Öppna brain wave hårdvara (6 / 17 steg)

Steg 6: öppna brain wave gränssnitt hårdvara kopplingsschema

bild: UK nyheter papper Telegrafera dagligen 1997.

Det här diagrammet är baserat på prototype 1, 2 och 3 och med Arduino och BlueTooth interface. uppdaterad den 9 oktober 2012.

bild: alla diagram
bild: alla diagram AMP del
bild: alla diagram toppen
bild: AMP del
bild: filtrera del
bild: AMP del
bild: aktiv amp
bild: balans amp
bild: lågt skuren amp
bild: nivå sålla och klipp
bild: filter
bild: DC-DC
bild: Arduino kör-läge
bild: Arduino programmet läge: Anslut med Arduino Nano och Mac/PC
bild: Arduino Bluetooth-inställningsläget: Anslut med Arduino Nano och Mac/PC

Reservdelslista:

huvudet amp: OPA2111 X 2
offset amp: TL064 X 2
Filtrera IC: MAX 7480 X 2
R: 10 M ohm X 4
R: 1 M ohm X 2
R: 100 K ohm X 23
R: 10 K ohm X 4
R: 4.7 K ohm X 2
R: 2 K ohm X 2
R: 1 K ohm X 8
R: 470 ohm X 3
C: 47 µF 16V X 6 (detta delar har polaritet. + sida går till + power - sida går till - power)
C: 105 X 2 (C: 1 µF = 1.000.000 pF: lågt skuren 0.16 Hz, Använd 0,1 µF är lågt skuren 1.6 Hz)
---f (Hz) = 1 / (2 π RC): R = 1 M ohm: π = 3.14159
C: 104 X 6 (0,1 µF = 100.000 pF)
C: 0,01 ΜF X 1
C: 0.0022 ΜF X 1
C: 331 X 4 (330 pF)
C: 100 pF X 4
C: 10 pF X 6
Zener diod: RD5.6E X 2 (andra: 1N5232B-T 5,6 V 500 mW)
Trimer: 100 K ohm X 2 (för vinning justera)
Trimer: 47 K ohm X 2 (för förskjutning justera)
S-8135AG: X 1 (5V referens regulator, ersätta detta om du vill använda Zener diod 5 V är ok också)
TA48M05F: X 1 (låg spänning tappar 5 V 500 mA utdata regulator)
ERA81: X 1 (låg spänning droppe diod. Schottky diod. andra: 1N5817)
555: X 1 (timer IC eller andra klocka IC)
DC-DC: RZC12W20 X 2 (DC-DC. +/-12 V, 40 mA)
---Jag använde denna DC-DC eftersom jag hade beståndet av denna delar över 20 år.
---Du kan använda som RB-0512D rekom makt. eller RD-0512D i fall använda endast en DC-DC.
---Steg 7 använder en DC-DC +-12 V för aktiva huvudet amp, andra en DC-DC +-15 V använda för filter amp.
---Det här diagrammet använder vänster för en DC-DC och rätt för andra en DC-DC.
DC-DC: ISL97519A 2.4 V ingång till 5,8 V utgång (300.. 400 mA utdata)
---i fall använda Arduino BT då Nej behöver detta. också i fall använda 7... 12 V-batteri inte behöver detta.
---Steg 7 använda inte detta. Steg 9 används.
Arduino BT eller UNO + Bluetooth eller Pro mini + Bluetooth: X 1
Arduino Proto Shield för Arduino BT eller UNO: X 1
RGB LED: X 2
elektrod: X 5
elektroden mapp: X 5
elektroden pad: X 1
kabel (6 wire) 1 m till 2 m: X 1
kontakt och PIN (10 PIN eller 6-PIN): X 2

När använder Arduino BT.
måste du ansluta batteriet: 2,0 V... 5.2 V.
(när 2,0 V: 520 mA, 2,7 V: 350 mA, 3.9 V: 220 mA, 4,5 V: 200 mA, 5 V: 180 mA)

När använder Arduino Nano.
måste du ansluta batteri: 7 V... 12 V.

När använder Arduino Pro mini.
måste du ansluta batteri: 5 V.

denna enhet Arduino koden är på kodavsnittet:
http://psychiclab.net/IBVA/ArduinoCode5.html
Du kan använda
Quartz kompositör IBVA plugin XCODE för Mac är öppen källkod. ingår exempel QC-fil att Visa Raw-data.
Brainbay IBVA plugin för OpenEEG projekt PC är öppen källkod.
http://www.psychiclab.net/IBVA/BrainBay.html

Kan använda IBVA V5 program för Mac. alla IBVA användare sedan 1991 kan få detta gratis uppgradering.
Om du som kan du köpa den också.
http://www.psychiclab.net/IBVA/IBVAnew2.html

Det här diagrammet är i princip samma som jag använt över 30 år.
behöva ställa in två trimer, totala vinst och offset för AD-ingången på Arduino.
behöva ställa in 200 micro V p -p ingång gör 5 V p -p till Arduino analog ingång. Total vinst är 25.000.
även 2,5 V förskjutning till Arduino analog ingång. produktionen måste ange 0 5 V.
Filter MAX7480 fungerar 0,25 V till 4,75 V (V-0.25V). fungerar inte med 0-5 V.
måste kalibrera detta av mjukvarusidan för slutlig justera.
måste faktiskt ställa 200 micro V p -p ingång gör 4,5 V p -p till Arduino analog ingång. Total vinst är 22,500.
då gör programvaran sidan 4,5 V p -p Arduino analog ingång 200 micro V p -p.

23 sep 2012:
på steg 7, testade det här diagrammet. Jag behöver ändra det här diagrammet mer som original IBVA design.
24 sep 2012:
ändra diagrammet. ingående aktiva amp få bock till samma som original IBVA. lägga till fler OPAMP.
26 sep 2012:
ändra referensspänningen krets. Använd S-8135AG för make mer stabila DC off set. testat alla amp del. fungerar ok.
ansluta LR amp ut put till prototyp 1: ch3 och ch4 för test. ser ut som från Arduino gör mer ljud än IBVA produkt gränssnitt. Anslut amp utgången till IBVA produkt är mer låg ljudnivå. måste undersöka mer för Arduino AD ingång. men i grund och botten fungerar ok. totala buller är mindre än 0.1 micro V par spektrumet när testade 256 Hz provtagning och 512 punkt FFT setup med IBVA program.
30 Sep 2012:
sätta ihop allt, aktiv huvudet amp enhet, filterenheten + Arduino pro mini + Bluetooth, batteri enhet. testa Bluetooth-anslutning med programmet terminal och IBVA program.
1 okt 2012:
byggstart med Auduino UNO. Denna konstruktion är moe lätt än med Arduino pro mini.
4 okt 2012:
hittade 4 K är Hz klocka utdata från Arduino inte bra signal av Arduino totala hastighet. Denna klocka görs av timer-avbrott. Denna klocka är inte bra för filter MAX7480. måste göra fin klocka. enkelt sätt är använda 555 timer IC, mer detaljkontrollen filter behöver använda programmerbara klocka IC som 8651A-80. detta fall inte så viktigt att ställa in filter frekvens. så använd 555 är lätt sätt.
testade Arduino + Bluetooth Serial på hastighet 230400 bps och 512 Hz samplingsfrekvens. Detta test kan inte göra med Arduino BT, eftersom Arduino BT: s max Bluetooth hastighet är 115200 bps.

Audio förstärkare och hjärnan våg förstärkare skillnaden är källa impedans och frekvens svar.
vanligtvis förstärkare design att använda låg impedans Källa: som 4 ohm, 8 ohm, 200 ohm, 600 ohm, 1 K ohm, 10 K ohm, 100 K ohm, detta att lätt att göra låg ljudnivå förstärkare men behovet av brett frekvensomfång. låg frekvens är 1 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz högfrekvens är 20 K Hz, 40 KHz, 80 KHz, 200 KHz.
Brain wave förstärkare behöver för att designa för hög impedans Källa: 10 K ohm, 100 K ohm, 1000 K ohm och låg spänning buller och nuvarande bullerdämpande, låg bias nuvarande, låg drift DC, men mindre frekvensområde som låg frekvens är 0.16 Hz, 0,5 Hz, 1 Hz och hög frekvens är 30 Hz, 100 Hz, 300 Hz, 1000 Hz. även måste ha 100 till 1000 gånger mer vinst än förstärkare.

hur du testar:
Ansluta 100 K ohm impedans källa oscillator är trevligt för bullermätning. Lägg 1 till 10 micro V p -p, 1... 40 Hz synd våg.
förstärkare buller är beroende av hud och elektrod impedans.
vanligtvis låg impedans gör låg ljudnivå. hög impedans gör mer buller.
inte just bara förstärkare, motståndet har även buller. Detta buller är beroende av temperaturen. låg temperatur gör låg ljudnivå, hög temperatur gör mer buller. denna förstärkare OPA2111 buller är mycket lik som motstånd buller när 1 M ohm källa. enda sättet att minska buller är göra låg temperatur: detta är nuvarande öppen teknik begränsning. Vi kan inte göra lågt brus än motstånd buller.
bero på huden och elektrod conductance situationen ändras detta buller.
min huvud amp design försöker eliminera denna hud och elektrod conductance situationen beror på person och andra emittenten. 10 K ohm till 1 M ohm är oftast huden och elektrod conductance. många år sedan är EEGEN teknikerns av kunskap hur man sätter trevligt sätt elektrod till huden. menar set låg impedans mellan elektrod och hud. eftersom att tid förstärkare kvalitet inte var bra när ingång är impedans hög.
i allmänhet är säga låg impedans person avslappnad. hög impedans person är mer stress.

Denna enhet kan se mindre än 1 mikro V p -p hjärna våg. Det är professionell kvalitet EEGEN system.
digitalt fungerar kontroll filter mycket bra. Ställ in high cut frekvens av klocka input: 1/100 är hög klippa frekvens. gör denna klocka använda 555. Ange cut och/eller nr kan skära 50 Hz till 60 Hz AC power buller som kommer från någon där i rummet. 50 Hz och 60 Hz är beror på landet, endast Japan har två AC power frekvens.
http://www.psychiclab.net/IBVA/50Hz60Hz.html
uppsättning 555 klockan 10 K Hz gör 100 Hz hög cut filter. Detta sätt kan se 50 Hz / 60 Hz AC buller.
i tillfället du vilja se mer hög frekvens än 50 Hz till 60 Hz AC power buller sedan måste noga för installationsprogrammet för alla system skick. Det är inte lätt denna setup för nybörjare.
555 frekvens är 3K Hz, menar 30Hz hög cut filter, så inga problem för 50 Hz till 60 Hz AC power buller. men alltför många buller får fortfarande AC buller.
gör erfarenhet utanför är så skönt att eliminera denna AC buller.

konstruktion foto med Arduino UNO är steg 7
bullermätning för steg 7 är steg 8
konstruktion foto med Arduino pro mini är steg 9
bullermätning är steg 10
All konstruktion foto med Arduino pro mini är steg 11
headsetet 3D-modellen är steg 12
provet brain wave interaktiv upplevelse är steg 13

Masahiro kahata
psychiclab.net