Hallo, ich nehme dieses Jahr bei "Jugend Forscht" mit einer selbst gebauten LED-RGB-Lampe teil. Die Lampe funktioniert so weit und eine der Funktionen ist eine "intelligente" Weckfunktion, mit der sie mich an meinen Schlafzustand angepasst möglichst sanft durch langsames Dimmen wecken soll. Da mir die Lösung der Schlafphasendetektion mittels Beschleunigungssensor nicht sympathisch war, habe dazu ich eine EEG-Platine für eine Geringe Anzahl an Messpunkten entwickelt. Die Schaltung basiert auf einem ADS1194, einem 4-fach 16-Bit-ADC von Texas Instruments, der für jeden Kanal über einen integrierten Vorverstärker mit von 1 bis 12 digital einstellbarer Verstärkung verfügt. Zwischen Eingang und ADC sitzt (vorerst nur auf zwei Kanälen) ein INA155 Instrumentierungsverstärker, dessen Gain mit einem Widerstand zwischen 10 und 50 variiert werden kann. Hinter dem INA155 habe ich einen RC-Hochpass eingeplant, dessen Cutoff-Frequenz bei ca. 1Hz liegt (langsamere Signale sind nicht mehr interessant). Als Referenz dient ADC und INA eine im sonst unipolaren Design (0V, +5V) per Spannungsteiler (die absolute Genauigkeit ist relativ unwichtig) mit nachgeschaltetem Operationsverstärker auf 2,5V fixierte Masse, die plangemäß auch an der Referenzelektrode anliegen wird. Als Guard der Eingänge gegenüber dem bzgl. des Eingangssignals auf -2,5V liegenden Massefläche wird ebenfalls diese Referenzspannung verwendet. Einige ungenutzte Pins sowie der SPI-Bus, der zur ISP des AVRs und zur Kommunikation des AVR mit dem ADC verwendet wird sind auf zwei Stiftleisten herausgeführt (die SPI-Buchse hat die Standardpinbelegung des STK500). Die zwei ungenutzen Eingänge des ADC möchte ich noch auf den vie r bisher ungenutzten Buchsen rausführen. Zur Stromversorgung: Die Masse ist in AGND und DGND getrennt (In Eagle mangels Erfahrung ein Signal namens "AGND" sowie GND) und liegt auf der Platine in Form zweier getrennter Masseflächen vor, die über eine Spule verbunden sind. Die Spannungsversorgung des Digitalteils übernimmt ein 3,3V-Spannungsregler, die des Analogteils ein 5V-Exemplar. Gespeist wird die ganze Schaltung über eine Batterie. Meine Frage bzw. Bitte ist nun, dass ihr euch Platine und Schaltung mal anschaut und mir sagt, ob ihr Fehler findet. Ich bin noch ziemlicher Anfänger und wäre für Feedback echt dankbar, vielleicht hat hier ja schonmal jemand etwas ähnliches gebaut. Ich bin mir auch noch nicht so ganz sicher, ob es eine gute Idee ist, den Vorverstärker und den Filter auf der ADC-Platine zu integrieren, da sie sich dort kaum mehr anpassen lassen, und die ADS1194 mit 17€ recht teuer sind. Ich werde das Projekt übrigens nach dem Wettbewerb unter der GPL freigeben. Schonmal vielen Dank Sebastian
Hallo, sehr schönes Projekt! Ich wünsche Dir viel Erfolg! Was mir aufgefallen ist: 1. Wie sind denn Kanal 1 und 2 angeschlossen? 2. Außerdem, brauchst Du bei dem Biosignal-Frontend den INA155 wirklich? 3. 100 k Widerstände am Eingang könnten leicht zu groß sein. Musst Du testen, wenn zu groß hast Du zu viele Störeinstreuung. Was mich mal interessieren würde, ist, ob der ADS eine vernünftige Schutzbeschaltung der Eingänge für den Patienten hat?
Sebastian Götte schrieb: > und die ADS1194 mit 17€ recht > teuer sind. Den ADS1298 gibt's als Gratis-Sample bei TI, seine kleineren Geschwister bestimmt auch. Wozu die Instrumentenverstärker vor dem ADC? Dieser hat doch schon ausreichend gute Verstärker eingebaut. Mit dem ADS1298 lassen sich problemlos Signale im unteren mV-Bereich ohne Verstärker davor messen, die 24Bit helfen dabei. Als Tiefpassfilter reicht eigentlich ein Antialias Filter aus oder man kann ihn ebenfalls wie den Hochpass ganz weglassen; man kann die Filter in Software machen. Ist dein Patient geerdet? Sonst kann es vorkommen, dass dieser den Common-Mode Bereich des ADCs verlässt, ansonsten hilft das Right Leg Drive weiter; ist im Datenblatt mehr oder minder gut beschrieben, wie das anzuwenden ist. Ach ja: Die ganzen kleinen Puffer und Pump-Cs (1µ-22µ) kannst du als Kerkos ausführen. Als 0805 bekommt man die ziemlich dicht an den IC ran. MfG, Lukas
Hi! Da kann ich mich nur anschließen, sehr schönes Projekt. Als Anfänger würde ich dich definitiv nicht bezeichnen. ;) Nach kurzem Drüberschauen fallen mir eigentlich nur ein paar kleinere Sachen ein: Das CS-Signal des ADS würde ich mit einem Pull-Up (100 k oder so) hochziehen. Denn wenn du den µC programmierst, werden alle Portpins hochohmig und das Potential des CS-Pins ist undefiniert. Dadurch könnte sich der ADS beim Programmieren angesprochen fühlen und dazwischen funken. Könnte dann Probleme beim Programmieren geben. Die 100 k Widerstände am Eingang würde ich allerdings auch niederohmiger wählen. Bei einer ähnlichen Schaltung (auch Biopotentialableitung) habe ich gute Erfahrungen mit 22 k Widerständen gemacht. Wenn Stromverbrauch eine Rolle spielt, würde ich auch nicht unbedingt den INA155 nehmen. Es gibt da z. B. noch den INA333, der viel weniger verbraucht und sogar noch RFI-Filter eingebaut hat. Viel Erfolg! Grüße André
Hallo, im Anhang ist eine neue Version von Board und Schematic - Die 100k-Widerstände habe ich durch 22k-Varianten ersetzt - Die meisten Kondensatoren sind jetzt kleinere Bauformen (0805 bzw. 1206) und näher am ADC - Einige der Kondensatoren sind auf die Platinenunterseite gewandert, da dort die AVCC/VCC-Leiterbahnen verlaufen - !CS des ADC hat einen Pullup bekommen, !RESET einen Pulldown (damit der ADC während der AVR "startet" noch sicher aus ist). - Die Kanäle 3 und 4 sind jetzt angeschlossen. Da ich ohnehin nur ein bis zwei Kanäle verwenden werde kann ich so testen, ob ich die INAs brauche. Gehe ich eigentlich richtig in der Annahme, dass ich, wenn ich (wie z.B. bei C1/C12) einen großen Elko und einen 100n-Kerko paralell geschaltet habe und ich den Elko durch einen Kerko gleicher Größe ersetzte, der 100n-Kerko überflüssig ist? Dessen Zweck ist doch nur, den ESR unten zu halten, oder? Mike Strangelove schrieb: > Was mich mal interessieren würde, ist, ob der ADS eine vernünftige > Schutzbeschaltung der Eingänge für den Patienten hat? Als Schutz sind primär die Widerstände vor den Eingängen gedacht. Bei 22k kann da ja im Grunde kein gefährlicher Strom mehr fließen. Ich glaube irgendwo was von einer internen ESD-Schutzschaltung der Eingänge gelesen zu haben (ist bei dem hohen Innenwiderstand der PGAs ja auch notwendig), weshalb ich auf eine zusätzliche externe Schutzschaltung verzichtet habe. Der INA155 hat ebenfalls integrierte ESD-Schutzdioden. Luk4s K. schrieb: > Wozu die Instrumentenverstärker vor dem ADC? Dieser hat doch schon > ausreichend gute Verstärker eingebaut. Mit dem ADS1298 lassen sich > problemlos Signale im unteren mV-Bereich ohne Verstärker davor messen, > die 24Bit helfen dabei. Als Tiefpassfilter reicht eigentlich ein > Antialias Filter aus oder man kann ihn ebenfalls wie den Hochpass ganz > weglassen; man kann die Filter in Software machen. Ich habe den ADS1194 bestellt, weil die 24-Bit ADS12XX-Serie doch ziemlich teuer ist, und die 16 Bit mit Vorverstärker theoretisch ausreichen sollten. Ich werde jetzt mal versuchen, an ein, zwei Samples des ADS1294 zu kommen (hab ich bisher noch nie gemacht). Den Hochpass hatte ich dazu gedacht, einen durch ein wohl möglicherweise vorhandenes Offset der Elektroden zueinander hinter dem Verstärker entstehenden DC-Anteil rauszufiltern. Wenn zwischen den Elektroden ein Offset von 10mV anliegen würde, läge der DC-Anteil hinter dem Vorverstärker bei G=50 bei 0,50V, und ist damit noch unproblematisch. Wenn das aber jetzt durch den PGA im ADC bei G=12 nochmal verstärkt wird, würde das uncool clippen und der Messbereich wäre verlassen (bitte korregiert mich, wenn ich falsch liege). Luk4s K. schrieb: > Ist dein Patient > geerdet? Sonst kann es vorkommen, dass dieser den Common-Mode Bereich > des ADCs verlässt, ansonsten hilft das Right Leg Drive weiter; Ja, ist er. Ich plane, den Patienten entweder mit einer Elektrode auf 2,5V URef zu bringen, oder die RLD-Funktion des ADS zu verwenden (die ich schonmal nach Datenblatt beschaltet habe). erstaunter Gast schrieb: > Wow... Darf ich fragen wie alt du bist? 17, ich mache dieses Jahr mein Abi. Andre schrieb: > Wenn Stromverbrauch eine Rolle spielt, würde ich auch nicht unbedingt > den INA155 nehmen. Es gibt da z. B. noch den INA333, der viel weniger > verbraucht und sogar noch RFI-Filter eingebaut hat. Noch ist der Stromverbrauch nicht so wichtig, wenn ich das Board natürlich irgendwann an einen Akku anschließe, wird der interessanter. Dann würde ich auch den AVR langsamer takten (Wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, kann das auch was sparen). Hinsichtlich des Stromverbrauchs ist auch die Größe der LED-Vorwiderstände zu überdenken (momentan für ca. 10mA gut). Der ADS hat schon einen integrierten RFI-Filter mit 3MHz Grenzfrequenz, brauche ich dann noch einen vor dem Vorverstärker? Zum Elektrodendesign: Die Elektroden werden über RG174-Kabel mit BNC-Steckern angeschlossen (der Schirm liegt dabei auf den 2,5V URef). Komerzielle EEGs haben scheinbar ungeschirmte Kabel, ich glaube aber, die Schirmung wird schon nicht schaden. Eigentlich wollte ich aufgrund des höheren Tragekomforts trockene Elektroden verwenden, ich muss aber schauen, ob das funktioniert. Als Elektroden habe ich überlegt, Antistatikschaumstoff zu verwenden, bin davon aber inzwischen abgekommen, da dessen Widerstand doch bei einigen Megaohm liegt. Als Alternative würde ich einfach ein kleines, rundes, mit dem Lötkolben verzinntes Stück Platinenmaterial verwenden. Professionelle Elektroden sind nach den Onlineshops zu urteilen mit einer Silber/Gold/Silberchlorid-Schicht überzogen, wobei ich letztere im Chemielabor unserer Schule ja noch relativ einfach herstellen könnte. Über meinen Vater (der Neurologe ist) kam ich an etwas "Elektrodenpaste" ran, damit wird der Kontakt zwischen Elektrode und Kopfhaut hergestellt. Das Zeug ist nicht sehr teuer und kann von jeder Apotheke angemischt werden. Auf dem Gläschen steht eine Inhaltsstoffliste, ich weis aber nicht, ob ich die hier einfach posten sollte (Patente etc...). Bei Interesse einfach Nachricht an mich. Zum Großteil besteht das Zeug aus Bimsstein (nach Onlineshops zum Aufrauhen der Haut), Wasser (klar), Verdickungsmittel (damit es Paste wird) und Kochsalz (Natriumchlorid, für die Leitfähigkeit). Zur Fixierung der Elektroden am Kopf: Ich werde mit dem EEG meines Vaters mal In-Ear-Kopfhörer als Elektroden ausprobieren, ich weis nur noch nicht, wie ich deren Oberfläche leitfähig bekomme. Sollte das nicht klappen, befestige ich die Elektroden mit einem Stirnband oder ähnlichem am Kopf. Zur Platinenherstellung: Ich traue mir durchaus zu, diese Platine zu ätzen (ist nicht meine erste). Ich hab auch schon einen AVR im TQFP-32 Gehäuse mit 0,8mm Lead Pitch mit Lötkolben und Lötzinn erfolgreich auf eine selbst hergestellte Platine gelötet. Ich weis jedoch nicht, wie gut das mit dem ADS1X9X mit 0,5mm Lead Pitch ohne Lötstoppmaske geht. Lohnt es sich, hierfür eigens eine Platine herzustellen? (Falls ja und noch jemand an einer Platine Interesse hätte: Ich würde das wahrscheinlich hier machen lassen: http://www.seeedstudio.com/depot/fusion-pcb-2-layer-10cm10cm-max-10pcs-p-396.html , da ich mir PCBPool nicht ganz leisten kann ;) Die Daten sollen übrigens erstmal per UART über einen BusPirate auf den Computer geschaufelt werden. Wenn dann alles funktioniert möchte ich da ein Seriell-zu-Bluetooth-Modul verwenden (ein BCM222 habe ich noch hier liegen). Eine Alternative wäre das Bluetooth-Modul eines Bluetooth-GPS-Empfängers, den es mal richtig billig (ca. 15€) bei Reichelt gab und den ich noch rumliegen hab. Das Modul wäre BT-Client, Master wäre das in meinem Notebook. Ok, das war jetzt doch ein erstaunlich langer Post. Ich bitte für irgendwelche Fehler um Entschuldigung und bin für jeden Kommentar dankbar :)
Auch wenn ich nicht alles gelesen habe: Geschirmte Kabel will man nicht haben, da das Kabel dadurch eine wesentlich höhere Kapazität hat. Da sind ungeschirmte meist besser. Die Edellösung ist doppelter Schirm, wobei der innere Schirm aktiv getrieben wird. Einfache verzinnte Platinen werden nicht gut als Elektrode funktionieren. Silberchlorid sind die besten, aber glaube nicht, dass man die einfach im Chemielabor selbst herstellen kann. Elektroden ist wieder ein Thema für sich. Denk bitte an Isolierstrecken etc. Das kann sehr schnell gefährlich werden. So wie die Scahltung jetzt ist, darf die nur per Akku betrieben werden! Wie willst du den Gleichanteil aus dem Signal bekommen? Der wird auc um x50 verstärkt. Der Hochpass nach dem Ina bringt nicht, wenn der Ina wegen dem DC schon im Anschlag ist.
Sebastian G. schrieb: > Ich habe den ADS1194 bestellt, weil die 24-Bit ADS12XX-Serie doch > ziemlich teuer ist, und die 16 Bit mit Vorverstärker theoretisch > ausreichen sollten. Ich werde jetzt mal versuchen, an ein, zwei Samples > des ADS1294 zu kommen (hab ich bisher noch nie gemacht). Samples bei TI sind unproblematisch. Bestellt, innerhalb von weniger als einer Woche mit FedEx da. > Den Hochpass hatte ich dazu gedacht, einen durch ein wohl möglicherweise > vorhandenes Offset der Elektroden zueinander hinter dem Verstärker > entstehenden DC-Anteil rauszufiltern. Wenn zwischen den Elektroden ein > Offset von 10mV anliegen würde, läge der DC-Anteil hinter dem > Vorverstärker bei G=50 bei 0,50V, und ist damit noch unproblematisch. > Wenn das aber jetzt durch den PGA im ADC bei G=12 nochmal verstärkt > wird, würde das uncool clippen und der Messbereich wäre verlassen (bitte > korregiert mich, wenn ich falsch liege). Auf dem EKG-Demoboard für den ADS1298 wurde die Eingangbeschaltung auf einen Tiefpass 2. Ordnung reduziert. Zur maximal zulässigen Common-Mode Spannung siehe Seite 23 im Datenblatt des ADS1298, der 16bit dürfte gleich sein.
Wenn wir für Vdd=3, Gain=12 Vmax_diff=10mV(großzügig), Vss=0 einsetzen darf Vcm zwischen 2.92V und 0.26V liegen. Die Gleichtaktspannung wird nicht mitverstärkt, das ist ja gerade der Witz am Differenzverstärker. Sebastian G. schrieb: > Ich weis jedoch nicht, wie gut das mit dem ADS1X9X mit > 0,5mm Lead Pitch ohne Lötstoppmaske geht. Lohnt es sich, hierfür eigens > eine Platine herzustellen? 0.5mm Pitch bekommt man mit Hausmitteln gerade so noch hin. Ein Binokular ist zur Inspektion aber beinahe unverzichtbar. Täglich möchte ich sowas aber nicht machen.
Hi! Also bei einer Verstärkung von 10-50 am Instrumentenverstärker sollte der Elektrodenoffset eigentlich noch unproblematisch sein. Ich habe mal mit einer Verstärkung von 100 vorne am Instrumentenverstärker gearbeitet und der DC-Offset am Ausgang war noch absolut unproblematisch. Zu den RFI-Filtern: Die benötigst du schon vorne am Eingang. Denn wenn du nicht schon vorne die störenden hochfrequenten Signalanteile herausfilterst, kann anschließend ein DC-Offset entstehen. Hier ist die RFI-Problematik mit Lösung erklärt: http://www.eetimes.com/design/analog-design/4009950/Five-basic-mistakes-to-avoid-when-using-instrumentation-amplifiers Evtl. müsste man die Bauteile noch anders dimensionieren, aber diese Filterung ist typisch. Ich kann dir aber jetzt nicht sagen, ob sich diese Störungen in der Praxis bemerkbar machen und ob man evtl. nicht auch ohne auskommt. Ich würde aber immer so ein Filter benutzen oder eben einen Instrumentenverstärker benutzen, der sowas schon integriert hat (z. B. INA333). Grüße André
Was EMI anbetrifft: Die 30kHz Tiefpässe und die integrierten 3MHz EMI Filter reichen aus - da ist ja gerade das tolle an den neuen Bio-ADCs von TI: Das externe Analogfrontend fällt fast komplett weg, weil alles auf dem Chip drauf ist.
Die EKG und EEG Normen sprechen von 300mV DC, die auftreten dürfen. Die hat man schnell zusammen, wenn man schlechtes Elektrodenmaterial verwendet.
Eine galvansiche Entkopplung von 4kV zu einem angeschlossenem 230V-Gerät (z.B. Oszi oder PC) sind absolut notwendig. Schau Dir mal die ADuM4xxx an, gibts auch als Sample. Der ADS1298 als EEG Verstärker ist eher nicht geeignet da sein Eigenrauschen mehrere µV beträgt (waren glaube ich 100µV). Für EEG ungeeignet, also vorher verstärken und dann erst auf den ADS1298.
als Elektrodenmaterial geht auch versilberte Pins von Steckverbindern. Diese dann noch chlorieren und Du hast fast perfekte Elektroden. Aber mir die Elektroden immer abens an die Stirn zu pappen und dann damit zu schlafefn wäre mir nix.
Ronny Schmiedel schrieb: > Eine galvansiche Entkopplung von 4kV zu einem angeschlossenem 230V-Gerät > (z.B. Oszi oder PC) sind absolut notwendig. Schau Dir mal die ADuM4xxx > an, gibts auch als Sample. > Der ADS1298 als EEG Verstärker ist eher nicht geeignet da sein > Eigenrauschen mehrere µV beträgt (waren glaube ich 100µV). Für EEG > ungeeignet, also vorher verstärken und dann erst auf den ADS1298. Das Rauschen hängt sehr von der Datenrate und von der Verstärkung des PGAs ab. In welchen Größenordnungen sind denn die bei EEG zu messenden Spannungen. EKG geht mit dem ADS1298 ohne jegliches externes Frontend überaus gut.
Das kann ich bestätigen, für EKG super geeignet. Aber die Amplituden beim EEG sind ca. 100µV und weniger.
Ronny Schmiedel schrieb: > Das kann ich bestätigen, für EKG super geeignet. Aber die Amplituden > beim EEG sind ca. 100µV und weniger. Dann ziehe ich meine vorherigen Aussagen zurück und behaupte das Gegenteil ;)
Tilo schrieb: > Geschirmte Kabel will man nicht haben, da das Kabel dadurch eine > wesentlich höhere Kapazität hat. Da sind ungeschirmte meist besser. > Die Edellösung ist doppelter Schirm, wobei der innere Schirm aktiv > getrieben wird. > > Einfache verzinnte Platinen werden nicht gut als Elektrode > funktionieren. Silberchlorid sind die besten, aber glaube nicht, dass > man die einfach im Chemielabor selbst herstellen kann. Elektroden ist > wieder ein Thema für sich. Ich werde mir mal ein paar Elektroden bauen und dann mit dem professionellen EEG meines Vaters damit Messungen machen, und schauen, ob die brauchbar sind. Tilo schrieb: > Denk bitte an Isolierstrecken etc. Das kann sehr schnell gefährlich > werden. So wie die Scahltung jetzt ist, darf die nur per Akku betrieben > werden! Ronny Schmiedel schrieb: > Eine galvansiche Entkopplung von 4kV zu einem angeschlossenem 230V-Gerät > (z.B. Oszi oder PC) sind absolut notwendig. Schau Dir mal die ADuM4xxx > an, gibts auch als Sample. Reicht als Isolation zum PC ein Optokoppler sofern die Schaltung batteriebetrieben ist? Tilo schrieb: > Wie willst du den Gleichanteil aus dem Signal bekommen? Der wird auc um > x50 verstärkt. Der Hochpass nach dem Ina bringt nicht, wenn der Ina > wegen dem DC schon im Anschlag ist. Hinter dem Hochpass kommt im ADS noch ein Verstärker mit bis zu 12x, somit bekomme ich durch den Hochpass zwischen den beiden Verstärkern ungefähr diesen Faktor 12 auf den tolerablen Bereich des Elektrodenoffsets. Andre schrieb: > Zu den RFI-Filtern: > Die benötigst du schon vorne am Eingang. Denn wenn du nicht schon vorne > die störenden hochfrequenten Signalanteile herausfilterst, kann > anschließend ein DC-Offset entstehen. > Hier ist die RFI-Problematik mit Lösung erklärt: > http://www.eetimes.com/design/analog-design/400995... Ok, ich hab jetzt pro INA noch drei Kondensatoren wie in dem Link beschrieben bei einer Grenzfrequenz von ca. 1kHz eingeplant (da hört das Nutzsignal definitiv auf und die Kennlinie des INA155 beginnt, interessant zu werden). Mit der Durchführung einer 10mil-Leiterbahn zwischen den beiden Polen eines 0805er-Kondensators bin ich noch nicht zufrieden, doch 6,8nF konnte ich bei Reichelt nicht in 1206 finden. Am ehesten werde ich die Leiterbahn noch ganz entfernen. Wenn da statt z.B. einem INA155 ein INA333 mit integriertem RFI-Filter eingelötet wird (der pinkompatibel ist), müssen die Bauteile einfach nicht bestückt werden.
Ja die galvanische Trennung zum PC reicht aus wenn das Gerät mit Batterien betrieben wird. Der Optokoppler muß aber eine Isolationsspannung von mind. 4KV haben lt. IEC60601.
Tolles Projekt, was spricht dagegen die Sensoren abzuschaffen, und stattdessen einen extrem hochohmigen OP-Amp zu verwenden. Dieser holt sich aus der "Luft" dass elektrische Feld, welches uns ja auch umgibt. Hier ist dann ein LowPass <30Hz notwendig um die Seuche des Stromnetzes auszublenden. Für deine Anwendug reicht es die Frequenz zu detektieren, genau messen muss du nicht. Die Idee deines Projektes trage ich nun schon seit 20 Jahren mit mir herum, habe mich aber nicht daran gemacht es zu realisieren.... Darf ich fragen wo deine Schwellen sein werden? Alles >14 Hz = wach? Wobei daran zu denken ist, dass in der Tiefschlafphase auch höhere Frequenzen als < 1Hz auftreten, eben durchs träumen.... gespannt beobachtend Anselm
Sebastian G. schrieb: > Tilo schrieb: >> Wie willst du den Gleichanteil aus dem Signal bekommen? Der wird auc um >> x50 verstärkt. Der Hochpass nach dem Ina bringt nicht, wenn der Ina >> wegen dem DC schon im Anschlag ist. > Hinter dem Hochpass kommt im ADS noch ein Verstärker mit bis zu 12x, > somit bekomme ich durch den Hochpass zwischen den beiden Verstärkern > ungefähr diesen Faktor 12 auf den tolerablen Bereich des > Elektrodenoffsets. Das meinte ich nicht. Beispiel: 200mV DC-Offset. Erste Stufe verstärkt x50, somit ist der Verstärker in Sättigung. Zwar wird dir der HP das Signal wieder auf die Nulllinie ziehen, aber der Informationsgehalt ist weg. ein LP <30Hz kann mit EKG gerade so machen. Der Informationsgehalt der R-Zacke ist dann aber schon nicht mehr gegeben. Für EEG sind 30Hz definitv zu wenig. Das weißt du meinst, ist ein kapazitives EKG. Bei denen geht das gerade so. Kapazitive EEG ist nochmal etwas ganz anderes, der HP zwischen Koppelkondensator und Eingangswiderstand ist nicht zu vernachlässigen! VG Tilo
kapazitives EEG gibt es schon, hat der Herr Dr. Oehler als Dissertation geschrieben: http://rzbl04.biblio.etc.tu-bs.de:8080/docportal/servlets/MCRFileNodeServlet/DocPortal_derivate_00007661/Oehler_diss.pdf;jsessionid=04127E6AD3EB51F88233259B36736310
Hm, wenn die Offsetspannung beim EEG tatsächlich so groß werden kann, dann sollte vielleicht doch lieber ein anderer Instrumentenverstärker benutzt werden. Der INA155 hat ja eine Mindestverstärkung von 10. Der INA133 dagegen kommt runter bis auf ein Gain von 1 durch eine einfache Änderung eines Widerstandes. Falls der Offset also tatsächlich so groß werden würde, kann die Verstärkung ja auf ca. 2 heruntergesetzt werden und der ADS1198 erledigt den Rest. Grüße André
Es hängt extrem von den Elektroden, Übergangsimpedanzen etc. ab. Deshalb haben viele EKG- und EEG-Verstärker in der ersten Stufe oft nur x5, danach den HP und dann die "echte" Verstärkung.
Hi, ich hab den Thread jetzt nur überflogen, aber kennst du schon das Open EEG Projekt? http://openeeg.sourceforge.net/doc/ Vielleicht sind die verschiedenen Beispiele für Elektroden von der Seite ja interessant für dich.
Hallo, ok, inzwischen (nach dem Abi) bin ich mit dem Projekt etwas weiter. Die Platinchen habe ich bei seeedstudio.com machen lassen (zweiseitig, mit lötstoppmaske und zweiseitigem silk screen) und manuell bestückt, Bilder sind im Anhang. Das verwendete Werkzeug war ein Ersa Multitip C-25, eine grobe Pinzette und etwas Entlötlitze, anschließend habe ich die Lötstellen des ADS1194 (0,5mm Pinraster) unter dem Mikroskop kontrolliert (vier mussten letztendlich nochmal gelötet werden). Als Vorverstärker habe ich bei Kanal 1 einen INA155 verlötet, das Layout ist aber kompatibel zum INA333. Die Spannungsregler funktionieren, der AVR ist per avrdude ansprechbar (ich verwende einen Bus Pirate als Programmer), der Quarzoszillator des AVR funktioniert und die LEDs blinken auch schon. Ich hab angefangen, die Ansteuerung für den ADS1194 zu programmieren, bin dabei aber auf ein Problem gestoßen: Theoretisch sollte mein Programm das ID-Register des ADS lesen (Binärwert laut Datenblatt XXX10100, wobei XXX eine Revisions-ID ist, 10 fest ist und 100 für den ADS1194 steht) und dann über die drei LEDs rausblinken. Leider funktioniert letzteres nicht, was er rausblinkt ist 0x5A=0b01011010 (reproduzierbar). Die Initialisierungsroutine habe ich aus dem Datenblatt übernommen, und ich habe versuchsweise das CLK_EN-Bit des CONFIG1-Registers des ADS1194 auf "1" gesetzt, was dem ADS sagt, dass er das intern generierte 2,048MHz-Taktsignal auf den CLK-Pin legen soll -- und laut meinem Multimeter hat das funktioniert (ich habe mit ausgeschaltetem CLK_EN-Bit gegengetestet). Somit kann ich scheinbar mit dem ADS1194 kommunizieren, und der versteht mich auch, aber beim Lesen der Register scheint irgendwas nicht zu funktionieren (oder ich hab irgendwo einen Fehler). Falls irgendjemand eine Idee hat, woran das liegen könnte: Ich bin für Hinweise sehr dankbar ;) Viele Grüße Sebastian Der Quelltext ist auf github zu finden: https://github.com/jaseg/openmind-firmware Das Platinenlayout, das ich verwende ist auch dort: https://github.com/jaseg/OpenMind/commit/6d1cffe06a6ab946ff4a1aea6f7b334e974ac380 (achtung, älterer Commit) Die dazu gehörigen Eagle-Dateien sind hier zu finden: https://github.com/jaseg/OpenMind/commit/4405fd4e374b2538e90c1c8684a3c6af39862306 Die aktuellsten Daten (Layout & Schaltplan) sind im HEAD: https://github.com/jaseg/OpenMind
Du hast dich da mit dem Projekt schon ziemlich weit aus dem Fenster gelehnt. Es scheint so zu sein, dass du außer einem Multimeter keine weiteren Messinstrumente hast. Da wirds dann hart. Schau ob du dir ein Oszilloskope ausleihen kannst und versuche mal das Timing deiner Initialisierung zu messen. Bei besseren Oszis kann man auch die SPI Bytes auf der Leitung direkt messen/lesen. Weiters Versorgungsspannung auf Einbrüche kontrollieren , Reset des ADC kontrollieren ... Grüße und viel Erfolg Gebhard
Ich hab noch Zugriff auf ein Oszi (Hameg 60MHz Analoggerät) über die Schule. Ich habe gerade die Spannung der Internen Referenz des ads1194 überprüft, und festgestellt, dass sich die wie gewünscht vom AVR zwischen 2,4V und 4,0V umschalten lässt. Ich hab jetzt keine Zeit, aber ich werde die Schaltung heute oder morgen mal mit dem Oszi durchmessen.
Vielleicht hilft Dir das hier weiter: http://e2e.ti.com/support/data_converters/precision_data_converters/f/73/p/105592/372325.aspx?PageIndex=1
Hallo, ich habe die Kommunikation mit dem ADS1194 inzwischen ans Laufen gebracht. Das Problem war letztenendes, dass ich den AVR auf SPI-Mode 0 statt SPI-Mode 1 gestellt hatte. Jetzt lässt sich das Device ID-Register korrekt auslesen (0xB4). Das Schreiben und Lesen der drei Config-Register funktioniert auch. Ein paar Fotos der mit dem Oszi gemessenen Wellenform sind im Anhang, wobei bei denen mit SCLK das Datensignal gestört ist, da zu dem Oszi, das ich benutzt habe, nur ein Tastkopf auffindbar war, den ich für SCLK verwenden musste, und der andere Kanal mit ein paar 1m-Messstrippen angeschlossen war. Ich habe f_sclk letztendlich auf
gesetzt, da mir die Flanken auch da noch steil genug erscheinen. Die Bilder sind alle bis auf eines bei 1MHz f_sclk aufgenommen worden. Danke für die Tipps! Sebastian
Wenn du da mal durch bist, kannst du ein Bild des abgetasteten Eingang-Signals hier einstellen? Üblich wäre 100uVpp 10Hz Sinus und 256 oder 512Hz Abtastrate. Würde mich als EEG Geräteentwickler interessieren. Grüße gebhard
Vollkommen sinnlos, die Nominaldaten stehen im Datenblatt und der Rest ist von Abschirmung und Elektroden abhängig.
@Mike Wenn das so wäre, dann würden alle Schaltungen nach Datenblatt und Simulation funktionieren. Das dem nicht so ist, merkt man als Entwickler jeden Tag. Gerade bei low-level Schaltungen ist der Grat zwischen 1uV Rauschen und 10uV Rauschen samt Versorgungsrückwirkungen ziemlich schmal. Grüße
Ich habe auch welche rumliegen. Die 30 kHz Samplerate beziehen sich aber auf alle Kanäle, also 32/Kanalzahl, richtig?
Nein. Jeder EINZELNE Kanal kann mit bis zu 32ksps Samplen.
Oha, dann bastel ich den vielleicht doch mal in eine Applikation. Das wäre dann ja mit den Intal Dingern konkurrenzfähig!
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