Relatore: Chiar.mo Prof.Accardo Agostino Candidato: Manganelli Massimo
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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTEUNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE
FACOLTA’ DI INGEGNERIAFACOLTA’ DI INGEGNERIACORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICACORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA
A.A. 2004 / 2005A.A. 2004 / 2005Tesi di Laurea TriennaleTesi di Laurea Triennale
SVILUPPO DI UN PROTOTIPO PER IL RILEVAMENTO DELLE ACCELERAZIONI DEL CAPO DURANTE L’ACQUISIZIONE DEI
MOVIMENTI OCULARI SACCADICI
Relatore: Chiar.mo Prof.Accardo Agostino Candidato: Manganelli Massimo
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INTRODUZIONE
Lo scopo di questo progetto di tesi è quello di realizzare un sistema per il rilevamento di eventuali artefatti introdotti dal movimento della testa sulle misure di movimenti oculari durante stimolazioni visive.
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I movimenti oculari sono rilevati dal sistema I.R.I.S. che li registra basandosi sulla riflessione di radiazioni infrarosse sulla sclera dell’occhio.
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In prossimità dell’occhio vengono posizionati dei piccoli emettitori all’infrarosso. Mentre due componenti sensibili all’infrarosso vengono colpiti dalla radiazione riflessa dall’occhio.
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I I movimenti saccadicimovimenti saccadici sono sono movimenti rapidi volontari seguiti da movimenti rapidi volontari seguiti da pause di fissazionepause di fissazione..
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PROBLEMA
Erronea registazione oculare determinata Erronea registazione oculare determinata da movimenti del capo;da movimenti del capo;
Possibile Soluzione
Monitoraggio dei movimenti della testa;Monitoraggio dei movimenti della testa;
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SCHEMA A BLOCCHI
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PROGETTOIl dispositivo principale è costituito principalmente
dall’accelerometro dell’ analog device ADXL 202 JQC poggiato direttamente sul capo del soggetto.
ADXL 202
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ADXL 202accelerometro a 2 assi X – Y;misura accelerazioni e vibrazioni con un
range di ±2 g. Le uscite sono segnali digitali in duty
cycle (rapporto tra la durata della parte alta, T1, del segnale e il periodo T2).
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CONFIGURAZIONE ADXL 202
Il periodo dei segnali digitali è possibile settarlo inserendo in un apposito pin una resistenza che ne regola la durata da 0,5ms a 10 ms.
A 0g T1 è pari al 50% del duty cycle.
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PROGETTODelle porte AND
comandano il segnale di clock di 1MHz, che pilota i due contatori binari a 12 bit.
Il contatore conterà fino ad un massimo di 2000 conteggi
(2ms/1μs).
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DIAGRAMMA TEMPORALE
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I multivibratori fanno acquisire ai convertitori il conteggio fornito dai contatori; resettano i contatori nel periodo T2 –T1, che può variare in
conseguenza del movimento; il tutto utilizzando opportune durate selezionate tramite coppie
R,C:
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DACI convertitori digitale – analogici (DAC),
forniscono in uscita un segnale analogico in tensione, proporzionale al valore del dato digitale presente in ingresso.
Piedinatura IC
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Configurazione DAC I DAC sono stati configurati in
modo da ottenere in uscita una tensione bipolare di ± 5V seguendo le specifiche della tabella sottostante.
I due trimmer da 100Ω servono per regolare la tensione bipolare al valore sopra citato.
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GRAFICIMediante scheda di acquisizione sono state
prelevate alcune misure su entrambi gli assi .La risposta mostrata è stata ottenuta
muovendo il sensore lungo la direzione x.
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ASSE YAnalogamente alla risposta sull’asse X, Analogamente alla risposta sull’asse X,
questa risposta è stata ottenuta muovendo questa risposta è stata ottenuta muovendo il sensore nella direzione ortogonale alla il sensore nella direzione ortogonale alla precedenteprecedente
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CIRCUITO
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Misure sull’Accelerometro Posto sulla fronte del soggetto, sono state
acquisite varie misure sia a fronte libera che fissata mediante elmetto porta sensori.
YY
XX
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I. Testa libera con accelerazione sul piano orizzontale per movimenti della testa sul piano orizzontale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.
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Accelerazione Velocità
Posizione
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II. Testa libera con accelerazione sul piano orizzontale per movimenti della testa sul piano orizzontale di ± 15° acquisiti ogni 5 sec.
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Accelerazione Velocità
Posizione
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III. testa libera con movimenti verso l’alto/basso sul piano verticale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.
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Accelerazione Velocità
Posizione
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IV. Testa fissa con stimolo visivo sul piano orizzontale ; 1 canale I.R.I.S. utilizzato per movimenti orizzontali occhio Dx e un altro per movimenti accel. della testa sul piano orizzontale .
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Accelerazione
Velocità
Posizione
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CONCLUSIONI
Il sistema è capace di rilevare abbastanza bene le accelerazioni sia orizzontali che verticali del capo per spostamenti di parecchi gradi (±15°, ±30°) ; ;
quando la testa è costretta a movimenti di piccola ampiezza , non sembra più sufficiente per offrire una stima adeguata delle accelerazioni presenti che diventano dell’ordine del rumore del sistema;
Il sistema realizzato costituisce un primo passo da perfezionare mediante i suggerimenti acquisiti.