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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA A.A. 2004 / 2005 Tesi di Laurea Triennale SVILUPPO.

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1 1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA A.A / 2005 Tesi di Laurea Triennale SVILUPPO DI UN PROTOTIPO PER IL RILEVAMENTO DELLE ACCELERAZIONI DEL CAPO DURANTE LACQUISIZIONE DEI MOVIMENTI OCULARI SACCADICI Relatore: Chiar.mo Prof.Accardo Agostino Candidato: Manganelli Massimo

2 2 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.

3 3 I movimenti oculari sono rilevati dal sistema I.R.I.S. che li registra basandosi sulla riflessione di radiazioni infrarosse sulla sclera dellocchio.

4 4 In prossimità dellocchio vengono posizionati dei piccoli emettitori allinfrarosso. Mentre due componenti sensibili allinfrarosso vengono colpiti dalla radiazione riflessa dallocchio.

5 5 I movimenti saccadici sono movimenti rapidi volontari seguiti da pause di fissazione. I movimenti saccadici sono movimenti rapidi volontari seguiti da pause di fissazione.

6 6 PROBLEMA Erronea registazione oculare determinata da movimenti del capo; Erronea registazione oculare determinata da movimenti del capo; Possibile Soluzione Monitoraggio dei movimenti della testa; Monitoraggio dei movimenti della testa;

7 7 SCHEMA A BLOCCHI

8 8 PROGETTO Il dispositivo principale è costituito principalmente dallaccelerometro dell analog device ADXL 202 JQC poggiato direttamente sul capo del soggetto. ADXL 202

9 9 accelerometro 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).

10 10 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.

11 11 PROGETTO Delle 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).

12 12 DIAGRAMMA TEMPORALE

13 13

14 14 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:

15 15 DAC I convertitori digitale – analogici (DAC), forniscono in uscita un segnale analogico in tensione, proporzionale al valore del dato digitale presente in ingresso. Piedinatura IC

16 16 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.

17 17 GRAFICI Mediante 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.

18 18 ASSE Y Analogamente alla risposta sullasse X, questa risposta è stata ottenuta muovendo il sensore nella direzione ortogonale alla precedente Analogamente alla risposta sullasse X, questa risposta è stata ottenuta muovendo il sensore nella direzione ortogonale alla precedente

19 19 CIRCUITO

20 20 Misure sullAccelerometro Posto sulla fronte del soggetto, sono state acquisite varie misure sia a fronte libera che fissata mediante elmetto porta sensori. Y X

21 21 I. I.Testa libera con accelerazione sul piano orizzontale per movimenti della testa sul piano orizzontale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.

22 22 Accelerazione Velocità Posizione

23 23 II. II.Testa libera con accelerazione sul piano orizzontale per movimenti della testa sul piano orizzontale di ± 15° acquisiti ogni 5 sec.

24 24 Accelerazione Velocità Posizione

25 25 III. III.testa libera con movimenti verso lalto/basso sul piano verticale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.

26 26 Accelerazione Velocità Posizione

27 27 IV. 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.

28 28 Accelerazione Velocità Posizione

29 29 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 dellordine del rumore del sistema; Il sistema realizzato costituisce un primo passo da perfezionare mediante i suggerimenti acquisiti.


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