Активная работа форума приостановлена до сборки новой партии онейрографов (подробнее здесь: viewtopic.php?p=1040#p1040)

Дневник сборки: новости для ожидающих в очереди

Всё, что касается домашней полисомнографии с использованием онейрографа или подобных устройств
Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Статистика за предыдущую неделю (публиковал уже, но без воскресенья) и за эту. Меня устраивает этот стабильный ритм без авралов с их риском выгорания, но и без выходных с их расхолаживающим эффектом.

stat_07_1.jpg
stat_07_1.jpg (156.49 КБ) 4024 просмотра
stat_07_2.jpg
stat_07_2.jpg (154.32 КБ) 4024 просмотра

Новостей много, но не вижу смысла их подробно расписывать, потому что они мало кому интересны. Разобрался с миограммой и шумом разных микросхем, для чего наладил запись данных в мкВ (микровольты, uV). В принципе, можно конвертировать и существующие данные, кому это интересно. Новые изолированные хлорсеребряные электроды в деле ещё не пробовал, но провёл тест на подсоленной воде. 50-герцового шума меньше в 3 раза. Хочу ещё попробовать их исполоьзовать на ещё большем усилении. Сейчас на усиленном канале gain = 34, а можно довести его до 100. Ничего кроме миограммы уже в масштаб не влезет, но интересно, какой там будет шум на таком усилении, можно ли его снизить таким образом? Потому что хотя такое качество миограммы уже годится для науки, но тонкие изменения тонуса, связанные с параличом мышц во время БДГ, например, разглядеть там попросту невозможно. Может быть с более высоким усилением будет виднее, но в любом случае я буду делать дополнительные модули на других микросхемах, чтобы добиться ещё более высокого качества миограммы для каких-то специальных экспериментов на этот счёт. Хотя для ЭЭГ и тем более ЭОГ и ЭЭГ в таких датчиках, конечно, нет особого смысла.

AgCl_test.png
AgCl_test.png (32.04 КБ) 4024 просмотра

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Подвожу итоги своим расследованиям, рассказываю о трёх вариантах решения проблемы с миограммой для научных записей и её точных причинах:

2020_07_14_17_42_03-news[1].mp3
(32.57 МБ) 162 скачивания
x1
x1.25
x1.50
x1.75
x2.00

Иллюстрации к аудио:

10uvPP.png
10uvPP.png (9.47 КБ) 3779 просмотров
2uvPP.png
2uvPP.png (36.21 КБ) 3779 просмотров


p. s. Но даже 2uV шума на ЭМГ может быть слишком много для регистрации сонного паралича. Вот сравнение ЭМГ во время расслабленного состояния на фоне первой стадии сна до ОС и во время самого ОС, запись с Сагуры из ИВНД. Изменения еле видны. Видимо нужен шум в районе 0.5-1 uV, чтобы что-то хорошо здесь увидеть, если вообще есть, что там можно действительно разглядеть.

mio_LD.png
mio_LD.png (39.3 КБ) 3749 просмотров

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

В продолжение предыдущего поста, разбор записи, сделанной на энцефалографе с шумом порядка 2-3 uV и попытки определить по ЭМГ паралич тела во время БДГ.



Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Офигеть, получилось. Я даже ещё не заказывал ничего, взял просто валявшийся под рукой двухканальный усилитель LM358A, который вообще-то для датчика дыхания у меня предназначен. Ему цена 16 р. в "Чип и дип", а на Али наверное вообще несколько рублей он стоит. Размером он 5x5x1 мм, а есть микросхемы такого рода ещё меньше. И вот, пожалуйста, усиление в 5 раз, без каких бы то ни было проблем. То есть шум должен снизиться с 10 uV до 2-х, как на той же Сагуре в ИВНД, например. При этом можно даже не терять в вертикальном масштабе, если понизить усиление на канале онейрографа, а не наоборот повысить, как я это делал накануне. Кстати, усиление электродов можно сделать настраиваемым. Но больше чем в 5, может быть 6-7 раз, без дополнительных танцев повысить не удастся, потому что сигнал вылезает из приемного диапазона онейрографа. Хотя сдвинуть его, думаю, будет не проблема, при желании.

В общем, живём. Я заказываю более дорогие и качественные усилители, чтобы довести шум до абсолютно возможного минимума (есть ОУ с шумом в районе 0.3 uV и даже меньше, надо их попробовать) и от усиления каналов отказываюсь — теперь в этом точно нет никакого смысла. Конечно же нужно усиливать входящий сигнал, а не исходящий.

На картинке я совместил два графика, записанные на одних и тех же электродах и на одном и том же канале, сначала без усиления, а потом с усилением электродов:

usilenie.png
usilenie.png (17.65 КБ) 3371 просмотр

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Удалось добиться усиления в 10 раз, но иногда потенциалы выходят за область измерения и поэтому в местах активной движухи график подглючивает. Однако, обнаружилась более серьезная проблема — я пока не нашёл возможности использовать усиленные таким образом электроды вместе с обычными, без того, чтобы разводить нейтральный электрод (центральный, который мы называем "землёй"). Без такой разводки работают либо усиленные, либо обычные электроды, одно из двух. Можно конечно вывести на пару старших каналов отдельный нейтральный электрод, чтобы можно было использовать эти каналы с усилением и без, по желанию. Но это требует ряда конструктивных изменений и всё запутывает.

Подожду, когда доставят более качественные усилители и 2-х канальный датчик ADS1292 от Texas Instruments. Этот датчик, в принципе, можно поставить вместо двух старших каналов на ONG-53 по умолчанию. У него шум в районе 2 uV + можно попробовать тот же финт с усилением электродов. Но нужно ещё выяснить, сколько он потребляет в необходимом нам режиме работы.

В общем, с новыми микросхемами разберусь, и тогда уже из этих двух вариантов выберу тот, который буду предлагать как основной для тех, кто хочет участвовать в научных исследованиях.

А пока записал миограмму на усиленных электродах. Минимальный шум получился в районе 2-3 uV, как и ожидалось. У этого усилителя собственный шум в районе 3 uV и должен быть по техническому описанию, так что вряд ли из него можно вытянуть что-то больше. Поэтому и усиление в 10 раз нет смысла на нём делать, вообще говоря. Больше чем в 5 раз усиливать некуда, всё равно в шуме все более мелкие детали скроются.

rem-wake-emg.png
rem-wake-emg.png (17.7 КБ) 2981 просмотр

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Статистика за эту неделю:

stat-19-7-2020.png
stat-19-7-2020.png (23.31 КБ) 2405 просмотров

Новости из "подводной лодки" (о захватывающих приключениях на "глубине"):

2020_07_19_07_16_58[1].mp3
(36.56 МБ) 129 скачиваний
x1
x1.25
x1.50
x1.75
x2.00

Загадочные картинки:

sch_1.png
sch_1.png (91.38 КБ) 2415 просмотров
sch_2.png
sch_2.png (85.08 КБ) 2415 просмотров
sch_3.png
sch_3.png (80.56 КБ) 2415 просмотров
sch_4.png
sch_4.png (42.61 КБ) 2415 просмотров
sch_5.png
sch_5.png (30.47 КБ) 2415 просмотров

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Прям не верится. Получилось! Не зря я проштудировал столько технических материалов и статей на английском языке. Теперь я точно могу собрать энцефалограф из спичек и скрепок )))

Трижды пришлось переставлять винду, чтобы капризные радиоэлектронные программы заработали как надо. Замоделил не только онейрограф, причем несколько каналов в связке, но и создал модель человека как радиоэлектронной структуры. С настраиваемыми шумами, помехами, наводками и т. д. И чтобы это всё адекватно симулировалось в зависимости от подключения третьего электрода, заземления и т. д. Это оказалось охренеть как сложно. Зато теперь я действительно могу вообще не использовать реальный онейрограф, а всё ваять в симуляторе. Я протестировал таким образом разные варианты и режимы усиления, уже было разочаровался, что никак не получалось совместить усиленные и обычные каналы на одном устройстве, но потом мне пришла в голову необычная идея. Там сложность-то была в том, что онейрограф принимает сигналы в определенном интервале (от 0.2 вольт до где-то 3-х), иначе будет шум. Именно по этой причине, кстати говоря, без пасты или если один из элетродов плохо контачит, мы видим 50-герцовую наводку — просто один из сигналов или оба становятся слишком слабыми и это усложняет отсеивание наводки, а не то, что она вдруг больше становится. Но, в общем не суть. Короче говоря, я придумал схему, как сигналы с обоих электродов усилить, обработать и направить в нужный интервал независимо от того, где они изначально болтались. И третий электрод при этом на итоговые показания не влияет, так что можно использовать всю систему хоть с ним, хоть без него, одновременно и усиленные, и обычные каналы.

Я наверное попозже запишу видео и покажу в симуляторе, как это работает.

А пока, вот собранный в реальности прототип. Работает в точности как в симуляторе. Фантастика.

Синий — обычный канал, красный — усиленный в 5 раз (можно хоть в 100 усилить на этой схеме) тем самым двухканальным усилителем LM358 за 16 рублей (более качественные еще не пришли, но на этой схеме и эти работают отлично), записано одновременно:

2020_07_25_09_46_29.png
2020_07_25_09_46_29.png (10.13 КБ) 2048 просмотров
2020_07_25_09_47_30.png
2020_07_25_09_47_30.png (13.56 КБ) 2048 просмотров

Вот сравнение, с третьим электродом или без него, чуть меньше и чуть больше 50-герцового шума (пишет и так, и сяк без проблем):

2020_07_25_09_46_41.png
2020_07_25_09_46_41.png (9.8 КБ) 2048 просмотров

Но обратите внимание, насколько меньше наводка на усиленном канале, это я подхожу к компьютеру и отхожу от него:

2020_07_25_09_49_04.png
2020_07_25_09_49_04.png (16.42 КБ) 2048 просмотров
2020_07_25_09_49_13.png
2020_07_25_09_49_13.png (17.3 КБ) 2048 просмотров

Я пока не знаю, преимущество это новой схемы, результат обработки Low-pass фильтром более мощного сигнала или просто электроды на усиленном канале лучше стоят. Логика подсказывает, что первое, но не буду пока загадывать.

В общем, я счастлив. Жду из "Чип-и-Дипа" горсть микросхем, чтобы запаять это в более качественном виде. А пока попробую измерить в таком режиме миограмму и мы выясним, что там получается с уменьшенным благодаря этому усилению шумом. Но на LM358 меньше 3 uV все равно не удастся сделать. И не факт ещё, что в техдокументации указан этот показатель не для более высокого усиления, как зачастую и пишут. В общем, проверю на практике. Но в любом случае новые усилители с шумом порядка 0.5 uV должны показать на этой же схеме идеальный результат.

noise_lm358.png
noise_lm358.png (25.66 КБ) 2048 просмотров

Интересно, удастся ли всё-таки разглядеть сонный паралич? Интрига.


p. s. Пока что модуль для усиления электродов выглядит страшновато, но по факту там элементов совсем немного и в нормальном виде это будет очень миниатюрно. К тому же сейчас для организации отрицательного напряжения я использую дополнительную батарейку LR44, потому что у меня нет под рукой инверторов, но скоро они будут и это тоже микросхемка крохотная. В общем, если это всё так и останется экономично по размерам, то может быть я всё-таки включу эту развязку в ONG-53 по умолчанию, ещё прикину. Или это будет небольшая дополнительная платка, которая одевается на онейрограф сверху. Будем думать.

usil_prot2.jpg
usil_prot2.jpg (84.24 КБ) 2048 просмотров


p. p. s. Собственно, для того ведь отчасти и используют активные (усиленные) электроды, чтобы понизить шум, чтобы их можно было использовать даже сухими. Так что такого рода эффект, в общем-то, ожидаем. Хотя он от этого не становится менее удивительным.

2020_07_25_10_45_33.png
2020_07_25_10_45_33.png (14.57 КБ) 2047 просмотров
2020_07_25_10_45_20.png
2020_07_25_10_45_20.png (14.6 КБ) 2047 просмотров

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Один из вариантов научного модуля к онейрографу с настраиваемым усилением 4-х каналов — на экране:





Статистика за две недели:

STAT-19-7.png
STAT-19-7.png (26.61 КБ) 1962 просмотра
STAT-2-26-7.png
STAT-2-26-7.png (26.12 КБ) 1962 просмотра

p. s. Калибровочный модуль примерно такой видимо будет:

Screenshot_120.jpg
Screenshot_120.jpg (117.56 КБ) 1949 просмотров
Screenshot_121.jpg
Screenshot_121.jpg (98.55 КБ) 1949 просмотров
Screenshot_123.jpg
Screenshot_123.jpg (81.74 КБ) 1930 просмотров

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

По ходу текущих дел и экспериментов у меня в голове всё время всплывает фраза из известного фильма — "Я знал, что рано или поздно мы перейдем и на эту дрянь". Под дрянью в данном случае я понимаю ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Это известный способ, которым радиолюбители производят печатные платы в домашних условиях. Очень не хотелось мне осваивать эту кустарщину, но выбора нет — мне сейчас нужно много экспериментировать со всякими модулями и схемами, а ждать по две недели посылку из Резонита — это чрезвычайно долго и неудобно. Так что на текущем этапе выбор был либо всё собирать навесным монтажом, то есть проводочками, либо ЛУТ. Но учитывая растущую сложность схем, в проводочках я уже начал вешаться. Так что остаётся только ЛУТ.

Но это оказалось не так уж страшно, а при определенной аккуратности и подготовке даже местами красиво. В общем, я доволен. Теперь могу буквально за пол-часа делать качественные и миниатюрные прототипы любых модулей, экспериментируя и так, и эдак.

Вот такой, например, получился калибратор.

1) Это заготовка с переведенной схемой дорожек (на фоне онейрографа для масштаба):

lut1.jpg
lut1.jpg (229.52 КБ) 1778 просмотров

2) Вот она же после настаивания на парах растворителя — тонер разбухает и покрытие становится более плотное. Хотя, в принципе, и без этого шага получается неплохо, так что он необязателен.

lut2.jpg
lut2.jpg (281.77 КБ) 1778 просмотров

3) Вот та же заготовка после удаления лишней меди в растворе хлорного железа и обрезки:

lut3.jpg
lut3.jpg (211.82 КБ) 1778 просмотров

Ширина дорожек 0.2 - 0.3 мм идёт легко. Думаю, можно и 0.1 сделать, но вроде как нет нужды.

lut4.jpg
lut4.jpg (246.21 КБ) 1778 просмотров

4) А вот уже запаянный прототип модуля — можно переключаться между калибровочным сигналом и измерением шума (проверил, всё работает согласно модели в симуляторе):

lut5.jpg
lut5.jpg (216.82 КБ) 1778 просмотров

Следующая на очереди плата с пришедшими вчера из "Чип и дипа" новыми усилителями.

lut6.jpg
lut6.jpg (394.59 КБ) 1778 просмотров

А вот результат работы калибратора. Я протестировал схему с усилителем LM358, о которой рассказывал в позапрошлом посте. Точный коэффициент усиления оказался 3.78 раз, а не 5, как я ошибочно рассчитал без учета кое-какого фрагмента схема. Но это не суть, можно поставить любое усиление, это вопрос одного или двух резисторов.

И, как и ожидалось, шум тоже падает соразмерно усилению. В данном случае с 10 до где-то 3-х микровольт. Правда вылезает какая-то непонятная наводка на 10 герц, это я пока не понял, что такое. Если на более качественных усилителях это сохранится, то выясню, откуда оно берется. Есть надежда, что это просто дешевые LM358 глючат. Хотя может быть и в схеме калибратора есть какие-то огрехи. Теперь можно вносить правки хоть по нескольку раз в день, на производство такой платки уходит от силы пол-часа. Приходится сделать вывод, что ЛУТ — действительно вещь. Особенно в прямых руках.

noise_new.jpg
noise_new.jpg (158.82 КБ) 1769 просмотров

p. s. А, я кажется догадываюсь, что это за наводка. 10 герц — это частота, с которой калибратор синусоидой шарашит. То есть он сам себе эту наводку создаёт. Это я проверю и поправлю.

p. p. s. Да, так и есть. Это шум по питанию из-за этой синусоиды. Если отключить этот сигнал, то получается в точности расчетный показатель — 2-3 микровольта. Меньше LM358 не покажет, судя по документации. А вот новые крутые усилители, которые пришли из "Чипа и Дипа" должны до 0.5 uV снизить шум. Это в 4 раза меньше шума, чем показывает Sagura в ИВНД, судя по записям, которые у меня есть с экспериментов двухлетней давности. Вот это мы сейчас заценим, что там за сонный паралич такой, есть он на ЭМГ действительно или нет?

noise_new2.jpg
noise_new2.jpg (147.83 КБ) 1770 просмотров

Аватара пользователя
Sinin
Сообщения: 403
Зарегистрирован: 30/04/2020, 1:55
Благодарил (а): 111 раз
Поблагодарили: 304 раза

Сообщение Sinin »

Следующий модуль на очереди. Это усилитель AD8237, он должен давать шум не более 1.5 uV, но посмотрим, что получится в деле. Пока только спаял.

Оставил в виде эксперимента на парах растворителя на целую ночь. Визуально тонер выглядит конечно поплотнее, но никакого монстрообразного разбухания нет. Зато когда стирал тонер после травления, то удивился. Вообще не хотел слезать — тёр его, тёр. Обычно ваткой провел, и готово, а тут прямо натирал минуты две. То есть адгезия очень сильно увеличивается и значит медь защищается гораздо лучше. Это конечно клёво.

lut2_1.jpg
lut2_1.jpg (395.66 КБ) 1719 просмотров

Печать была не идеальная изначально, но поленился перепечатывать и в принципе дорожки не далеки от совершенства.

lut2_2.jpg
lut2_2.jpg (288.59 КБ) 1719 просмотров


И вот готовый модуль после пайки:


Ответить