بوابات إلى الروح - Eyeboard - 💡 Fix My Ideas

بوابات إلى الروح - Eyeboard

بوابات إلى الروح - Eyeboard


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

أحد زملائي في المدرسة الثانوية يعاني من مرض الرباعي ، ومن مقابلته والسماع عن الآخرين الذين يعانون من حالات مماثلة ، علمت أن العديد من الأشخاص ذوي الإعاقة لا يستطيعون تحمل تكاليف التقنيات التي تمكنهم من التواصل - خاصة في أماكن مثل هندوراس ، حيث أعيش. النظم هي وسيلة مكلفة للغاية.

حفزني ذلك على بناء واجهة بشرية-حاسوبية غير مكلفة وموثوقة تكتشف حركات العين باستخدام التحليل الكهربائي (EOG) ، وهي تقنية طبية حيوية تعتمد على التقاط الإشارات من الأقطاب الكهربائية الموضوعة حول العينين. تتيح واجهات EOG للمستخدمين الذين لا يمكنهم التعامل مع الماوس أو لوحة التتبع بأيديهم نقل المؤشر على شاشة الكمبيوتر. كنت أعرف أن نظام EOG الرخيص يمكن أن يكون مفيدًا لكثير من الناس.

التصميم

يولد مقلة العين جهدًا يتراوح بين 0.4mV و 1.0mV (مللي فولت) بين القرنية الموجودة أمامه وشبكية العين الخلفية. إذا قمت بتوصيل أقطاب كهربائية على جوانب متقابلة من العين ، فسوف تلتقط بعضًا من هذا الجهد ، اعتمادًا على موضع مقلة العين. إذا نظرنا إلى الأمام مباشرة ، مع وجود القرنية وشبكية العين بين الأقطاب الكهربائية ، لن يكون هناك جهد. ولكن باستخدام مقلة العين على جانب واحد ، يمكنك قياس إشارة على مستوى الميكروفولت بين الأقطاب الأقرب للقرنية والأخرى المقابلة. يمكن لـ EOG تتبع كل من الحركات الأفقية والرأسية ، لكن الأفقي أسهل وأكثر فائدة. يتتبع نظامي ، مثل العديد من الأجهزة الأخرى ، أفقيًا فقط باستخدام 3 أقطاب: واحد بجوار كل عين ، والقطب الأرضي متمركز على جسر الأنف أو الجبهة.

لا يمكن لرقاقة المعالج أو حتى من الذبذبات اكتشاف مثل هذه الفولتية الصغيرة ، لذلك يجب على نظام EOG تضخيمها ، مع تصفية أي ضجيج من الأجهزة الكهربائية القريبة والأسلاك. يمكنك رؤية الدائرة التي قمت بإنشائها لإنجاز ذلك ، إلى جانب التعليمات خطوة بخطوة لبناء نظام EOG الخاص بي وبرمجة رقاقة متحكمها ، في صفحة إضافات الويب في المجلد 29.

لتضخيم الإشارة مبدئيًا ، أستخدم شريحة مضخم صوت الأجهزة INA118 مكونًا بمقاوم 100 pins بين السنين 1 و 8 ، مما يمنحها زيادة قدرها 501. وتؤدي CMRR (نسبة رفض الوضع العام) لشريحة INA118 إلى إزالة الإشارات الشائعة التي انتقل إلى كلا المدخلات ، مما يزيل بعض الضوضاء في بداية مسار الإشارة.

تميل الضوضاء الناتجة عن دارات الإلكترود إلى الترددات العالية ، لذا يستخدم المنجم مرشحين سلبيين منخفضي التسلسل ، لتقليل هذا الضجيج أعلى من تردد القطع البالغ حوالي 16 هرتز. مع الدائرة التي استخدمتها ، تكون صيغة القطع هي 1 / 2πRC ، حيث المقاومة R و C هي السعة ، لذلك مع المقاوم 100kΩ وغطاء 0.1µF ، هذا يخرج إلى 15.9Hz ، وهو جيد ؛ حركات العين ليست سريعة لدرجة أن الترشيح يقلل أي شيء مهم.

أخيرًا ، يقوم المكثف بقطع الإشارة عن طريق إزالة إزاحة DC المضافة بواسطة إمكانية الراحة بين العينين ، ودائرة متابع الجهد تسمح لك بتوصيل جهاز معاوقة مصدر أعلى من مقاومة مخرجات EOG ، وهو مفيد لتوصيل الذبذبات أو المتر المتعدد من أجل استكشاف الأخطاء وإصلاحها. لتشغيل النظام ، أستخدم منظمين للجهد 7805 سلكيًا بطريقة خدعة لتزويد الدائرة بـ + 5 V و –5 V والأرض (0V) ، مما يلغي الحاجة إلى مصدر طاقة مزدوج.

لمعالجة الإشارة المتضخمة عندما تتحرك العينين أفقيًا ، أطعمها في دبوس المحول الرقمي التماثلي الخاص بوحدة تحكم AT-mega328P المبرمجة لإرسال البيانات إلى جهاز كمبيوتر عبر منفذ تسلسلي. يقوم برنامج Python النصي على الكمبيوتر بإرسال البيانات إلى برنامج C ++ الذي كتبته ، والذي يتيح للمستخدم تهجئة الرسائل. التمرير إلى اليسار ينتقل لأسفل خلال الحروف ، والتطلع إلى اليمين يحددها. لجعل ارتداء الأقطاب الكهربائية أكثر راحة ، قمت بتثبيتها على بعض النظارات المجهزة بعصابات رأس وغراء فائق. لقد بنيت عدة نماذج من هذه النظارات EOG مع نتائج جيدة.

ما زلت أحسن نظام EOG هذا ، بما في ذلك البحث عن طرق لجعله أكثر راحة في الارتداء. يسرني أن أكون قد طوّرت نظامًا بأقل من 200 دولار يمكّن المعاقين ، مثل زميلي في الفصل ، من التواصل ، عندما تكلف الإصدارات التجارية من نفس المبلغ 10 آلاف دولار كحد أدنى. أرغب أيضًا في إنشاء أنظمة EOG غير مكلفة للتطبيقات الأخرى ، مثل التحكم في كرسي متحرك أو تلفزيون.لقد تخرجت للتو من المدرسة الثانوية ، وما أحتاجه أكثر من أي شيء آخر لمتابعة هذه الأفكار هو منحة أو كفيل أو مصدر تمويل آخر حتى أتمكن من دراسة الهندسة الكهربائية في الولايات المتحدة.



قد تكون مهتمة

وصفة: الكعك التوت (أو انتصار الحب)

وصفة: الكعك التوت (أو انتصار الحب)


كيف ل: شمع العسل البولندية

كيف ل: شمع العسل البولندية


اصنع 23: مقابلة مات جريكزان

اصنع 23: مقابلة مات جريكزان


مراجعة كتاب + الهبة: Creative، Inc.

مراجعة كتاب + الهبة: Creative، Inc.






المشاركات الأخيرة