हैंडहेल्ड ईईजी फोकस मॉनिटर: 32 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

कॉलेज जीवन कक्षाओं, असाइनमेंट और परियोजनाओं के लिए ध्यान केंद्रित करने की मांग करता है। कई छात्रों को इस समय के दौरान ध्यान केंद्रित करने में कठिनाई होती है, इसलिए आपकी ध्यान केंद्रित करने की क्षमता की निगरानी करना और समझना इतना महत्वपूर्ण है। हमने एक बायोसेंसर डिवाइस बनाया है जो आपके फोकस के स्तर को मापने के लिए आपके ब्रेनवेव्स को मापता है और आपके देखने के लिए डेटा प्रदर्शित करता है। संक्षिप्त नाम "ईईजी" इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफ के लिए खड़ा है, जिसका अर्थ है कि यह एक मशीन है जिसका उपयोग मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है।

इस बायोसेंसर को एक ईईजी सिग्नल इनपुट और स्क्रीन पर प्रेस करने के लिए एक आवृत्ति ग्राफ और निकालने योग्य डेटा (वैकल्पिक) बनाने के लिए आपकी उंगली की आवश्यकता होती है जिसे एक्सेल में कॉपी किया जा सकता है।

अस्वीकरण: यह बायोसेंसर एक चिकित्सा उपकरण नहीं है।

आपूर्ति

• अरुडिनो यूनो ($ 23)
• ब्रेडबोर्ड ($5.50)
• 2.8 "प्रतिरोधक टच स्क्रीन के साथ Arduino के लिए TFT टच शील्ड ($34.95)
• तार ($0.95)
• ईईजी बिटालिनो ($40.79)
• इलेक्ट्रोड ($9.13)
• 3-लीड एक्सेसरी ($21.48)
• अल्कोहल स्वैब ($4.65) (वैकल्पिक)
• 9वी बैटरी ($2.18)
• 9वी बैटरी धारक ($1.69)
• यूएसबी 2.0 केबल प्रकार ए/बी $3.95)

• उपकरण

  • वायर स्ट्रिपर ($ 6.26)
  • आपके सिर के ऊपर तारों को सुरक्षित करने के लिए हेयरबैंड / हेडफ़ोन (वैकल्पिक)

कुल लागत: $142 (कीमत में उतार-चढ़ाव के आधार पर)

चरण 1: पूर्वापेक्षाएँ

• ब्रेनवेव्स को कैसे पढ़ा जाता है, इस पर कुछ बुनियादी ज्ञान ग्राफ को समझने में मददगार होगा, लेकिन जरूरी नहीं।

  कुछ बुनियादी पृष्ठभूमि की जानकारी के लिए यह एक अच्छा संसाधन है।

• हमारा कोड प्राप्त करने के लिए आपको GitHub वेबसाइट तक पहुंच की भी आवश्यकता होगी।
• आपको Arduino एप्लिकेशन डाउनलोड करना होगा।

चरण 2: सुरक्षा सावधानियां

• सुनिश्चित करें कि सर्किट संचालित नहीं है (बैटरी पैक बंद है, यूएसबी प्लग इन नहीं है) सर्किट को संशोधित करते समय।
• सुनिश्चित करें कि आस-पास कोई तरल पदार्थ नहीं है जो सर्किट पर फैल सकता है।
• चेतावनी: यह एक चिकित्सा उपकरण नहीं है और इसकी सटीकता समान नहीं है। यदि आपको ब्रेनवेव्स पर अध्ययन करने की आवश्यकता है तो उचित ईईजी का उपयोग करें।
• सर्किट या बायोसेंसर के साथ काम करते समय अपने हाथों को सूखा रखें।

चरण 3: संकेत और सुझाव

समस्या निवारण

• सुनिश्चित करें कि आपके तार सही पिन से जुड़े हैं। यदि नहीं, तो एक अस्पष्ट पठन दिखाई देगा।
• जब आप अपनी स्क्रीन में प्लग इन करते हैं, तो सुनिश्चित करें कि आपने एक पिन नीचे सब कुछ फिट नहीं किया है (यदि आप देखते हैं कि कोई भी स्क्रीन पिन कनेक्ट नहीं है, तो यही कारण है)
• सुनिश्चित करें कि आपने बिटालिनो को ठीक से प्लग किया है (निर्देशों में देखे गए लोगो और ईईजी चिह्न के आधार पर)
• सुनिश्चित करें कि यदि स्क्रीन ठीक से प्लग इन हो गई है तो पिन की धातु अब दिखाई नहीं दे रही है।
• यदि कोड संकलित करने में विफल रहता है और उन्हें एक निश्चित पुस्तकालय नहीं मिल रहा है, तो सुनिश्चित करें कि आपने सभी उल्लिखित पुस्तकालयों को स्थापित किया है।

इनसाइट्स

लंबाई में कटौती करने से पहले उस स्थान को ध्यान में रखना याद रखें जिसे आपको तार को पट्टी करने की आवश्यकता है।

• इलेक्ट्रोड को अपने माथे पर लगाने से पहले, सुनिश्चित करें कि इसे पहले धोकर सुखा लें या प्रतिबाधा को कम करने के लिए अल्कोहल स्वैब का उपयोग करें।
• Arduino मेगा का उपयोग करने से अतिरिक्त एनालॉग और डिजिटल पिन मिलेंगे, जिसका अर्थ यह होगा कि आपको तारों और स्क्रीन के बीच पिन को "साझा" करने की आवश्यकता नहीं होगी जैसे हम इस मॉडल में कर रहे हैं।

चरण 4: डिवाइस के पीछे का विज्ञान।

आपका मस्तिष्क आपकी चेतना/फोकस के स्तर के आधार पर विद्युत संकेतों की विभिन्न आवृत्तियों का उत्पादन करता है। यह गामा तरंगों (32-100 हर्ट्ज) का उत्पादन करता है जब यह किसी कार्य, प्रसंस्करण सूचना या सीखने पर अत्यधिक केंद्रित होता है। जब आप सतर्क, सोच या उत्साहित होते हैं तो यह बीटा तरंगें (13-32 हर्ट्ज) उत्पन्न करता है। यदि आप शारीरिक और मानसिक रूप से तनावमुक्त हैं तो अल्फा तरंगें (8-13 हर्ट्ज) उत्पन्न होती हैं। थीटा तरंगें (4-8 हर्ट्ज) गहरी ध्यान या आरईएम (रैपिड आई मूवमेंट) नींद के दौरान होती हैं। डेल्टा तरंगें (<4 हर्ट्ज) गहरी, स्वप्नहीन नींद के दौरान होती हैं।

हमारा सेंसर आपको बताएगा कि प्रत्येक तरंग कितनी मात्रा में मौजूद है जिससे आप अपने फोकस के स्तर को माप सकते हैं। यह केवल 0Hz-59Hz से तरंग दैर्ध्य का पता लगाता है, जो कि वह सीमा है जहां अधिकांश ब्रेनवेव्स होती हैं।

यदि आप एक वीडियो ट्यूटोरियल पसंद करते हैं, तो यहां एक अच्छा वीडियो है जिसे आप देख सकते हैं।

हमारे परिचय वीडियो में, हमने फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म के बारे में बात की। यह वीडियो बताता है कि क्या है।

चरण 5: स्ट्रिप और कट वायर

सर्वोत्तम परिणामों के लिए, आपको कम से कम 5 लंबे 3 टुकड़ों की आवश्यकता होगी।

यदि आपने पहले तार नहीं हटाया है, तो यहां एक सरल ट्यूटोरियल है।

युक्ति: जब आप तार काटते हैं, तो तार को अलग करने के लिए जगह छोड़ना सुनिश्चित करें।

चरण 6: प्रत्येक तार का एक छोर लूप करें

यहां लक्ष्य तार के खुले हिस्से के एक छोर पर एक लूप बनाना है। यह लूप लगभग उसी आकार का होना चाहिए जैसा कि टीएफटी टच शील्ड के नीचे पिन या थोड़ा बड़ा होना चाहिए।

चरण 7: स्क्रीन के नीचे संबंधित पिन का पता लगाएँ

3.3V, GND और A5 के लिए संबंधित पिन की पहचान करने के लिए Arduino Uno और स्क्रीन के नीचे की तुलना करें।

संकेत: यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो आप चित्र में रुचि के पिनों के चारों ओर लाल घेरे देख सकते हैं।

चरण 8: तारों को टीएफटी टच शील्ड पिन से जोड़ें

टीएफटी टच शील्ड पिन पर आपके द्वारा बनाए गए छोरों को संलग्न करें जो कि Arduino पर 3.3V आउटपुट, GND और A5 एनालॉग पिन के अनुरूप हैं।

युक्ति: यदि आप सुनिश्चित नहीं हैं कि इसे किससे जोड़ना है, तो आप ऊपर चित्र में दर्शाए गए लोगों का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 9: वायर लूप्स को कस लें

वायर लूप के धातु वाले हिस्से को कसने के लिए पिंच करें। यह एक बेहतर कनेक्शन सुनिश्चित करेगा।

चरण 10: टीएफटी टच शील्ड में प्लग करें

तारों को उनके स्थान पर सुरक्षित करने के लिए अपनी उंगलियों का उपयोग करें और TFT Touch Shield को पलटें। इसे Arduino में प्लग करें।

चरण 11: तारों को ब्रेडबोर्ड में प्लग करें।

कनेक्ट करें

• ब्रेडबोर्ड पर 3.3V तार से + कॉलम तक।
• GND वायर टू - ब्रेडबोर्ड पर कॉलम।
• ब्रेडबोर्ड पर किसी भी पंक्ति में A5 तार।

युक्ति: जो तार आप स्क्रीन पर दौड़ते हुए देखते हैं, वे दृष्टांत उद्देश्यों के लिए हैं। हमने स्क्रीन के नीचे तारों को चलाने का विकल्प चुना क्योंकि हमारे पास जो तार थे वे बहुत छोटे थे।

चरण 12: अपना 3-लीड एक्सेसरी कनेक्ट करें

3-लीड एक्सेसरी को बिटालिनो ईईजी सेंसर से कनेक्ट करें। इसे उस तरफ प्लग करें जिस पर "ईईजी" लेबल है।

चरण 13: अपने ईईजी सेंसर को एक तार से कनेक्ट करें

अपने तार ईईजी सेंसर को उस तरफ बिटालिनो लोगो के साथ कनेक्ट करें।

चरण 14: ईईजी को ब्रेडबोर्ड से कनेक्ट करें

तार के दूसरे छोर को ब्रेडबोर्ड से कनेक्ट करें जैसा कि चित्र में देखा गया है।

• लाल तार को ब्रेडबोर्ड के + कॉलम से कनेक्ट करें
• ब्लैक वायर को ब्रेडबोर्ड के - कॉलम से कनेक्ट करें
• बैंगनी तार को A5 पिन से तार के साथ पंक्ति से कनेक्ट करें।

चरण 15: अपने माथे पर इलेक्ट्रोड चिपकाएं

इलेक्ट्रोड को छीलें और उन्हें अपने माथे पर चिपका दें जैसा कि चित्र में देखा गया है।

चरण 16: अपने आप को प्लग इन करें

3-लीड एक्सेसरी के सिरों को अपने माथे पर इलेक्ट्रोड से जोड़कर सर्किट के साथ एक बनें। इलेक्ट्रोड पर धातु बिट को 3-लीड एक्सेसरी के छिद्रों में अच्छी तरह से फिट होना चाहिए।

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कौन सा लेड किस इलेक्ट्रोड में जाता है जब तक कि सफेद बीच में हो।

चरण 17: तारों को सुरक्षित करें (वैकल्पिक)

यदि आप नहीं चाहते कि तार आपके दृश्य को अवरुद्ध कर दें, तो उन्हें अपने सिर के ऊपर से पीछे की ओर खिसकाएँ और उन्हें किसी चीज़ से सुरक्षित करें। मैंने ऐसा करने के लिए हेडफ़ोन का उपयोग करना चुना।

चरण 18: बैटरी पैक में 9V बैटरी डालें।

बैटरी पैक में 9V की बैटरी डालें।

चरण 19: 9वी बैटरी पैक में प्लग करें

चित्र में दिखाए गए पोर्ट में 9V बैटरी पैक में प्लग करें। ऐसा करते समय बैटरी पैक को बंद रखें।

चरण 20: जीथूब से कोड प्राप्त करें

• इस लिंक पर जाएं:
• Hand_Held_EEG.ino फ़ाइल पर क्लिक करें। कोड को अपनी Arduino विंडो में कॉपी और पेस्ट करें।

वैकल्पिक रूप से, आप हरे "क्लोन या डाउनलोड" बटन पर क्लिक कर सकते हैं, इसे ज़िप के रूप में सहेज सकते हैं, फिर फ़ाइल को निकाल सकते हैं और इसे खोल सकते हैं।

चरण 21: उपयुक्त पुस्तकालय डाउनलोड करें

जब आप कोड को संकलित करने का प्रयास करते हैं, तो आपको विशेष पुस्तकालयों को देखने के लिए प्रेरित किया जाएगा।

• टूल्स पर जाएं>लाइब्रेरी प्रबंधित करें
• लाइब्रेरी में टाइप करें जिसकी आपको सर्च बार में जरूरत है। वह डाउनलोड करें जो वांछित पुस्तकालय से सबसे अधिक मेल खाता हो।

• ये वे पुस्तकालय हैं जिनकी आपको आवश्यकता होगी:

  • arduinoFFT.h
  • Adafruit_GFX.h
  • एसपीआई.एच
  • वायर.एच
  • Adafruit_STMPE610.h
  • एडफ्रूट_आईएलआई9341.

वैकल्पिक रूप से, आप इन लिंक्स से पुस्तकालयों को डाउनलोड कर सकते हैं। और उन्हें अपने पुस्तकालय फ़ोल्डर में कॉपी करें।

Arduino FFT:

एसपीआई:

तार:

एडफ्रूट ILI9341:

एडफ्रूट STMPE610:

एडफ्रूट जीएफएक्स:

चरण 22: Arduino UNO को अपने कंप्यूटर में प्लग करें

USB केबल का उपयोग करके Arduino UNO को अपने कंप्यूटर में प्लग करें।

चरण 23: कोड अपलोड करें

अपनी Arduino विंडो में अपलोड बटन दबाएं जैसा कि ऊपर चित्र में लाल घेरे में दिखाया गया है। अपलोडिंग पूर्ण होने तक प्रतीक्षा करें।

चरण 24: अंतिम उत्पाद

USB केबल को अनप्लग करें और अब आपके पास अंतिम उत्पाद है! आपको बस इतना करना है कि बैटरी पैक चालू करें और डेटा एकत्र करना शुरू करने के लिए स्क्रीन पर टैप करें!

आप बाईं ओर जितने अधिक स्पाइक देखेंगे, आपका फ़ोकस स्तर उतना ही कम होगा।

चरण 25: ईगल आरेख

ऊपर ईगल आरेख है। टीएफटी टच शील्ड, ईईजी सेंसर और 9वी बैटरी को लेबल किया गया है। Arduino UNO का अपना लेबल पहले से ही मुद्रित है।

9V बैटरी का सकारात्मक छोर 5V पिन से जुड़ा है और नकारात्मक छोर Arduino Uno के GND पिन से जुड़ा है।

EEG सेंसर का VCC पिन 3V पिन से जुड़ा होता है, GND पिन GND पिन से और REF पिन Arduino Uno के A5 पिन से जुड़ा होता है।

TFT Touch Shield Arduino Uno के सभी पिनों से जुड़ा है।

चरण 26: डेटा पढ़ना।

चरण 4 में, एक आरेख था जिसमें दिखाया गया था कि ब्रेनवेव्स की कौन-सी आवृत्तियाँ चेतना/फोकस के किस स्तर से मेल खाती हैं। हमारा ग्राफ 10Hz प्रति वर्ग के पैमाने पर है। इसलिए, यदि आप दूसरे वर्ग के अंत में एक चोटी देखते हैं (जैसे चित्र में)। इसका मतलब है कि 20Hz पर अधिकांश ब्रेनवेव्स हैं। यह बीटा तरंगों को इंगित करता है, जिसका अर्थ है कि व्यक्ति जागृत और केंद्रित है।

चरण 27: सीरियल मॉनिटर खोलना (वैकल्पिक)

ऊपरी बाएँ में टूल टैब के अंतर्गत सीरियल मॉनीटर खोलें।

या, आप Ctrl+Shift+M. दबा सकते हैं

चरण 28: सीरियल मॉनिटर पर एक रीडिंग लें (वैकल्पिक)

कंप्यूटर में arduino प्लग किए जाने के साथ, टचस्क्रीन डिस्प्ले का उपयोग करके रीडिंग लें।

चरण 29: अपने परिणाम कॉपी करें (वैकल्पिक)

सीरियल मॉनिटर पर क्लिक करें, सभी डेटा को कॉपी करने के लिए CTRL+A और फिर CTRL+C दबाएँ।

चरण 30: परिणामों को टेक्स्ट दस्तावेज़ में पेस्ट करें। (वैकल्पिक)

नोटपैड जैसा टेक्स्ट दस्तावेज़ खोलें और परिणाम पेस्ट करने के लिए CTRL+V दबाएँ।

चरण 31: परिणामों को.txt फ़ाइल के रूप में सहेजें। (वैकल्पिक)

डेटा का विश्लेषण करने के लिए इस कोड को एक्सेल जैसे सॉफ़्टवेयर में निर्यात किया जा सकता है।

चरण 32: आगे के विचार

• आप एक ऐसा उपकरण बना सकते हैं जो एक वाइब्रेटिंग मोटर और कुछ कोड जोड़कर फोकस खो देता है जो आपको जगा देता है जो मोटर को सक्रिय करता है यदि यह एक निश्चित आवृत्ति से नीचे ब्रेनवेव का पता लगाता है (इसी तरह एक फिटबिट कंपन करता है)।
• एसडी कार्ड क्षमताओं को जोड़ने से आप डेटा को स्टोर कर सकते हैं और माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे अनुप्रयोगों के माध्यम से इसे अन्य तरीकों से संसाधित कर सकते हैं।