Étape 1: 1. Conception matérielle
Pic1. Tous les composants sont montés dans une boîte en aluminium dur-, pour le stockage facile, de transport et d’installation.
Pic2. La partie principale du projet est la planche de Zybo de Digilent, une planche de Xilinx Zynq XC7Z010 FPGA - powered équipée de périphériques multiples. Ceci fournit la manipulation de données centrale de l’ensemble du projet et a été utilisé en raison de sa combinaison particulière d’architecture FPGA-bras (voir site Web fabricant). Un câble USB est en permanence monté pour faciliter la connexion à un PC pour le débogage. Toutes les connexions PMOD (GPIO) ont été utilisées, y compris les entrées (Xilinx convertisseur analogique-numérique) de XADC. Les autres interfaces disponibles pourraient servir à des fins futures.
Pic3, 4, 5. Le prochain élément le plus important est l’amplification de l’EEG/EMG et la conversion analogique-numérique. Comme la cible, les signaux sont de très faible amplitude (dans l’ordre sur des dizaines, des centaines de nV) et la fréquence (0 ~ 60Hz, 70 ~ 100Hz respectivement), l’Assemblée est montée dans un boîtier séparé, blindé, pour réduire l’interférence externe. L’étage d’entrée (entrée protection, amplification du signal, filtrage analogique bas et passe-haut), régulation de puissance, capteur de pression de sip-et-pouf signal amplification est toutes constituées sur un PCB unique qui a été manuellement conçus, fabriqués et assemblés (comme l’a noté les traces de cuivre non couché) et inclut l’interface numérique de contrôle de la carte FPGA, pour l’utilisateur une protection supplémentaire à des tensions dangereuses. L’alimentation est disponible à partir d’un pack de batteries, isolée du reste des fournitures, pour plus de protection. La conversion A/D se faite via un module de Texas Instruments ADS1278 évaluation sur étagère, hors de son 8 canaux sont utilisés seulement 5 - deux EEG, EMG deux et un sip-et-pouf. Cette partie du projet est encore en cours, car elle nécessite la plus complexe de l’acquisition et le traitement (y compris les câbles et sondes de signal, comme on le voit sur la cinquième photo de difficultés).
Pic6. Sur le dessus de la boîte de l’EEG/EMG était montée une boîte de connexion, afin de permettre une interface plus facile avec l’alimentation principale (AC principale ligne à 10, 5V adaptateur, ou « brique de puissance ») et aussi à :
un) Contec CMS50E oxymètre de pouls (par impulsion comte et sang saturation en oxygène),
b) Maxim intégrés (Dallas Semiconductor) DS18B20 thermomètre digital (pour mesurer la température corps, il est inséré sous l’aisselle de l’utilisateur).
Pic7, 8. La tension artérielle est mesurée à l’aide d’un appareil standard de niveau de consommation (Beurer BM58) qui a été inversé-conçu et modifié (voir photo 8) pour que la mesure peut être démarrée à l’externe, et les résultats mesurés être transféré à la Zybo via une interface numérique. En conséquence, 5 signaux numériques doivent être ensemble/lecture de la carte principale, avec l’interface étant SPI, dans lequel le compteur agit comme un maître.
Pic9. Ensuite, les modules d’interface sans fil sont montés côte à côte. Il s’agit :
a) SimComm SIM800l, pour la fonction d’envoi/réception de SMS. À travers elle messages de signalisation que certains paramètres mesurés sont hors jeu seuils peuvent être envoyés à un nombre prédéfini (c'est-à-dire du superviseur). Il permet également d’envoyer les valeurs actuelles, suite à la demande de l’expéditeur (demande reçue également par SMS, à l’aide d’un mot clé).
b) Espressif ESP8266, définie comme un WiFi-point d’accès sans fil bidirectionnelle transmission de données, comme décrit dans l’intro du projet.
c) Digilent BT2 (Microchip RN42), qui réalise la connexion à un smartwatch de Sony-Ericsson MN800 Liveview, comme noté précédemment. Le profil Bluetooth requis est l’un, PSP plus trivial, qui est présent aussi sur les autres modules Bluetooth-to-Serial moins chers (par exemple, HC-05, HC-06), mais ceux qui n’ont pas certaines fonctionnalités matérielles que la RN42 a (reset et connexion statut des signaux externes).
d) générique module Bluetooth HID. Comme toujours, où il y a véritable il y a aussi des clones génériques chinois. Celle-ci est utilisé en raison de son profil HID, ce qui permet au jury FPGA contrôler les périphériques HID-compatible (PC, smartphone) via les commandes HID-compliant, donc simulation un clavier Bluetooth.
Pic10. Le composant suivant est un module de Dallas DS1037 RTC, qui est utilisé pour définir l’heure et la date sur le Liveview smartwatch, dû au fait que le smartwatch chronométrage se réinitialise après chaque cycle de puissance, et l’heure exacte est nécessaire pour une utilisation stable. Le module comprend aussi une puce 24C 32 puce EEPROM, sur laquelle tous les seuils de jeu pour tous les paramètres mesurés sont stockés et lu, et donc qu’il n’y a pas besoin de nouveau les réglages après chaque cycle d’alimentation FPGA.
Pic11. Sous le CCF est un capteur de température (infrarouge) de Melexis MLX90614 IR. Cela permet de mesurer sans contact et servait à détecter des températures élevées (probablement à cause des incendies). C’est donc le capteur monté face vers le haut (pour mesurer la température plus haut, comme un incendie, que la chaleur Monte, donc il est détecté tôt). La puce mesure également sa température, qui est utilisé comme une mesure de température (ambiante) locale.
Pic12. À côté de l’IR thermomètre est une planche d’artisanale vibreur, qui signale d’alarme envoyé par le Conseil de Zybo.
Le plus grand Conseil sur le droit est un Pollin Geiger-Muller Sarah (compteur Geiger-Muller), qui permet la mesure du rayonnement gamma ambiant. Comme la sortie est une impulsion pour chaque impulsion de tube ionisant, les impulsions sont comptées pour chaque minute et traduites en valeur en pourcentage de la dose maximale d’irradiation autorisées (1uSv par an).
Pic13. Au-dessus du compteur, trois gaz et de poussière, les capteurs sont présents. Ils se composent de Hanwei Electronics MQ-8 (concentration de H2), MQ-9 (concentration de CO2) et MQ135 (concentration de gaz dangereux) et aussi un GP2Y1010AU0F pointu pour mesurer la concentration de poussière dans l’air. Comme tous ces capteurs fonctionnent sous une tension de 5V et sortie la mesure comme une valeur analogique 0 à 5V, une planche de diviseur de tension résistance a été effectuée pour interfacer les sorties à convertisseur analogique-numérique (XADC) entrées de la FPGA board qui fonctionnent sur une plage comprise entre 0 et 1V.
Pic14. Pour permettre le contrôle des périphériques externes, un Conseil d’administration a été effectuée qui permet de contrôle-interface à deux servos analogiques et deux relais SPDT, qui peuvent être reliés à différents appareils (lit motorisé, éclairage de la pièce, etc.).
Pic15, 16. Enfin, pour prendre en charge tous les modules mentionnés, trois puissance régulateurs lorsqu’utilisé au pouvoir: a) le FPGA à bord avec le nécessaire 5V, 1. 5 a, b) le module GSM de SIM800l avec une tension non standard de 4.0V, à 2 a, c) la ESP8266, Bluetooth HID clone, CCF, thermomètre IR et modules de capteurs avec 5V, avec un courant total d’environ 1. 5 a à gaz. 2. le logiciel presque tout est mis en oeuvre sur le FPGA utilisant codée VHDL, avec toutes les interfaces requises (UART, SPI, One-Wire, I2C) et la logique de périphériques fait manuellement (avec pas de bibliothèques ou IPs). La seule partie qui est implémentée sur le bras Lossnay est le traitement des données EEG/EMG (filtrage numérique, DFFT).
