Compreendendo detalhadamente o chip NeuroSky EEG (Parte 2/13)

Comprender el chip NeuroSky EEG en detalle (Parte 2/13)

Ahora que conocemos los conceptos básicos de las ondas cerebrales y el sensor en el que estamos trabajando, es hora de aprender sobre el cerebro de este sensor de ondas cerebrales. La parte principal de cualquier dispositivo es su parte de procesamiento y en el caso del Mindflex Sensor es el Chip NeuroSky EEG.

Pasemos a los detalles para descubrir qué contiene el chip y cómo funciona.

Algunos detalles de la información proporcionada por la empresa:

1. Pertenece a la familia de productos ThinkGear AM, donde A significa ASIC y M significa Módulo.

2. El número de modelo del chip es TGAM1, número de revisión 2.3.

3. La dimensión del módulo es 29,9 mm x 15,2 mm x 2,5 mm (1,1 pulg. x 0,60 pulg. x 0,10 pulg.).

4. El peso del módulo es de 130 mg (0,0045 oz).

5. El voltaje de funcionamiento de este módulo es 2,97 V – 3,63 V.

6. El ruido de entrada máximo que el módulo puede filtrar es de 10 mV de pico a pico. Luego, mediremos nuestro ruido y nos aseguraremos de que esté dentro del rango del módulo para obtener los mejores resultados.

7. El consumo máximo de energía del módulo es de 15 mA a 3,3 V. Comprobaremos estos valores con un multímetro y mediremos cada parámetro. Será divertido comprobar estos valores usted mismo.

8. La protección ESD del dispositivo es de 4 kV para descarga de contacto y de 8 kV para descarga de aire. Es importante señalar que la descarga electrostática es el flujo de electricidad entre dos objetos cargados causado por contacto, ruptura dieléctrica o descarga eléctrica. Es causada principalmente por una carga estática de dos cuerpos. La electricidad estática se puede generar por inducción o carga tributaria (ciertos materiales se cargan eléctricamente después de entrar en contacto con diferentes materiales).

9. El dispositivo puede comunicarse en serie con velocidades en baudios de 9600, 1200, 57600 bps. Hay pines de configuración con la ayuda de los cuales podemos cambiar la velocidad en baudios. Me aseguraré de cubrir esa parte más tarde.

10. Además, este chip TGAM1 solo puede manejar 1 entrada de EEG y también solo necesitamos procesar un canal de EEG, por lo que es adecuado usar este chip.

Aquí está el diagrama PIN de este TGAM1 (Chip NeuroSky).

Esta es la vista que vemos cuando abrimos la banda mindflex.

Aquí, cuando vemos estas dos imágenes, podemos ver que los 5 pines del lado derecho de la foto 1 son los cinco pines del lado izquierdo de la foto 2.

Déjame contarte brevemente sobre los pines de este chip.

En P3

1. 1 es GND “-”
2. 2 es VCC “+”
3. 3 es RXD “R”
4. 4 es TXD “T”

En P4

1. 1 es VCC “+”
2. 2 es GND “-”

En P1

1. 1 es el electrodo EEG “EEG”
2. 2 es escudo EEG
3. 3 es electrodo de puesta a tierra
4. 4 es Escudo de Referencia
5. 5 es el electrodo de referencia "RF"

Las marcas de etiqueta "" están etiquetadas en la PCB.

Diagrama PIN do chip NeroSky

Figura 1: Diagrama de PIN del chip NeroSky

Imagem Gaphic mostrando a configuração do chip NueroSky

Figura 2: Imagen gráfica que muestra la configuración del chip NueroSky

Ahora veamos cómo podemos cambiar la velocidad de transmisión en serie del Chip NeuroSky y su contenido de datos. Puedes encontrar este chip en algún otro Brain Band y si quieres cambiar la velocidad de transmisión o el contenido de los datos, este artículo es para ti.

Bueno, ThinkGear envía los siguientes paquetes, normalmente en serie. Los códigos que pueden aparecer en los paquetes son:

1. 0x02 – Mala calidad
2. 0x04 – Atención eSense (0-100)
3. 0x05 – Meditación eSense (0-100)
4. 0x80 – EEG sin formato de 10 bits
5. 0x83 – Poderes EEG

TGAM1 admite los siguientes bytes de comando:

1. Página0(oxo_): COMANDOS DE CONFIGURACIÓN ESTÁNDAR/ASIC
2. 0x00: velocidad de 9600 baudios con modo de salida normal
3. 0x01: velocidad de 1200 baudios con modo de salida normal
4. 0x02: velocidad de baudios de 57,6 k con modo de salida normal y sin procesar

Estos comandos pueden cambiar la velocidad de transmisión y el contenido de datos del chip NeuroSky EEG.

Ajustes

El TGAM1 tiene un panel de configuración incorporado que se puede utilizar para cambiar la configuración predeterminada. Hay dos tipos de configuraciones predeterminadas que se pueden cambiar: velocidad en baudios y contenido de datos. Los bloques de configuración se encuentran en la parte posterior del chip TGAM1. B0 se utiliza para configurar la velocidad en baudios y B1 se utiliza para configurar el contenido de los datos. El pad M se utiliza para configurar la frecuencia del filtro de muesca.

Imagem mostrando uma visão lateral do chip NeuroSky EEG

Figura 3: Imagen que muestra una vista lateral del chip NeuroSky EEG

Tabela de listagem de parâmetros de configuração do chip NeuroSky EEG

Fig. 4: Tabla que enumera los parámetros de configuración del chip NeuroSky EEG

En salida normal, el chip transmite valores de baja calidad, valores de EEG, valores de atención y valores de meditación.

En el modo Estándar, B0 y B1 están conectados a tierra para comunicarse a 9600 bps con salida normal.

También podemos cambiar esta configuración enviando comandos en serie al chip. Anteriormente hablé de los comandos admitidos por TGAM.

Entonces, enviando el comando 0x01, 0x02, 0x00 podemos cambiar la configuración en serie. Pero tan pronto como se reinicie el sistema, volverá al reinicio del hardware y continuará en la configuración definida por B0 y B1.

Ahora, TGAM tiene filtros de muesca para reducir el ruido externo. La frecuencia del filtro de muesca se puede configurar mediante el pin M. Generalmente se usa para reducir el ruido ambiental de 50 Hz o 60 Hz. También en nuestros artículos anteriores vimos que había ruido proveniente del entorno de 50 Hz en India. Esto se debe a que el suministro que recibimos del Gobierno es de 50 Hz y el campo magnético de 50 Hz fluctúa en el medio ambiente. Ésta es la razón por la que hay una sensación de este campo en las ondas cerebrales.

Para eliminar esta señal adicional de nuestras ondas cerebrales, TGAM1 tiene filtros de muesca. El pin M debe configurarlo en 50 Hz o 60 Hz. Si el pin M está conectado a Vcc, entonces funciona a 60 Hz y si la imagen M está conectada a Tierra, entonces funciona a 50 Hz.

De forma predeterminada, la configuración del pin TGAM1 es de 9600 bps con salida normal y filtro de muesca de frecuencia de 60 Hz. Espero que ahora, si ves este chip TGAM1, puedas trabajar en su configuración y realizar la tarea deseada.

¿Como funciona?

Después de repasar los componentes y la configuración del chip EEG, es importante saber cómo funciona para apagar el fuego de la exploración en nuestra mente. Entonces comencemos con esto.

Imagem mostrando a vista superior do chip NeuroSky EEG

Fig. 5: Imagen que muestra la vista superior del chip NeuroSky EEG

Aquí está mi suposición detallada de cómo funcionará este chip. No estoy muy seguro de esto, pero esta información se recopiló de varias fuentes.

El chip tiene 5 entradas que incluyen EEG, blindaje, tierra y referencia. Ahora el electrodo EEG está conectado directamente al pin EEG con un escudo. La referencia para estos datos es el electrodo de referencia que finalmente se conecta a nuestro oído. Ahora el chip TGAM1 tiene un procesador con filtros. Estos filtros sirven para filtrar el ruido y separar diferentes tipos de ondas cerebrales.

Digamos que una señal EEG de nuestro cerebro ingresa al chip TGAM1. Esta señal ingresa primero a un filtro que separa todas las señales con una frecuencia superior a 100 Hz. Probablemente la onda de frecuencia más alta, es decir, la onda gamma es de hasta 100 Hz. Después de eso, según la configuración del pin M, se eliminan las señales de frecuencia adicionales de 50 Hz o 60 Hz. Ahora tenemos una señal con una frecuencia que oscila entre 0,3 Hz y 100 Hz. Ahora los filtros la dividirán según el tipo de Brainwave. Por ejemplo, las ondas de 3 Hz a 7 Hz se separan de manera diferente que las de 7 Hz a 13 Hz y así sucesivamente.

Ahora, estas señales se muestrean a una velocidad de 512 Hz y luego se envían al ADC con una resolución de 12 bits. En última instancia, esto termina obteniendo un valor digital para cada tipo de ondas cerebrales por separado. Ahora, para muchos valores digitales de un solo tipo de onda cerebral, el procesador calcula la potencia FFT. Después de obtener los valores de potencia FFT de todos los tipos de Brainwave, el procesador busca los pines de configuración. Recientemente discutimos los pines de configuración. Ahora, después de los pines de configuración, el procesador envía los valores FFT digitales para cada tipo de Brainwave en serie a través del pin Tx a la velocidad en baudios definida por el pin de configuración. El valor predeterminado es 9600 con salida normal.

La placa mindflex recibe estos valores en serie y luego hace sus propios cálculos para transmitir esta señal de forma inalámbrica. Esto resume los detalles del EEG del chip NeuroSky. Estén atentos para obtener más información sobre la experimentación con ondas cerebrales .

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