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 Sensor Applications
센서 자료실
작성자 leeky        
작성일 2006/04/06
첨부#1 hoarderboard_PicCode.zip (0KB) (Down:43)
첨부#2 hoardboard_asy_shot.jpg (0KB) (Down:44)
Link#1 SAK_description (Down:32)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 821   
  Biometric Interface Board

Swiss Army Knife/Hoarder (SAK) board
Hoarder Board -- home page
Main designer Vadim Gerasimov
.
The purpose of the board is to collect large amounts of sensor data.
The board can be configured and programmed for a wide range of data acquisition tasks.
For example, it can record sound with a microphone add-on board
or measure EKG, breathing, and skin conductivity with a biometric daughter board.
The board can use a CompactFlash device to store sensor information,
a two-way radio modem or a serial port to communicate to a computer in real time,
and a MITHRIL port to work in a wearable computer network.
The board was designed as a part of the Every Sign of Life project. 

특징
Board size 2" x 4" 

PIC16F877 20-MHz microcontroller  
(controls everything else: CF card, radio modem, serial port, I2C port, real time clock, LED,
daughter board components with up to 8 10-bit A/D converter channels can be used to
digitize analog signals and can be reprogrammed on-board via serial port or using a programmer header)
.
CompactFlash connector (Type I or II CF memory cards including 1GB IBM Microdrive)
Real time clock (keeps track of date and time with a 12mm backup battery good for over 5 years)
Serial port (PC-compatible (5V inverted) serial port up to 115200 bps)
Programmer port (initial microcontroller programming using standard programmer
with passive adapter, reprogramming when the serial programming function is not accessible)
.
Power supply (4 AAA rechargeable or alkaline batteries without power regulator
with optional 5V power regulator for other battery or power adapter configurations)
.
* MITHRIL port, I2C and power sharing for MITHRIL wearable network
* optional 2-color LED
* optional 2.5V reference
* daughter board connector
.
★ VitaMon:  
A Low-cost Wearable Biometric Monitoring Device for Critical Health Monitoring
.
In developing countries, it is difficult to provide adequate monitoring services to
the critically ill as hospitals are understaffed and cannot afford expensive monitoring systems.
This project focuses on developing a portable,
wearable device with low-power processing and sensing capabilities
that can monitor and record vital patient signs (specifically EKG, temperature, and galvanic skin response)
in order to take the place of direct human monitoring.
.
In the event that a patient's vital signs indicate an emergency
(examples include the heartrate dropping below a certain rate,
temperature above/below accepted norms, and hyperventalation
and/or shock as indicated by the GSR sensor),
the monitoring device can sound an alarm to alert the attention of medical staff.
The device can also record the patient's vital signs onto local storage on the wearable monitor,
which can be reviewed by a doctor at a later point.
.
★ Created ThinkCycle Topic for low-cost biometric monitoring systems
http://www.thinkcycle.org/tc-notes/?topic_id=39823
.
The main platform that I used for the data acquisition for the wearable was the SAK/hoarder board,
primarily developed by Vadim Gerasimov.
The platform is meant to be designed as a flexible,
lightweight data acquisition system used for a variety of applications.
The platform consists of a 20Mhz PIC16F877 microcontroller,
compact flash CF slot (for up to a gigabyte of non-volatile storage), serial port,
and runs on 4 AAA batteries and has a daughter board connector to interface with sensor boards.
.
To the baseboard system described above,
I added a wireless tranceiver module Assignment 11 to allow the board to
communicate data with a computer via a 900 Mhz signal.
The SAK/hoarder baseboard is interfaced with a biometric daugherboard
which does the appropriate filtering/amplification/leveling circuitry for the temperature, ekg,
and galvanic skin response sensors. See Assignment 5 for the circuit design,
Assignment 7 for the pcb design and assembly, Assignment 9 for the sensor/sensor-lead design.
.
The entire module was attached to a custom chassis that was cut using the laser cutter,
attached to velcro straps, and put into a custom vacuum formed case (see Assignment 8).
with holes that were put in to accommdate the lead connector, and an external switch which was attached.
.
The completed critical healthcare monitor is pictured here from various angles:
.
★ Biometric daughter board for Hoarder board
E-mail questions to Vadim Gerasimov <vadim@media.mit.edu>
.
The daughter board allows the hoarder board to collect EKG, EMG, EEG, skin conductance, and temperature signals.
  

The board was designed as a part of the Every Sign of Life project.
.
★ 특징
Board size 2" x 4"
No digital components
1 dual instrumentation op amp + 2 quad op amps
2 channels to amplify weak electrical impulses (EKG, EEG, EMG)
2 channels to measure electrical resistance (GSR or skin conductance)
1 precision amplifier to measure temperature
.
★ Biometric 보조기판 회로
 
[img:EKGAmpSch.jpg,align=,width=640,height=566,vspace=0,hspace=0,border=0]
EGK EMG EEG Amplifier/ Filters
.
CMOS 계측기용 증폭기로 정밀신호 포착 구현
다양한 정밀 계측기용 증폭기 제품군으로 비용절감, 설계시간 단축, 기판면적 감소, 조립공정 단순화, 신뢰도 향상 실현
.
Texas Instruments는 절전형 rail-to-rail 출력기능의 CMOS 계측기용 증폭기를 발표했다.
INA321로 명명된 이 제품의 기능은 비용에 매우 민감한,
대량생산을 주로 하는 가전, 통신장비, 컴퓨터, 자동차업체는 물론
산업용 공정제어 및 의료장비 업체에서 이상적으로 활용할 수 있다.
.
제품에 대한 좀더 자세한 정보는 http://www.ti.com/sc/aap5251u 에서 참고할 수 있다.
INA321과 같은 계측기용 증폭기는 정밀신호 포착용 증폭기의 벤치마크 제품이다.
이 제품은 전기적 노이즈가 심한 환경에서도 장해 전압으로부터 차동 신호를 추출하여 정확도를 확보한다.
대기 전류의 40㎂에서 동작하는 INA321은 저비용, 저전력 증폭이 가능하다.
또한 배터리 전원 시스템에서는 셧다운시 성능의 최적화를 위해 1㎂ 미만의 전류를 유지한다.
수 ns 이내에 정상동작 상태로 전환될 수 있기 때문에 전원관리 기능도 내장하고 있다.
.
그러나 고정밀도, 저가격, 소형 패키징 등의 특성으로 $1 수준의 가격대 제품이면서도
높은 신뢰성과 성능을 구현해야 하는 설계자들에게는 최적의 제품인 셈이다.
게다가 설계소요시간을 단축해 주고 보드 면적을 줄여주며
대량신호 수집 시스템의 조립공정을 단순하게 한다."고 말했다.
.
저전력 설계임에도 불구하고 대역폭(500kHz, G=5)이 손상되지 않는 독특한 점 때문에
INA321은 일반 용도는 물론 샘플링 A/D 컨버터 구동용으로도 이상적인 제품이다.
주요 사양으로는 rail-to-rail 출력스윙(25mV), 저바이어스 전류(10pA),
높은 동상분 제거(94dB), 저 오프셋 전압(+/-200㎶) 등을 들 수 있다.
내부 설정된 5의 이득(이득 정확도 0.02%)과 더 높은 이득 설정을 위한
사용자 프로그래밍 외부 이득 저항기를 갖춰 융통성도 매우 높다.
.
판매 정보
INA321는 MSOP-8 패키지 형식으로 이미 판매중이며 가격은 1,000개 단위로 개당 $1.05에 공급이 가능하다.
채널당 가격이 한층 낮은 듀얼 버전 INA2321은 2001년 1/4분기에 판매될 예정이다.
TI는 세계적인 반도체 회사로서 인터넷 시대 반도체 산업의 핵심 요소인
디지털 신호처리와 아날로그 기술에 있어서 전세계 최고 업체이다.
미국 텍사스주의 댈러스에 본부를 두고 있는 TI는 재료 및 제어부품, 교육 및 생산성 솔루션,
디지털 이미징 사업도 펼치고 있으며 세계 25개국 이상에 생산 및 판매조직을 갖추고 있다. 

Galvanic Skin Response 1 
 
 
Precision Temperature Amplifier

 
Power and Voltage reference
 
 
★ 기판 배치
  

★ Biometric 부품목록
 

★ Hoarder aka Swiss Army Knife (SAK) board
E-mail questions to Vadim Gerasimov <vadim@media.mit.edu>
.
The purpose of the board is to collect large amounts of sensor data.
The board can be configured and programmed for a wide range of data acquisition tasks.
For example, it can record sound with a microphone add-on board or measure EKG, breathing,
and skin conductivity with a biometric daughter board.
The board can use a CompactFlash device to store sensor information,
a two-way radio modem or a serial port to communicate to a computer in real time,
and a MITHRIL port to work in a wearable computer network.
.
The board was designed as a part of the Every Sign of Life project.
.
★ 규격
⊙ Board size 2" x 4"
⊙ PIC16F877 20-MHz microcontroller
controls everything else: CF card, radio modem, serial port, I2C port,
real time clock, LED, daughter board components
up to 8 10-bit A/D converter channels can be used to digitize analog signals
can be reprogrammed on-board via serial port or using a programmer header
⊙ CompactFlash connector
Type I or II CF memory cards including 1GB IBM Microdrive
⊙ 2-way half duplex FM Radio module
allows the board to send and receive data wirelessly at 64kbps
⊙ Real time clock
keeps track of date and time
12mm backup battery good for over 5 years
⊙ Serial port
PC-compatible (5V inverted) serial port up to 115200 bps
⊙ Programmer port
initial microcontroller programming using standard programmer with passive adapter
reprogramming when the serial programming function is not accessible
⊙ Power supply
4 AAA rechargeable or alkaline batteries without power regulator
optional 5V power regulator for other battery or power adapter configurations
sharing power on MITHRIL network
⊙ MITHRIL port
I2C and power sharing for MITHRIL wearable network
⊙ optional 2-color LED
⊙ optional 2.5V reference
⊙ daughter board connector
.
⊙ 회로도
MPU 기판
   
 
CF 카드 콘넥터
 

연결 콘넥터
 
 
직렬통신 포트
 
 
ISP 콘넥터
 .

Power supply
 
 
Realtime colock 
  
 
주기판 (TOP)
  

주기판 BOT
 
 
측정기판 콘넥터
   
.
BIM433 무선모뎀 회로

 
⊙ PC 소프트웨어
PIC Code -- written in CCS C; contains working code used in several projects
http://vadim.www.media.mit.edu/Hoarder/PicCode.zip
.
PC Code -- applications to exchange data and reprogram board
http://vadim.www.media.mit.edu/Hoarder/CF.ZIP
.
   
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2 Sound card based multimeter Scope leeky 2006/02/13 (월) 770 0
1 2400MHz Helical Antenna Design leeky 2006/02/08 (수) 414 0
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