第1步：材料和工具

為了構建睡眠讀卡器頭帶，您需要以下材料：

頭帶（此項目使用HOTER Sportline頭帶）

Adafruit Flora微控制器

Flora可穿戴藍莓LE模塊

Flora RGB Neo Pixel LED

Snaps

導電線

電線

螺紋

電池組

Bitalino腦電圖與UC-E6電纜和3芯電極電纜

面料

松緊帶

以下工具將幫助您構建頭帶：

縫紉針

剪刀

剝線鉗

烙鐵和填充金屬

步驟2：準備

在構建睡眠讀卡器頭帶之前，請花點時間了解腦電波和一些基本電路。在大腦內(nèi)，稱為神經(jīng)元的特殊細胞在體內(nèi)協(xié)調(diào)不同的活動。這些神經(jīng)元通過發(fā)送幾乎采用波浪形式的電信號來運行節(jié)目。眾所周知，大腦會產(chǎn)生四種不同類型的波--α，β，θ和δ。這些波可以通過特定的頻率范圍來區(qū)分，并且每個范圍對應于一定水平的心理活動。你的頭帶將使用一種稱為腦電圖（EEG）的設備來識別這些波，因為你的大腦會在睡眠時產(chǎn)生它們。

為了制作睡眠閱讀器，你需要連接一些設備來連接它們。頭帶。主要設備是微處理器，這是一臺小型計算機;藍牙模塊，這是一個允許頭帶與您的計算機通信的芯片; NeoPixel，一種變色燈;腦電圖;和一個電池。

整個系統(tǒng)是通過導電線將每個設備連接在特定位置而構建的。如果您沒有使用這些線程的經(jīng)驗，可以在此處獲得教程。線程綁在快照中，可以輕松連接和移除Flora微處理器和藍牙模塊。按扣的一端將進入織物，另一端進入電氣設備。這里提供了實現(xiàn)這些快照的教程。

系統(tǒng)構建完成后，必須提供代碼。該項目專門使用Arduino代碼。如果您想熟悉Arduino代碼，https：//www.arduino.cc上有很多有用的教程。為了實現(xiàn)用于此項目的代碼，您需要在https://www.arduino.cc/en/Main/Software下載Arduino應用程序。這將需要補充Flora板，可在此處獲得。您還需要下載一些其他庫來擴展微處理器的功能;這可以使用www.github.com完成。必要的庫是：

快速傅里葉變換（FFT）

Adafruit BLE（藍牙）

Adafruit NeoPixel

最后，您應該在智能手機上下載Adafruit Bluefruit LE Connect應用程序，以便與頭帶一起使用。

步驟3：安全性

人體只能承受有限的電力暴露，因此在使用電子設備時需要適當?shù)淖o理。電氣安全的主要原則是避免讓您的身體成為電流通電的通路。一些避免這種情況的一般做法是：

電源關閉時只接觸電線和其他金屬電路

使用帶絕緣手柄的工具

嘗試

盡量用一只手而不是兩只手工作，以減少電流流經(jīng)心臟的風險

建立電路時要注意的另一個問題是電流會點燃易燃材料，因此必須確保電路中的電線完全連接。否則，你可能會點燃頭發(fā)或頭帶著火。

警告：此頭帶不是經(jīng)過認證的醫(yī)療器械，不應用于診斷神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

第4步：提示與提示

以下是構建睡眠讀卡器頭帶時要記住的一些提示：

確保導電線的末端在連接后沒有相互接觸

如果在將微型控制器連接到Arduino時Arduino中的端口不可用，請按照以下步驟上傳代碼：

連接微控制器時，按住微控制器上的復位按鈕上傳代碼

當狀態(tài)欄從編譯切換到上傳時，松開復位按鈕

代碼應上傳并且現(xiàn)在應該識別端口

在按扣上焊接時，請小心避免將兩個引腳焊接在一起，以便您不要縮短你的c ircuit。萬用表可用于測試是否在引腳之間建立連接

確保在戴上頭帶時按扣保持連接

確保藍牙模塊在數(shù)據(jù)模式而非命令模式

構建頭帶后，您需要確保它有效工作！為了獲得良好的信號，請確保通過擦去灰塵，松散的線，頭發(fā)或其他干擾物來清潔電極與前額之間的接觸。

步驟5：開始構建您的電路！

現(xiàn)在您已經(jīng)具備了一些背景知識和安全程序，您已準備好構建小時頭帶。請仔細閱讀以下說明，并注意圖像上留下的注釋以及更多說明。

步驟6：電路圖

上面的電路圖顯示了完成電路中的連接。使用此電路圖作為參考，以確保您的電路已正確接線。

步驟7：焊接捕捉到Flora微處理器

如果你沒有看到教程的鏈接如何在“準備”步驟中使用快照，立即查看。此時，您將把快照連接到微處理器和藍牙模塊。你不想弄亂這個部分，因為雜亂的焊接工作會破壞你的電路。

微處理器將需要在以下引腳上捕捉：

所有3個接地（GND）引腳

兩個3.3V電源引腳

SCL＃3

RX＃0

TX＃1

數(shù)碼針＃9

步驟8：焊接卡入藍牙模塊

藍牙模塊這些引腳需要快照：

3.3V電源

TX

RX

GND

步驟9：為Flora微處理器縫制捕捉到織物

現(xiàn)在您可以將捕捉的另一端縫到織物上。確保使用藍牙模塊和微處理器及其連接的按扣正確排列這些快照！

步驟10：將按扣縫入藍牙模塊的光纖

現(xiàn)在縫制藍牙按鈕。

步驟11：將藍牙模塊連接到Flora微處理器

接下來，通過在每個設備的相應按扣之間縫制導電線，將藍牙模塊連接到Flora微處理器。需要以下引腳連接：

藍牙3.3V至微處理器3.3V

藍牙TX至微處理器RX＃0

藍牙RX至微處理器TX ＃1

藍牙GND到微處理器GND

步驟12：將新像素連接到Flora MicroProcessor

通過以下方式將Neo Pixel連接到微處理器：

NeoPixel LED輸入到微處理器數(shù)字引腳＃9

NeoPixel接地到微處理器接地

NeoPixel電源到微處理器電源

步驟13：將電池組連接到Flora微處理器

這部分是重要的;您可能需要一個電源來使一切正常工作！

步驟14：構建EEG電纜

此電纜使用EEG芯片，3芯電極電纜和UC-E6電纜。 EEG芯片必須正確對齊，以便讀取“EEG”的一端連接到電極電纜，如上圖所示。

步驟15：將EEG連接到Flora微處理器

將EEG電纜連接到Flora微處理器。上面的圖像標有說明，以顯示連接電線的正確位置。將進行以下連接：

紅線接通電源

黑線接地

紫線到SCL＃3

步驟16：將電極縫合到頭帶中

將電極縫入頭帶內(nèi)側。確保電極放置在正確的位置。看頭帶的內(nèi)側，紅色電極應放在左側，白色電極應位于中間，黑色電極應位于右側。

步驟17 ：Stitch Cloth和Strap to Headband

現(xiàn)在你已經(jīng)完成了頭帶！ Woohoo！

第18步：上傳代碼

現(xiàn)在您可以將此代碼上傳到頭帶，為其提供心靈閱讀能力！

步驟19：將頭帶連接到手機

打開Adafruit Bluefruit LE Connect應用程序并將手機連接到Adafruit藍莓LE。

步驟20：戴上頭帶并收集數(shù)據(jù)

現(xiàn)在你可以戴上頭帶并進行測試了！您可以在Adafruit Bluefruit LE Connect應用程序中選擇“UART”以查看數(shù)據(jù)。

步驟21：將數(shù)據(jù)從手機導出到計算機

收集數(shù)據(jù)后，您可以以多種文件格式導出數(shù)據(jù)。我們建議將其導出為.txt文件，以便在Excel中進行分析。

步驟22：數(shù)據(jù)分析

以下是一個示例您可以制作的圖形類型，用于可視化和解釋頭帶中的數(shù)據(jù)。我們將delta，theta，alpha和beta范圍都標記為關閉，以顯示每個點落在哪個范圍內(nèi)。

步驟23：進一步的想法

完成睡眠讀卡器頭帶后，請隨意探索對設計的一些修改。也許嘗試修改代碼以自動收集數(shù)據(jù)并生成評估用戶睡眠模式的報告?；蛘吣憧梢赃B接一個實時時鐘來監(jiān)控用戶入睡時的確切時間，通過深度睡眠和REM睡眠進行監(jiān)控，然后醒來。也許您對錄制睡眠談話感興趣，在這種情況下，您可以包括在用戶點擊REM睡眠時激活的錄音機。可能性是無窮無盡的！

步驟24：識別

此項目代碼的傅立葉變換部分使用了已發(fā)布的代碼在這個頁面上挪威創(chuàng)作。此外，代碼的NeoPixel部分引用了Adafruit提供的示例。