使用Neuro PlayGround Lite构建一个免提鼠标

在这个项目中，我们将使用Neuro PlayGround Lite(NPG Lite)构建一个免提鼠标。通过结合头部追踪、眨眼和下颌肌肉信号，您无需触碰鼠标即可无线控制计算机。

我们利用Neuro-PlayGround Lite(NPG Lite)构建了一款免接触的人机交互(HCI)鼠标。通过结合头部追踪、眼部信号和肌肉信号，用户无需触碰鼠标即可控制计算机。

此设置使用：

•光标移动的IMU运动感应

•眨眼和点击操作的EOG信号

•下颌闭合指令的肌电信号

其结果是一个基于无线蓝牙的控制系统，使用起来直观、实用且充满乐趣。

所需材料：

硬件

•1 × Neuro PlayGround Lite(Explorer、Ninja 或 Beast Pack)

•1 × VibZ 玩伴

•1 × MPU6050 或 BMI270 IMU 传感器(QWIIC 版本)

•3 × BioAmp Snap 电缆

•3 × 凝胶电极

•1 × 酒精棉签

•1 × 头带

•1 × USB Type-C 数据线

•1 × 带蓝牙的笔记本电脑或台式电脑

软件

•Arduino IDE

•ESP32 板载组件(版本 3.2.0)

•Adafruit NeoPixel 库

•MPU6050 库或 SparkFun BMI270 库

•ESP32 BLE 组合库(修改版)

•NPG Lite 鼠标固件

•支持蓝牙的 Windows、Linux 或 macOS 电脑

它是如何运作的?

该项目结合了两种类型的输入：

1. 头部动作追踪

我们使用如下的惯性测量单元(IMU)：

•MPU6050

•BMI270

惯性测量单元包含：

•一个三轴加速度计，用于测量倾斜和移动

•一个三轴陀螺仪，可测量X、Y和Z方向的旋转

通过将IMU与NPG Lite安装在头带上，系统可以追踪头部姿态，并将其转换为平滑的光标移动。

2.基于生物电的鼠标点击

我们不再使用物理鼠标按钮，而是利用身体的自然信号：

•点击左键 → 压住下巴

•双击闪烁 → 点击并拖动

•三下闪烁 → 右键点击

咬合会产生肌电图信号，而眨眼会产生眼电图信号。

这些输入共同打造了一种完整的免提鼠标体验。

皮肤准备：

用酒精棉签清洁目标表面区域。

这能去除油脂和死皮，从而改善信号质量。

电极放置：

使用凝胶电极测量脑电图：

•将BioAmp电缆连接到凝胶电极上，

•将电极上的塑料保护膜撕掉。

•将连接到A0P的电缆放置在Fp1和Fp2位置之间

•将连接到A0N的电缆放在一侧耳垂后方的骨质部分。

•将REF点放在另一侧耳垂后方的骨性部位。

连接BioAmp线缆：

皮肤准备就绪后，即可连接BioAmp Snap电缆。

将3根BioAmp Snap线缆连接到

•通道1到A0P的正向信号

•第一频道对A0N的负面评价

•参考线缆至 REF

连接 MPU6050：

连接好快闪线后，使用 VibZ playmate 上的 QwiCC 接口将 MPU6050 连接到 NPG lite。

复制代码：

•开启NPG Lite电源

•使用开关打开电路板。

•使用USB Type-C数据线将其连接到您的电脑。

•下载固件

•打开 GitHub 上的 NPG Lite Arduino 固件仓库。

•选择与您的运动传感器匹配的固件：

•MPU6050：NPG-鼠标-MPU6050

•BMI270：NPG-鼠标-BMI270

•复制草图

•创建一个新的Arduino程序

•启动Arduino IDE。

•创建一个新草图。

•将复制的代码粘贴到编辑器中

通过 Espressif Systems 安装 Esp32：

•安装ESP32板子包

•打开董事会管理器。

•搜索由 Espressif Systems 提供的 esp32。

•安装版本 3.2.0。

•重要提示：请勿使用较新版本，以免出现兼容性问题。

安装所需库(adafruit Neopixels)：

•安装所需的库

•使用库管理器安装以下库：

•Adafruit NeoPixel

•MPU6050 库(如果使用 MPU6050 传感器)

•SparkFun BMI270 Arduino 库(如使用 BMI270 传感器)

安装 ESP32 BLE 组合库：

1.安装 ESP32 BLE 组合库

•打开 ESP32 BLE 组合 GitHub 仓库。

•点击代码 → 下载ZIP文件。

•在 Arduino IDE 中，导航到：

•草图 → 包含库 → 添加 ZIP 库

•选择下载的ZIP文件并进行安装。

上传代码：

1.选择正确的电路板

•前往

•工具 → 板子 → ESP32 Arduino

•选择 ESP32C6 开发模块

2.上传固件

•请确认已选择正确的主板和COM端口。

•点击上传按钮。

•请等待上传成功完成。

•无线连接

•断开USB Type-C数据线。

•您的NPG Lite现已运行HCI鼠标固件，可通过蓝牙无线连接。

佩戴耳机：

将NPG Lite插入头带(或您偏好的安装位置)。

佩戴时舒适，使IMU能牢固地贴合在头部。

打开设备电源。

配对蓝牙鼠标：

打开电脑的蓝牙设置。

选择：

添加蓝牙设备

选择：

连接成功时：

•电路板短暂振动

•连接指示灯变为绿色

您的无线鼠标现已连接。

校准：

连接后将自动开始校准。

VibZ Playmate 在校准过程中提供振动反馈。

按照以下步骤操作：

首次振动

•抬起头来。

•保持该姿势，直到振动停止。

•返回中立位置。

第二次振动

•将头向左倾斜。

•等待振动停止。

•返回中立。

最终的短振动表示校准已完成。

光标现在应能准确跟随你的头部动作。

控制你的电脑：

现在你可以不用碰鼠标来操作电脑了。

光标移动

转动你的头。

左键点击

紧咬下颌。

点击并拖动

双闪。

右键

三秒闪烁。

练习每个动作几次，直到感觉自然。

最终结果：

现在你已经成功制作了一个蓝牙HCI鼠标，可以探索许多有趣的项目，例如：

•免提游戏

•可访问性界面

•智能家居控制

•机器人控制

•人机交互研究

•脑机接口实验

您还可以修改固件，以自定义自己的手势和操作。

本文编译自hackster.io