Схема электронного измерителя эмоций


А знаете ли вы, что эмоциональные реакции могут быть зафиксированы путем измерения GSR/EDA с помощью датчика ProtoCentral tinyGSR.

ProtoCentral tinyGSR — это панель для измерения кожно-гальванической реакции (GSR) / электродермальной активности (EDA), которая позволяет измерять и отслеживать физиологические реакции в режиме реального времени. GSR измеряет изменения электропроводности и активности кожи, предоставляя тем самым ценную информацию об эмоциональном состоянии человека и уровне стресса. Когда человек эмоционально возбужден или испытывает стресс, активность его потовых желез увеличивается, что и можно измерить по изменению проводности кожи.

Что такое электродермальная активность

Электродермальная активность (ЭДА) — это свойство человеческого организма, вызывающее постоянное изменение электрических характеристик кожи. Исторически термин EDA также был известен как проводимость кожи, кожно-гальваническая реакция (КГР), электродермальная реакция (ЭДР), психогальванический рефлекс (PGR), реакция проводимости кожи (SCR), симпатическая реакция кожи (SSR) и уровень проводимости кожи (SCL). Долгая история исследований активных и пассивных электрических свойств кожи в различных дисциплинах привела к избытку названий, которые теперь стандартизированы в виде электродермальной активности (EDA).

Распознавание человеческих эмоций – процесс идентификации и интерпретации эмоций с помощью различных модальностей, таких как выражение, речь, язык тела и физиологические сигналы. С помощью КГР человеческие эмоции можно идентифицировать с помощью физиологических сигналов. И действительно, изменения проводимости кожи и других физиологических сигналов, а также движения тела могут многое рассказать об эмоциональном состоянии человека.


Благодаря интерфейсу Qwiic платы tinyGSR легко комбинировать это с другими физиологическими датчиками, например мониторами сердечного ритма, для создания более комплексной системы обнаружения физиологических эмоций, позволяющей использовать ее для исследований.

TinyGSR содержит встроенные аналоговые операционные усилители для измерения изменения сопротивления и помогает легко связать его с микроконтроллерами, используя только цифровой интерфейс. Подходит любая совместимая плата, без пайки.

Разъемы Qwiic: оба этих разъема соединены внутри друг с другом, и можно подключить плату Qwiic к любому из них.

Выходной разъем: если не хотите использовать Qwiic и надо напрямую подключить его к макетной плате, можете припаять к этому разъему стандартные контакты 2,54 мм (100 мл).

Выбор адреса

7-битный адрес I2C по умолчанию для этой платы — 0x49 (это то, что указано в примере кода).

Интересное на схемафоруме:
Простой лабораторный блок питания

Отпаяв эту перемычку и подключив ее к левой стороне, можете выбрать 0x49 в качестве адреса.

Обычно это требуется если хотите соединить две такие платы вместе для использования на одной шине I2C.

Прежде чем использовать плату для получения КГР, нужно будет отрегулировать потенциометр, чтобы вывести сигнал в диапазон измерения.

Подключение платы к Arduino Nano Every

Если есть система Qwiic Connect или экран, совместимый со STEMMA QT, можете просто подключить его напрямую к порту Qwiic/StemmaQT. Пайка не требуется.

Если хотите подключить коммутационную плату напрямую к «Arduino Nano Every» без использования разъема Qwiic, следуйте приведенной ниже таблице.

Итак, модуль tinyGSR использован в этом проекте для обнаружения эмоциональных реакций, основанных на моргании глаз и дыхании. Плата была интегрирована с Arduino Nano Every с использованием экрана Qwiic. Два отвода (RA, RL), прикрепленные вместе с электродами, помещаются на ладонь одной руки для измерения SCR, и данные можно просматривать в открытом виде, чтобы показать изменения, которые соответствуют определенным событиям, таким как моргание или изменение дыхания.

Используя прошивку ProtoCentral tinyGSR, которая запускает АЦП TLA2022 в непрерывном режиме, устанавливаем скорость передачи данных на 128 выборок в секунду (SPS) и диапазон напряжения полной шкалы на 512 мВ (что рекомендуется для аналоговой схемы) и загружаем в Arduino Nano Every с платой tinyGSR.

Загрузите и установите Arduino IDE в соответствии с вашей платформой. Ознакомьтесь с руководством Sparkfun по установке IDE. Используя Arduino IDE, загрузите библиотеку ProtoCentral TLA20xx Arduino из диспетчера библиотек Arduino. Для получения дополнительной информации о том, как установить библиотеку Arduino, ознакомьтесь с руководством от Sparkfun.

Установите вспомогательные библиотеки. ProtoCentral tinyGSR использует следующие библиотеки Arduino: TLA 2022 ADC для аналого-цифрового преобразования сигнала GSR. Нужно библиотеку Arduino для TLA2022, чтобы упростить использование. И библиотека FIR-фильтров

Её можно найти в меню «Эскиз» в разделе «Включить библиотеку», «Управление библиотеками», а затем ввести ключевые слова «ProtoCentral TLA202x» и «FIR Filter», чтобы увидеть библиотеку. При нажатии на библиотеку появится кнопка «Установить». Когда нажмете – библиотека должна быть установлена автоматически. После завершения установки закройте Менеджер библиотек.

Интересное на схемафоруме:
Разборка и ремонт прецизионной электрической отвертки

Вывод в OpenView

Графический интерфейс для визуализации отклика кожи написан на языке Processing на основе Java и может быть кросс-компилирован на разных платформах. Посетите страницу выпусков Openview GitHub, чтобы загрузить самую последнюю версию для вашей платформы.

После того, как открыли графический интерфейс OpenView, обязательно выберите «tinyGSR» в раскрывающемся списке. Если все пойдет хорошо, сможете увидеть результат.

Области применения проекта

Вот несколько потенциальных применений, которые можно интегрировать или сделать с помощью этой платы:

  1. Носимая технология. Благодаря компактным размерам и возможности взаимодействия с микроконтроллером, tinyGSR хорошо подходит для использования в носимой технике. Устройство может быть интегрировано в смарт-часы, фитнес-трекер или другое носимое устройство для отслеживания эмоционального состояния и обеспечения обратной связи с пользователем.
  2. Взаимодействие человека с ПК. tinyGSR можно использовать при взаимодействии человека с компьютером для создания более естественных и интуитивно понятных интерфейсов. Например, компьютерная программа может использовать tinyGSR для определения эмоционального состояния пользователя и соответствующей корректировки его поведения или реакций.
  3. Интерактивные игры. tinyGSR можно использовать в играх для создания более захватывающих и интерактивных впечатлений. Устройство можно использовать для определения эмоционального состояния игрока и соответствующей корректировки игрового процесса или сюжета.
  4. Диагностика и лечение психического здоровья. tinyGSR можно использовать для диагностики и лечения психических заболеваний путем измерения изменений в эмоциональных состояниях. Устройство можно использовать в сочетании с другими физиологическими мерами и сеансами терапии для отслеживания прогресса и улучшения результатов лечения.
  5. Образование. tinyGSR можно использовать в образовательных учреждениях для измерения вовлеченности, интереса и эмоций учащихся. Его также можно использовать, чтобы помочь преподавателям создавать более эффективные и увлекательные уроки.
  6. Исследования. Устройство можно использовать в психологических и нейробиологических исследованиях, связанных с эмоциями на рабочем месте, групповой динамикой и общением в командах, эмоциями в межполовых отношениях.

Конечно существует много других потенциальных применений с использованием tinyGSR, которая выводит чёткое измерение эмоций человека на новый уровень.