioSense PCB Kit

Met de microcontrollermodule klaar voor gebruik, is het tijd om het BioSense-bord te monteren.

Componentenlijst:

• U1:: 7805 Regelaar 5V 0,5A TO-252 (gegevensblad)
• U2:: MAX1044 Spanningsomvormer DIP8 (gegevensblad)
• U3:: AD623N Instrumentatieversterker DIP8 (gegevensblad)
• U4:: TLC2272344P OpAmp DIP8 DIP8 (gegevensblad)
• U5:: INA106 differentiële versterker DIP8 (gegevensblad)
• U6, U7, U8:: TL072 OpAmp DIP8 (gegevensblad)
• D1, D2:: 1N4148 Schakeldiode Axiale kabel
• S1, S2:: SPDT-schuifschakelaar 2,54 mm pitch
• S3, S4, S5, S6:: Tastbare momentknop 6 mm X 6 mm X 5 mm
• BZ1:: Passieve piëzo-zoemer 6.5 mm pitch
• R1, R2, R6, R12, R16, R17, R18, R19, R20:: 10KOhm Weerstand [BRN BLK ORG]
• R3, R4:: 47KOhm Weerstand [YEL VIO ORG]
• R5:: 33KOhm Weerstand [ORG ORG ORG]
• R7:: 2.2MOhm Weerstand [ROOD ROOD GRN]
• R8, R23:: 1KOhm Weerstand [BRN ZWART ROOD]
• R10, R11:: 1MOhm Weerstand [BRN BLK GRN]
• R13, R14, R15:: 150KOhm Weerstand [BRN GRN YEL]
• R21, R22:: 82KOhm Weerstand [GRY RED ORG]
• R9:: 10KOhm Trimmer Potentiometer “103”
• R24:: 100KOhm Trimmer Potentiometer “104”
• C1, C6, C11:: 1uF 50V monolithische dop 5 mm steek “105”
• C2, C3, C4, C5, C7, C8:: 10uF 50V monolithische dop 5 mm steek “106”
• C9:: 560pF 50V monolithische dop 5mm pitch "561"
• C10:: 0,01uF 50V monolithische dop 5 mm steek "103"
• 9V batterijclips met draadkabels
• 1x40pin VROUWELIJKE BREAK-AWAY HEADER 2,54 mm pitch
• Zeven DIP8-aansluitingen
• Twee 3,5 mm audio-stijl, PCB-gemonteerde sockets

Stap 9: Monteer de BioSense-printplaat

WEERSTANDEN: Er zijn acht verschillende waarden van weerstanden. Ze zijn niet uitwisselbaar en moeten zorgvuldig worden geplaatst waar ze horen. Begin met het identificeren van de waarden van elk type weerstand met behulp van de kleurcodes die worden weergegeven in de componentenlijst (en/of een ohmeter). Schrijf de waarde op de papieren tape die aan de weerstanden is bevestigd. Dit maakt het een stuk moeilijker om met weerstanden op de verkeerde plaats te eindigen. Weerstanden zijn niet gepolariseerd en kunnen in beide richtingen worden geplaatst. Eenmaal op hun plaats gesoldeerd, knipt u de draden van de achterkant van het bord nauw af.

CONDENSATOREN: Er zijn vier verschillende waarden van condensatoren. Ze zijn niet uitwisselbaar en moeten zorgvuldig worden geplaatst waar ze horen. Begin met het identificeren van de waarden van elk type condensator met behulp van de nummermarkeringen in de componentenlijst. Keramische condensatoren zijn niet gepolariseerd en kunnen in beide richtingen worden geplaatst. Eenmaal op hun plaats gesoldeerd, knipt u de draden van de achterkant van het bord nauw af.

VOEDING: De twee halfgeleidercomponenten waaruit de voeding bestaat, zijn U1 en U2. Soldeer deze hierna. Houd er bij het solderen van U1 rekening mee dat de platte flens de aardpen en het koellichaam van het apparaat is. Het moet volledig op de print worden gesoldeerd. De kit bevat DIP8-sockets. Voor de spanningsomvormer U2 raden we echter ten zeerste aan om het IC voorzichtig rechtstreeks zonder socket op het bord te solderen.

Soldeer op de twee schuifschakelaars en de 9V batterij clip leads. Merk op dat als uw batterijclip werd geleverd met een connectorstekker op de kabels, u de connector er gewoon af kunt knippen.

Op dit moment kunt u een 9V-batterij aansluiten, de stroomschakelaar aanzetten en een voltmeter gebruiken om te controleren of uw voeding een -9V-rail en een +5V-rail maakt van de meegeleverde +9V. We hebben nu drie voedingsspanningen en een aarde allemaal van één 9V-batterij. VERWIJDER DE BATTERIJ OM DOOR TE GAAN MET DE MONTAGE.

DIODEN: De twee diodes D1 en D2 zijn kleine, axiaal geloode, glasoranje componenten. Ze zijn gepolariseerd en moeten zo worden georiënteerd dat de zwarte lijn op de diodeverpakking overeenkomt met de dikke lijn op de printplaatzeefdruk.

HEADER SOCKETS: Scheid de 40-pins header in drie secties van elk 3, 15 en 15 posities. Om de headers op lengte te knippen, gebruikt u kleine draadknippers om door de positie EEN VERLATEN te knippen waar u wilt dat de stekkerdoos eindigt. De pin/gat waar je doorheen snijdt wordt opgeofferd. De header met drie pinnen is voor de pulssensor aan de bovenkant van het bord met pinnen met het label "GND 5V SIG". De twee vijftien-pins headers zijn voor de Arduino Nano. Onthoud dat de zespolige ICSP-connector (in-circuit serial programming) van de Nano hier niet wordt gebruikt en geen header nodig heeft. We raden ook niet aan om het OLED-scherm te verbinden met een header. Soldeer de headers op hun plaats en laat ze voorlopig leeg.

DIP-SOCKETS: De zes versterkerchips U3-U8 zitten allemaal in DIP8-pakketten. Soldeer een DIP8 chip socket in elk van die zes posities en zorg ervoor dat de inkeping in de socket is uitgelijnd met de inkeping op de printplaat zeefdruk. Soldeer de sockets zonder de chip erin gestoken. Laat ze voorlopig leeg.

OVERIGE COMPONENTEN: Soldeer tot slot de vier drukknoppen, de twee trimpots (merk op dat het twee verschillende waarden zijn), de zoemer (merk op dat deze gepolariseerd is), de twee 3,5 mm audio-stijl aansluitingen en als laatste het OLED-scherm.

GEKOPPELDE COMPONENTEN: Zodra al het solderen is voltooid, kunnen de zes versterkerchips worden geplaatst (let op de richting van de inkeping). De Arduino Nano kan ook worden aangesloten met de USB-connector aan de rand van het BioSense-bord.

Stap 10: Elektrische veiligheids- en voedingsschakelaars

Merk in het schematische diagram voor het HackerBoxes BioSense Board op dat er een HUMAN INTERFACE (of ANALOG) gedeelte en ook een DIGITAAL gedeelte is. De enige trances die deze twee secties kruisen, zijn de drie analoge ingangslijnen naar de Arduino Nano en de +9V batterijvoeding die kan worden geopend met de USB/BAT-schakelaar S2.

Uit voorzichtigheid is het gebruikelijk om te voorkomen dat een circuit wordt aangesloten op een menselijk lichaam dat wordt gevoed door een stopcontact (lijnvoeding, netvoeding, afhankelijk van waar u woont). Dienovereenkomstig wordt het HUMAN INTERFACE-gedeelte van het bord alleen gevoed door een 9V-batterij. Hoe onwaarschijnlijk het ook is dat de computer ineens 120V op de aangesloten USB-kabel zet, dit is een kleine extra verzekering. Een bijkomend voordeel van dit ontwerp is dat we het hele bord kunnen voeden met de 9V-batterij als we geen computer nodig hebben.

AAN/UIT-SCHAKELAAR (S1) dient om de 9V-batterij volledig los te koppelen van het circuit. Gebruik S1 om het analoge gedeelte van het bord volledig uit te schakelen wanneer het niet in gebruik is.

USB/BAT SWITCH (S2) dient om de 9V batterij aan te sluiten op de digitale voeding van de Nano en OLED. Laat S2 in de USB-positie staan wanneer het bord via de USB-kabel op een computer is aangesloten en de digitale voeding door de computer wordt verzorgd. Wanneer de Nano en OLED van stroom moeten worden voorzien door de 9V-batterij, schakelt u S2 gewoon in de BAT-stand.

OPMERKING OVER VOEDINGSSCHAKELAARS: Als S1 AAN is, S2 in USB staat en er geen USB-voeding is, zal de Nano proberen zichzelf van stroom te voorzien via de analoge ingangspinnen. Hoewel dit geen probleem voor de menselijke veiligheid is, is dit een ongewenste toestand voor de delicate halfgeleiders en mag dit niet worden verlengd.

Stap 11: OLED-displaybibliotheek

Installeer als eerste test van het OLED-scherm het SSD1306 OLED-beeldschermstuurprogramma dat u hier vindt in de Arduino IDE.

Test het OLED-display door het voorbeeld ssd1306/sneeuwvlokken te laden en in het BioSense-bord te programmeren.

Zorg ervoor dat dit werkt voordat u verder gaat.

Stap 12: BioSense demo-firmware

Zullen we een spelletje doen, professor Falken?

Er is ook een cool Arkanoid-spel in de SSD1306-voorbeelden. Om echter met het BioSense-bord te werken, moet de code die de knoppen initialiseert en leest, worden gewijzigd. We hebben de vrijheid genomen om die wijzigingen aan te brengen in het hier bijgevoegde bestand "biosense.ino".

Dupliceer de arkanoid-map van de SSD1306-voorbeelden naar een nieuwe map die u biosense hebt genoemd. Verwijder het bestand arkanoid.ino uit die map en plaats het bestand "biosense.ino". Compileer en upload nu biosense naar de nano. Door op de meest rechtse knop (knop 4) te drukken, wordt het spel gestart. De peddel wordt bestuurd door knop 1 naar links en knop 4 naar rechts. Mooie opname daar, BrickOut.

Druk op de resetknop op de Arduino Nano om terug te gaan naar het hoofdmenu.

Stap 13: Pulssensormodule

Een pulssensormodule kan worden gekoppeld aan het BioSense-bord met behulp van de drie-pins header aan de bovenkant van het bord.

De Pulse Sensor Module gebruikt een LED-lichtbron en een APDS-9008 omgevingslichtfotosensor (datasheet) om LED-licht te detecteren dat wordt gereflecteerd door een vingertop of oorlel. Een signaal van de omgevingslichtsensor wordt versterkt en gefilterd met behulp van een MCP6001 op-amp. Het signaal kan dan worden gelezen door de microcontroller.

Door in het hoofdmenu van de biosense.ino-schets op knop 3 te drukken, worden monsters van het uitgangssignaal van de polssensor doorgestuurd via de USB-interface. Selecteer in het menu TOOLS van de Arduino IDE de "Serial Plotter" en zorg ervoor dat de baudrate is ingesteld op 115200. Plaats uw vingertop voorzichtig over het licht op de hartslagsensor.

Aanvullende details en projecten die verband houden met de pulssensormodule zijn hier te vinden.

Stap 14: Elektromyograaf (EMG)

Steek de elektrodekabel in de onderste 3,5 mm-aansluiting met het label EMG en plaats de elektroden zoals weergegeven in het diagram.

Als u op knop 1 drukt in het hoofdmenu van de biosense.ino-schets, worden monsters van het EMG-uitgangssignaal via de USB-interface doorgegeven. Selecteer in het menu TOOLS van de Arduino IDE de "Serial Plotter" en zorg ervoor dat de baudrate is ingesteld op 115200.

U kunt de EMG testen op alle andere spiergroepen - zelfs de wenkbrauwspieren in uw voorhoofd.

Het EMG-circuit van het BioSense-bord is geïnspireerd op deze Instructable van Advancer Technologies, die je zeker moet bekijken voor enkele aanvullende projecten, ideeën en video's.

Stap 15: Elektrocardiograaf (ECG)

Steek de elektrodekabel in de bovenste 3,5 mm-aansluiting met het label ECG/EEG en plaats de elektroden zoals weergegeven in het diagram. Er zijn twee basisopties voor het plaatsen van ECG-elektroden. De eerste bevindt zich aan de binnenkant van de polsen met de referentie (rode draad) op de rug van één hand. Deze eerste optie is makkelijker en handiger, maar is vaak wat luidruchtiger. De tweede optie is over de borst met de referentie op de rechter buik of bovenbeen.

Door in het hoofdmenu van de biosense.ino-schets op knop 2 te drukken, worden monsters van het ECG-uitgangssignaal via de USB-interface doorgegeven. Selecteer in het menu TOOLS van de Arduino IDE de "Serial Plotter" en zorg ervoor dat de baudrate is ingesteld op 115200.

Het ECG/EEG circuit van het BioSense Board is geïnspireerd op het Heart and Brain SpikerShield van Backyard Brains. Bekijk hun site voor enkele aanvullende projecten, ideeën en deze coole ECG-video.

Stap 16: Elektro-encefalograaf (EEG)

Steek de elektrodekabel in de bovenste 3,5 mm-aansluiting met het label ECG/EEG en plaats de elektroden zoals weergegeven in het diagram. Er zijn veel opties voor het plaatsen van EEG-elektroden met twee basisopties die hier worden weergegeven.

De eerste is op het voorhoofd met de referentie (rode draad) op de oorlel of het uitsteeksel van het mastoïd. Deze eerste optie kan gewoon dezelfde klik-stijl leads en gelelektroden gebruiken die voor ECG worden gebruikt.

De tweede optie aan de achterkant van het hoofd. Mocht je kaal zijn, dan werken de gelelektroden hier ook. Anders is het een goed idee om elektroden te vormen die door het haar kunnen "prikken". Een soldeerbout in borgringstijl is een goede optie. Gebruik een punttang op de kleine lipjes (zes in dit geval) in de ring om te buigen en ze allemaal in dezelfde richting uit te steken. Plaatsing onder een elastische hoofdband dwingt deze uitsteeksels voorzichtig door het haar en in contact met de hoofdhuid eronder. Indien nodig kan geleidende gel worden gebruikt om de verbinding te verbeteren. Meng keukenzout eenvoudig met een dikke vloeistof zoals vaseline of een suspensie van water en zetmeel of bloem. Zout water alleen zal ook werken, maar moet worden opgenomen in een kleine spons of wattenbolletje.

Als u op knop 2 drukt in het hoofdmenu van de biosense.ino-schets, worden monsters van het EEG-uitgangssignaal via de USB-interface doorgegeven. Selecteer in het menu TOOLS van de Arduino IDE de "Serial Plotter" en zorg ervoor dat de baudrate is ingesteld op 115200.

Aanvullende EEG-projecten en -bronnen:

Deze Instructable gebruikt een soortgelijk ontwerp als de BioSense EEG en demonstreert ook wat extra verwerking en zelfs hoe EEG Pong te spelen!

Backyard Brains heeft ook een leuk filmpje voor EEG metingen.

BriainBay

OpenEEG

OpenViBe

EEG-signalen kunnen stroboscopische hersengolfeffecten meten (bijvoorbeeld met behulp van Mindroid).

Stap 17: Uitdagingszone

Kun je naast de seriële plotter ook de analoge signaalsporen op de OLED weergeven?

Bekijk als startpunt dit project van XTronical.

Het kan ook nuttig zijn om een kijkje te nemen in het project Tiny Scope.

Hoe zit het met het toevoegen van tekstindicatoren voor signaalsnelheden of andere interessante parameters?

Stap 18: BioBox maandelijkse abonnementsbox

Applied Science Ventures, het moederbedrijf van HackerBoxes, is betrokken bij een spannend nieuw abonnementsboxconcept. BioBox zal inspireren en onderwijzen met projecten in de levenswetenschappen, biohacking, gezondheid en menselijke prestaties. Houd een optische sensor buiten voor nieuws en kortingen voor charterleden door de BioBox Facebook-pagina te volgen.

Stap 19: HACK DE PLANEET

Als je van deze Instrucable hebt genoten en elke maand een doos met elektronica en computertechnologieprojecten als deze rechtstreeks in je mailbox wilt hebben, sluit je dan aan bij de HackerBox-revolutie door HIER INSCHRIJVEN.

Reik uit en deel uw succes in de opmerkingen hieronder of op de HackerBoxes Facebook-pagina. Laat het ons zeker weten als je vragen hebt of ergens hulp bij nodig hebt. Bedankt dat je deel uitmaakt van HackerBoxes. Laat uw suggesties en feedback maar komen. HackerBoxen zijn JOUW dozen. Laten we er iets geweldigs van maken!