Designing a portable data acquisition system for human-computer interface applications

Abstract

In this study, a portable electrooculogram (EOG) data acquisition sytem were designed and applied for human computer interface (HCI) applications. EOG signals sensed from horizontal and vertical eye movements were detected in the system by 5 Ag-AgCl electrodes. Biopotential signals were applied to the amplifier and filter circuits that were designed. Then EOG analogue data were obtained between the range of 0 and 5 volts. EOG analogue data was processed by a microcontroller unit. Thus, the analogue data was converted to optical, bluetooth and USB digital data formats. HCI researchers who need to develop their applications can receive EOG data from any appropriate channel. Furthermore, an interface was developed to monitorize the data received from digital channels. With this princible, researchers are able to monitorize and record EOG data in real time. Received EOG data records may be used for analysing, classification or signal processing applications in computer programmes such as Matlab, Labview etc.

Bu çalışmada insan bilgisayar arabirimi (İBA) uygulamalarında kullanılmak üzere, taşınabilir bir elektrookülogram (EOG) veri yakalama sisteminin tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Sistemde düşey ve yatay göz hareketlerinden elde edilen EOG sinyalleri 5 adet AgAgCl elektrot ile algılanmıştır. Elde edilen biyopotansiyel sinyaller tasarlanan yükselteç ve filtre devreleri tarafından değerlendirilerek 0 ile +5V aralığında analog EOG verileri elde edilmiştir. Analog EOG verilerinin mikrodenetleyici birimi tarafından işlenmesi neticesinde İBA uygulamalarında kullanılmak üzere birer adet analog, optik, USB ve bluetooth kanalı elde edilmiştir. İBA uygulaması geliştirecek olan araştırmacı, ihtiyaçlarına uygun olan herhangi bir kanaldan EOG verilerini alabilmektedir. Sayısal kanallardan elde edilen verilerin görsel hale getirilmesi maksadıyla geliştirilen arayüz sayesinde araştırmacı EOG sinyallerini gerçek zamanlı görüntüleme ve kaydetme imkanına sahip olmaktadır. Alınan EOG kayıtları; Matlab, Labview gibi bilgisayar programlarında analiz, sınıflandırma veya sinyal işleme uygulamalarında kullanılabilmektedir.