Шлюзове към Душата - Eyeboard - 💡 Fix My Ideas

Шлюзове към Душата - Eyeboard

Шлюзове към Душата - Eyeboard


Автор: Ethan Holmes, 2019

Един от моите съученици в гимназията е квадриплегичен, а след като се запознах с него и чух за други с подобни условия, научих, че много хора с увреждания не могат да си позволят технологии, които да им позволят да общуват - особено в места като Хондурас, където живея. Системите са твърде скъпи.

Това ме мотивира да създам евтин, но надежден интерфейс човек-компютър, който открива движенията на очите с помощта на електроокулография (EOG), биомедицинска техника, базирана на събиране на сигнали от електроди, поставени около очите. Интерфейсите на EOG позволяват на потребителите, които не могат да манипулират с мишка или тракпад с ръце, да преместят курсора на екрана на компютъра. Знаех, че евтината система EOG може да бъде от полза за много хора.

Дизайн

Очната ябълка генерира напрежение от 0.4mV – 1.0mV (миливолта) между предната му роговица и ретината в гърба. Ако прикрепите електроди на противоположните страни на окото, те ще вземат част от това напрежение, в зависимост от това къде е насочена очната ябълка. Гледайки право напред, с роговицата и ретината, еквидистантни между електродите, няма да има напрежение. Но с очната ябълка под ъгъл към едната страна, можете да измерите микроволтов сигнал между електродите по-близо до роговицата и противоположния. EOG може да проследява хоризонтални и вертикални движения, но хоризонтално е по-лесно и по-полезно. Моята система, подобно на много други, само следи хоризонтално, използвайки 3 електрода: един точно до всяко око, а земният електрод е центриран върху моста на носа или челото.

Чип на процесор или дори осцилоскоп не може да открие такива малки напрежения, така че системата EOG трябва да ги усили, като същевременно филтрира всеки шум от близки електрически устройства и кабели. Можете да видите схемата, която съм построил, за да постигна това, заедно с инструкциите стъпка по стъпка за изграждане на моята система EOG и програмиране на неговия микроконтролерен чип, в страницата 29 на томовете в Volume 29.

За усилване на сигнала първоначално, аз използвам INA118 апаратура усилвател чип конфигуриран с 100Ω резистор между щифтове 1 и 8, което му дава печалба от 501. Високото CMRR на чипа INA118 (съотношение на отхвърляне от общ режим) от 110 dB елиминира общите сигнали, отидете в двата входа, което премахва някои шум в началото на пътя на сигнала.

Шумът от електродните вериги има тенденция да идва на високи честоти, така че моите използват 2 пасивни нискочестотни филтъра в последователност, за да се намали този шум над тяхната гранична честота от около 16Hz. С схемата, която използвах, формулата за изключване е 1 / 2πRC, където R е съпротивление и C е капацитет, така че с 100kΩ резистор и 0.1 µF капачка, това излиза на 15.9Hz, което е добре; движенията на очите не са толкова бързи, че филтрирането изрязва нещо важно.

И накрая, кондензатор нулира сигнала чрез премахване на DC компенсирания добавен от потенциала за почивка между очите, а веригата на напрежението ви позволява да свържете устройство с по-голям източник на импеданс, отколкото импеданса на изхода на EOG, което е полезно за свързване на осцилоскоп или мултиметър за отстраняване на проблеми. За захранване на системата, използвам два 7805 регулатора на напрежението, свързани по трик начин за захранване на веригата с + 5V, –5V и земята (0V), елиминирайки необходимостта от двойно захранване.

За да обработи усилващия сигнал, когато очите се движат хоризонтално, аз го вкарвам в аналогово-цифровия конвертор на микроконтролера AT-mega328P, програмиран да изпраща данни към компютър чрез сериен порт. Python скрипт на компютъра след това изпраща данните към C ++ аплет, който написах, което позволява на потребителя да изписва съобщения. Търсенето вляво се превърта надолу чрез букви, а гледането вдясно ги избира. За да направя носенето на електродите по-удобно, аз ги монтирах на някои очила, модирани с лента за глава и супер лепило. Изградих няколко прототипа на тези EOG очила с добри резултати.

Все още подобрявам тази система EOG, включително търся начини да го направя по-удобно за носене. Радвам се, че разработих система за по-малко от 200 долара, която дава възможност на хората с увреждания, като моя съученик, да комуникират, когато комерсиалните версии на една и съща цена струват минимум 10 000 долара. Също така бих искал да създам евтини EOG-интерфейсни системи за други приложения, като например контролиране на инвалидна количка или телевизор.Току-що завърших гимназия, а това, което ми трябва най-вече, за да преследвам тези идеи, е стипендия, спонсор или друг източник на финансиране, за да мога да уча електротехника в САЩ.



Може Да Се Интересувате

Тази седмица в Осъществяване: нация на създателите, RPi отговаря на частици, както и масло-преминаващ Bot

Тази седмица в Осъществяване: нация на създателите, RPi отговаря на частици, както и масло-преминаващ Bot


Внимание на създателя: Питър Рос

Внимание на създателя: Питър Рос


Вземете семейството заедно на благодарността с 8 забавни проекта

Вземете семейството заедно на благодарността с 8 забавни проекта


Надстройка на маса за джаги със спасени отпадъци

Надстройка на маса за джаги със спасени отпадъци