Paso 1: 1. Diseño de hardware
Pic1. Todos los componentes están montados en una disco duro-caja de aluminio, para facilitar el almacenaje, transporte e instalación.
Ilustración2. La parte principal del proyecto es Zybo, tablero de Digilent un Xilinx Zynq XC7Z010 FPGA - accionado equipado con varios periféricos. Esto proporciona la manipulación de datos central de todo el proyecto y fue utilizado debido a su particular combinación de arquitectura FPGA-brazo (sitio web del fabricante ver). Un cable USB se monta permanentemente para fácil conexión a un PC para la depuración. Todas las conexiones del PMOD (GPIO) fueron utilizadas, incluyendo las entradas XADC (analógico-digital-convertidor de Xilinx). Las otras interfaces disponibles podrían usarse para propósitos futuros.
Pic3, 4, 5. El siguiente componente más grande es la amplificación de EEG/EMG y conversión analógico-digital. Como destino las señales son de muy baja amplitud (en el orden de decenas, cientos de nV) y frecuencia (0 ~ 60Hz, 70 ~ 100Hz respectivamente), el conjunto se monta en una caja separada, blindada, para reducir la interferencia externa. La etapa de entrada (protección, amplificación de la señal de entrada analógica filtrado de paso bajo y alto), regulación de potencia, sensor de presión de SORBO y soplo la señal amplificación está todos incorporados en un PCB solo que manualmente fue diseñado, fabricado y montado (según lo observado por los rastros de cobre sin recubrimiento) e incluye interfaz digitales optoacopladas para la Junta de la FPGA, para protección adicional del usuario de voltajes peligrosos. La fuente de alimentación está disponible en un pack de baterías, aislados del resto de las fuentes, para aun más protección. La conversión A/d se realiza mediante un módulo de Texas Instruments ADS1278 evaluación inmediata, de sus 8 canales se utilizan solamente 5 - dos EEG, EMG dos y un sorbo y soplo. Esta parte del proyecto sigue en curso, ya que requiere de más complejo adquisición de señales y procesamiento (dificultades incluyendo la señal de sondas y cables como se ve en la foto Quinta).
Pic6. Encima de la caja de EEG/EMG fue montada en una caja de conexión, para permitir más fácil interfaz con la fuente de alimentación principal (principal AC a 10, 5V adaptador de corriente, o "ladrillo de la energía") y también:
a) Oximetro de pulso Contec CMS50E (para pulso cuenta y sangre saturación del oxígeno),
b) Maxim Integrated (Dallas Semiconductor) DS18B20 termómetro (para medir la temperatura corporal, que se inserta debajo de la axila del usuario).
Pic7, 8. La presión arterial se mide utilizando un dispositivo estándar de nivel de consumidor (Beurer BM58) ingeniería invertida y modificado (vea el cuadro ocho) para que la medición puede ser iniciada desde el exterior, y los resultados de la medición sea transferido a la Zybo través de una interfaz digital. Como resultado, 5 señales digitales deben ser lectura y set por el tablero principal, con la interfaz de SPI, en el cual el medidor actúa como un maestro.
Pic9. A continuación, los módulos de interfaz inalámbrica se montan al lado del otro. Estos incluyen:
a) SimComm SIM800l, para la función de enviar y recibir SMS. A través de él mensajes de señalización que algunos parámetros medidos son de establecer umbrales pueden enviarse a un número previamente establecido (es decir, el de supervisor). También permite enviar los valores actuales, después de la solicitud por el remitente (solicitud recibida también vía SMS, mediante la palabra clave).
b) Espressif ESP8266, establece como un conexión Wi-Fi-punto de acceso, para la transmisión inalámbrica bidireccional de datos, como se describe en la introducción del proyecto.
c) Digilent BT2 (RN42 Microchip), que cumple con la conexión a un smartwatch Liveview de Sony Ericsson MN800, como se señaló antes. El perfil de Bluetooth requerido es la un, ASPAN más trivial, que está presente también en otros módulos de Bluetooth a puerto serie más baratos (como HC-05, HC-06), pero los que carecen de algunas características de hardware que el RN42 tiene (conexión y restablecer estado señales externas).
d) módulo Bluetooth HID genérico. Como siempre, donde hay verdadero también hay clones genéricos chino. Esta particular se utiliza debido a su perfil HID, que permite a la Junta de la FPGA para el control de cualquier dispositivo compatible con HID (PC, smartphone) por medio de comandos HID-compliant, así simulación de un teclado Bluetooth.
Pic10. El siguiente componente es un módulo RTC DS1037 de Dallas, que se utiliza para configurar la hora y fecha en el smartwatch Liveview, debido a que el smartwatch tiempo restablece después de cada ciclo de potencia, y la hora correcta es necesaria para el uso estable. El módulo también incluye un Microchip 24C 32 chip EEPROM, en que todos los umbrales de ajuste para todos los parámetros medidos se almacenan y leer, así que no hay necesidad de volver a configurarlos después de cada ciclo de alimentación de la FPGA.
Pic11. Bajo el RTC Junta es un sensor de temperatura (infrarrojo) de Melexis MLX90614 IR. Esto permite la medición sin contacto y fue utilizado para detectar temperaturas altas (probablemente por incendios). Así es sensor montado que se enfrentaron (para medir la temperatura, como en un incendio que el calor sube, por lo que se detecta temprano). El chip también mide su temperatura, que se utiliza como una medida de temperatura (ambiente) local.
Pic12. Junto el ri termómetro es un zumbador de caseros, que señala las alarmas enviadas por la Junta de Zybo.
La junta mayor de la derecha es un Pollin Geiger-Muller Zahler (contador Geiger-Muller), que permite la medición de radiación gamma de ambiente. Como la salida es un pulso para cada pulso tubo ionizante, los pulsos son contados por cada minuto y traducidos a porcentaje valor de la dosis de radiación máxima permisible (1uSv por año).
Pic13. Sobre el contador de radiación, el tres de gas y polvo sensores están presentes. Constan de Hanwei electrónica MQ-8 (concentración de H2), MQ-9 (concentración de CO2) y MQ135 (concentración de gases peligrosos) y también una fuerte GP2Y1010AU0F para medir la concentración de polvo en el aire. Como todos estos sensores funcionan a una tensión de 5V y la medida como un valor analógico de 0 a 5V de salida, un tablero de divisor de voltaje resistor fue hecho para las salidas a las entradas de (XADC) convertidor analógico-digital de la Junta de la FPGA, que operan en un rango de 0 a 1V.
Pic14. Para permitir el control de dispositivos externos, un tablero hizo que permite optoacopladas-interfaz para dos servos analógicos y dos relés SPDT, que pueden conectarse a varios dispositivos (cama motorizado, iluminación de la sala, etc.).
Pic15, 16. Por último, para apoyar a todos los módulos mencionados, tres reguladores de energía donde poder: a) la FPGA junta con requiere 5V, 1.5A, b) el módulo GSM SIM800l con un voltaje no estándar de 4.0V, en 2A, c) el ESP8266 Bluetooth HID clon, RTC, termómetro infrarrojo y gas módulos sensores con 5V, con una corriente total de aproximadamente 1,5. 2. el software casi todo está implementado en la FPGA utilizando el código VHDL, con todas las interfaces requeridas (UART, SPI, One-Wire, I2C) y lógica de dispositivos manualmente (con bibliotecas ni IPs). La única parte que se implementa en el núcleo /-s de brazo es el procesamiento de datos de EEG/EMG (filtrado digital, DFFT).
