Tabla de contenido:
- Paso 1: Lista de piezas
- Paso 2: circuito
- Paso 3: Modificaciones del circuito AD8232
- Paso 4: la diadema
- Paso 5: software
- Paso 6: Resumen
Video: Detector de guiños: 6 pasos (con imágenes)
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41
Este instructivo explica cómo hacer un "detector de parpadeo" a partir de un sensor de ECG (electrocardiograma) AD8232 modificado, un amplificador operacional cuádruple LM324-N, un Arduino Uno R3 y una diadema casera.
El detector tiene dos salidas … una para cuando hace un guiño con el ojo izquierdo … y otra para cuando hace un guiño con el derecho.
Los parpadeos normales, que afectan a ambos ojos, se ignoran.
Las aplicaciones para este circuito incluyen:
- interfaces de juego
- tecnología de asistencia
Se requieren pocas herramientas … solo un soldador y un cuchillo afilado.
Las modificaciones del sensor, que pueden revertirse, requieren que usted:
- cortar dos pistas
- agregue dos puentes / cortos de soldadura
- agregar un enlace de cable corto
El costo estimado de los componentes es de $ 15.00
Imagenes
- La foto de portada muestra una vista de cerca del detector de guiños.
- La foto 2 muestra la posición aproximada de la diadema.
- El video muestra el detector de guiños en funcionamiento. Se realizan tres guiños sucesivos con cada ojo.
Paso 1: Lista de piezas
Las siguientes piezas se obtuvieron de
- 1 solo módulo de monitor cardíaco ECG AD8232
- 1 solo Arduino Uno R3
Las siguientes partes se obtuvieron localmente:
- 1 solo amplificador operacional cuádruple LM324
- 1 resistencia de solo 220K ohmios 1/8 vatio
- 2 resistencias de solo 120K ohmios 1/8 vatios
- 1 resistencia de solo 15K ohmios 1/8 vatio
- 2 resistencias de solo 10K ohmios 1/8 vatios
- 1 solo resistencia de 1200 ohmios 1/8 vatio
Varios artículos ya disponibles:
- tablero de circuitos
- alambre de cobre trenzado
- soldar
El costo estimado de los componentes es de $ 15
Paso 2: circuito
El diagrama del circuito del "detector de parpadeo" se muestra en la foto 1
El circuito comprende un módulo de sensor cardíaco ECG AD8232 modificado, un amplificador operacional cuádruple LM324, un Arduino Uno R3, algunas resistencias y dos LED.
La forma de onda de salida del AD8232 ronda los 1,5 voltios CC.
Cuando el ojo izquierdo parpadea, la forma de onda de salida del AD8232 se eleva hacia los 3,3 voltios. Cuando la forma de onda excede los 2.8 voltios, la salida del comparador de parpadeo izquierdo cambia de cero a 5 voltios como se muestra en la foto 2.
Cuando el ojo derecho parpadea, la forma de onda de salida del AD8232 cae hacia cero voltios. Cuando la forma de onda cae por debajo de 0,2 voltios, la salida del comparador de parpadeo derecho cambia de cero a 5 voltios como se muestra en la foto 3.
Los parpadeos normales no tienen ningún efecto en la salida, ya que son el equivalente a dos parpadeos simulados y no es posible que la salida del AD8232 vaya en dos direcciones opuestas al mismo tiempo.
El AD8232 se suministra con un juego de electrodos y electrodos de ECG recubiertos de gel. Después de algunos usos, las almohadillas tienden a caerse. Para contrarrestar esto, coloqué unas almohadillas de acero estañado en una diadema hecha con un viejo cordón y velcro. Los detalles sobre cómo construir esta banda para la cabeza se describen en otra parte de este artículo.
Paso 3: Modificaciones del circuito AD8232
En la foto 1 se muestra una placa de circuito sin modificar.
Cuando se utiliza como monitor cardíaco, los cables de ECG se conectan de la siguiente manera:
- El brazo derecho está conectado a RA
- El brazo izquierdo está conectado a LA
- La pierna derecha está conectada a RL
En la foto 2 se muestra una placa de circuito modificada
Después de las modificaciones, los clientes potenciales se convierten en:
- La ceja derecha está conectada a RA
- La ceja izquierda está conectada a LA
- La frente está conectada a RL
El circuito original
En la foto 3 se muestra un diagrama de bloques simplificado del monitor cardíaco original.
Este diagrama fue creado haciendo coincidir los valores de los componentes en el esquema del "Monitor cardíaco" de Sparkfun [1] con el "Diagrama de bloques funcionales" de AD8232 [2]
Cuando se usa como monitor cardíaco, ambas entradas al amplificador de instrumentación AD8232 están conectadas al riel de suministro de 3.3 voltios a través de resistencias de 10M. Sin embargo, el amplificador de instrumentación no puede funcionar a menos que los dos cables de entrada estén alrededor del potencial del carril medio.
El potencial del carril medio se obtiene inyectando una pequeña corriente (10uA) del cable RLD (impulso de la pierna derecha) en su pierna. Hemos creado efectivamente un divisor de voltaje usando su cuerpo como una de las resistencias.
El propósito real del cable RLD se explica en la hoja de datos de AD8232 … Lo estoy viendo desde un punto de vista diferente.
El circuito modificado
En la foto 3 se muestra un esquema de bloque de las modificaciones del circuito.
En lugar de buscar latidos cardíacos, el detector de guiños busca diferencias en el potencial eléctrico. Como tal, debe estar completamente operativo en todo momento … ambas entradas del amplificador de instrumentación deben estar conectadas a un potencial de carril medio como Vref (1,5 voltios)
Esto se logra cortando la pista que conecta ambas resistencias de 10M al suministro de 3.3 voltios y uniendo el extremo cortado a Vref por medio de un pequeño enlace de cable. Ambas entradas del amplificador de instrumentación están ahora en potencial de carril medio, lo que significa que la salida del AD8232 ronda los 1,5 voltios CC.
Tampoco necesitamos el cable RLD … usemos este cable para mejorar el CMRR (índice de rechazo de modo común) del sistema elevando su cuerpo al potencial de midrail. Esto se logra cortando la pista al pin AD8232 RLD y uniendo el extremo cortado a Vref.
La hoja de datos AD8232 recomienda que los pines RLD y RLDF (retroalimentación de la unidad de la pierna derecha) se cortocircuiten cuando se usa un circuito de dos cables. Esto se logra poniendo en cortocircuito el condensador que une estos dos pines.
Referencias
[1]
cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Biomet…
[2]
www.analog.com/media/en/technical-document…
Paso 4: la diadema
La diadema estaba hecha de un cordón viejo, un trozo de velcro y algunos ganchos de velcro. Los detalles de construcción se muestran en las fotos 1..4
Las almohadillas están hechas de una placa delgada de hojalata … Usé el fondo de una lata de pintura vieja … y están unidas al cordón por lengüetas estrechas cortadas de la misma placa de hojalata. Esto permite que las almohadillas se deslicen alrededor de la diadema.
Desafíe los bordes de las almohadillas metálicas con una lima y lije ligeramente las superficies de contacto. Suelde los cables del monitor cardíaco a las lengüetas metálicas expuestas.
Es importante que las almohadillas hagan un buen contacto con la piel … se recomienda un gel de contacto médico, pero he descubierto que el humectante de manos también funciona.
El tamaño de la almohadilla no es crítico … desde entonces he reducido el ancho mientras experimentaba con un espaciado más cercano de las almohadillas … reducir a la mitad el tamaño no hizo ninguna diferencia.
Paso 5: software
Instrucciones
Sube el archivo adjunto "wink_detector_4.ino" a tu Arduino y ejecútalo.
Notas
El código es notablemente simple … simplemente sondea cada una de las dos salidas del detector de parpadeo y hace parpadear el LED correspondiente cada vez que un comparador cambia de estado.
Pero hay un problema … los guiños fuertes pueden hacer que el LED opuesto parpadee.
El trazo superior en la foto 1 muestra la salida del AD8232 cayendo a cero voltios luego de un fuerte guiño del ojo izquierdo. El comparador del ojo derecho (trazo inferior) ve esto como un guiño a la derecha y genera una salida falsa.
La foto 2 muestra ambas salidas del comparador para un fuerte guiño a la izquierda. El comparador de la derecha sigue generando una salida falsa 800 mS después de que comienza el parpadeo a la izquierda.
Se utiliza una solución de software para evitar esto … el primer detector que ve un guiño desactiva el otro detector durante 1 segundo. Este período es ajustable en el encabezado del código,
Paso 6: Resumen
Este instructivo explica cómo convertir un "Monitor cardíaco" Sparkfun AD8232 en un "Detector de guiños".
También se proporcionan detalles de construcción para una diadema ajustable.
El código Arduino elimina los disparos falsos debidos al sobreimpulso de la salida AD8232 en presencia de guiños fuertes.
Las aplicaciones para este circuito incluyen:
- interfaces de juego
- tecnología de asistencia
El costo estimado de los componentes es de $ 15.00
Haga clic aquí para ver mis otros instructivos.
Recomendado:
Detector de corriente CA inalámbrico: 7 pasos (con imágenes)
Detector de corriente de CA inalámbrico: mientras hacía mi Instructable anterior (sensor de proximidad infrarrojo fácil) descubrí algunas cosas sobre el uso de 2 transistores seguidos para amplificar una señal muy débil. En este Instructable, desarrollaré este principio que también se llama & quo
Detector de nivel de máquina de coque - ¡Ahora con voz !: 6 pasos (con imágenes)
Detector de nivel de máquina de coque - ¡Ahora con voz !: Este proyecto es una remezcla de mi detector de nivel de lata de máquina de coque, (https://www.instructables.com/id/Coke-Machine-Can-Level-Detector/) con nuevos sensores ¡y la adición de sonido hablado! Después de que hice mi primer detector de nivel, agregué un zumbador piezoeléctrico a g
Cómo desmontar una computadora con sencillos pasos e imágenes: 13 pasos (con imágenes)
Cómo desmontar una computadora con sencillos pasos e imágenes: esta es una instrucción sobre cómo desmontar una PC. La mayoría de los componentes básicos son modulares y se quitan fácilmente. Sin embargo, es importante que se organice al respecto. Esto ayudará a evitar que pierda piezas y también a que el reensamblaje sea más fácil
Detector de humo IOT: actualice el detector de humo existente con IOT: 6 pasos (con imágenes)
Detector de humo IOT: Actualización del detector de humo existente con IOT: Lista de contribuyentes, Inventor: Tan Siew Chin, Tan Yit Peng, Tan Wee Heng Supervisor: Dr. Chia Kim Seng Departamento de Ingeniería Mecatrónica y Robótica, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia.Distribut
Detector de movimiento con notificaciones Blynk (WeMos D1 Mini + HC-SR04): 4 pasos (con imágenes)
Detector de movimiento con notificaciones Blynk (WeMos D1 Mini + HC-SR04): VOTE por este proyecto en el Concurso inalámbrico. ¡Gracias! Actualización n. ° 2: pocos ajustes (versión 2.2), puede configurar su sensor (rango y nombre) directamente en la definición. Además, a veces sucedió que el sensor leyó valores incorrectos y envió una notificación