UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE FACOLTA’ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA A.A. 2004 / 2005 Tesi 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

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.

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

In prossimità dell’occhio vengono posizionati dei piccoli emettitori all’infrarosso. Mentre due componenti sensibili all’infrarosso vengono colpiti dalla radiazione riflessa dall’occhio.

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

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

SCHEMA A BLOCCHI

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

ADXL 202 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).

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.

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).

DIAGRAMMA TEMPORALE

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:

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

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.

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.

ASSE Y Analogamente alla risposta sull’asse X, questa risposta è stata ottenuta muovendo il sensore nella direzione ortogonale alla precedente

CIRCUITO

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

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

Accelerazione Velocità Posizione

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

Accelerazione Velocità Posizione

testa libera con movimenti verso l’alto/basso sul piano verticale di ± 30° acquisiti ogni 5 sec.

Accelerazione Velocità Posizione

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 .

Accelerazione Velocità Posizione

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.