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 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 L’ACQUISIZIONE DEI MOVIMENTI OCULARI SACCADICI Relatore: Chiar.mo Prof.Accardo Agostino Candidato: Manganelli Massimo

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 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.

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

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

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

7 SCHEMA A BLOCCHI

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

9 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).

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 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 DIAGRAMMA TEMPORALE

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

19 CIRCUITO

20 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

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

22 Accelerazione Velocità Posizione

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

24 Accelerazione Velocità Posizione

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

26 Accelerazione Velocità Posizione

27 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 Accelerazione Velocità Posizione

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 dell’ordine del rumore del sistema; Il sistema realizzato costituisce un primo passo da perfezionare mediante i suggerimenti acquisiti.