Вы на странице: ГлавнаяМедитацияЭЭГ ➤ Переделка нейрогарнитуры Mindflex в NeuroSky

Медитация и йога

Описание переделки нейрогарнитуры Mindflex в NeuroSky, совместимую с Android и Windows


     На этой странице приведена инструкция для мастеров по ремонту микроэлектроники по переделке нейрогарнитур игры Mindflex Duel компании Mattel в такую версию нейроганитуры NeuroSky, которая будет совместима с приложениями для устройств Android и Windows (без обеспечения совместимости с устройствами iOS и MacOS). Общие вопросы ЭЭГ-медитации и различные приложения рассматриваются в этой статье.

     В данной статье приводится инструкция по переделке нейрогарнитур игры Mindflex Duel компании Mattel в такую версию нейроганитуры NeuroSky, которая будет совместима с приложениями для устройств Android и Windows. Нейрогарнитуры Mindflex Duel компании Mattel продаются на Ebay по цене от $25 за пару и, реже, от $20 за штуку. При этом в них имеется модуль TGAM от NeuroSky, единственным отличием которого является предустановленная в панели настроек (два резистора в определённых запаянных положениях) скорость передачи данных 9600 бод вместо 57600 у фирменных нейрогарнитур NeuroSky, но даже эти резисторы можно не перепаивать, просто изменив скорость порта COM модуля блютуса (причём у нового модуля блютуса даже не нужно менять эту базовую скорость).

     Переделка такой нейрогарнитуры от компании Mattel обойдётся дешевле покупки нейрогарнитуры NeuroSky и даже, скорее всего, чуть дешевле (и намного проще) сборки собственной нейрогарнитуры из отдельных компонентов, о чём рассказывается в этой статье. Стоимость одной нейрогарнитуры составит примерно от $13 (если покупать набор из пары гарнитур на двоих) до $20 на Ebay, стоимость пересылки через океан – от $10 в Украину и от $15 в Воронеж, ещё $2 составит стоимость модуля блютуса SPP-C и, при необходимости, ещё $1 или меньше за плату зарядки аккумуляторов, но её размещение в корпусе нейрогарнитуры потребует определённых усилий по зачистке дорожек с двух сторон печатной платы и сверления отверстий для её крепления.

     В минимальной версии переделки – с добавлением только модуля блютуса – этот процесс будет несравнимо проще, чем самостоятельное изготовление нейрогарнитуры. В максимальной версии переделки – с добавлением платы зарядки аккумуляторов от USB – этот процесс всё равно будет несколько проще по причине уже имеющейся качественной клипсы с двумя контактами.

Одна из пары нейрогарнитур T8498 от игры Mindflex Duel компании Mattel
Одна из пары нейрогарнитур T8498 от игры Mindflex Duel компании Mattel

     По этой ссылке вы можете сразу перейти к описанию переделки нейрогарнитуры, пропустив следующие абзацы про неё в контексте тренировки медитации шаматха / самадхи.

     Нейрогарнитура MindWave Mobile компании NeuroSky, появившаяся в 2011 году и затем улучшенная в новой версии MindWave Mobile 2 в 2018 году, стала третьим после гуру и книжного руководства способом изучения медитации шаматха / самадхи – базовой и основополагающей психотехники буддизма и раджа-йоги. Причём этот новый способ позволяет непосредственно (апарокша на санскрите) ежесекундно распознавать и «нащупывать» состояние медитации шаматха со всеми его нюансами вроде «утопания ума».

     С такой нейрогарнитурой больше не нужно блуждать впотьмах среди тысяч книг по медитации, часто написанных теми, кто сам не медитировал и даже не умел медитировать, но при этом пропагандировал в качестве толкований состояния медитации свои искажённые представления о ней, беспочвенные фантазии и личные домыслы.

     Конечно, с точки зрения тех, кто уже умеет медитировать, состояние медитации не представляется чем-то невероятно сложным, загадочным или уж тем более мистическим. Медитация – это всего лишь навык, который требует грамотных и регулярных усилий, подобно фитнесу. Медитация шаматха – это, по своей сути, упражнение с увеличивающимся косвенным энергетическим эффектом. Для прогресса в практике медитации достаточно придерживаться тех простых требований, которые описаны в буддизме. Но статистика показывает, что имеется очень и очень много иллюзий и искажений в отношении того, что такое медитация и как медитировать. И в контексте этого нейрогарнитура NeuroSky с готовым параметром «медитация» может оказаться незаменимой, избавив от иллюзий и позволив начать медитировать на самом деле.

     Сейчас нейрогарнитура MindWave Mobile всё реже появляется в продаже, так как компания NeuroSky переключается на другие виды изделий, больше связанные с простыми ЭЭГ-чипами, а не с нейрогарнитурой для медитаторов с дополнительным параметром «медитация», вычисляемом на основе соотношения значений отдельных ритмов мозга, характерных для состояний медитации опытных тибетских буддийских монахов, которые участвовали в исследованиях компании NeuroSky.

     В 2011-2020 годах новая нейрогарнитура стоила $100, и её иногда можно было купить даже дешевле по скидкам (до $80), или же ещё дешевле б/у. На данный момент самая дешёвая версия нейрогарнитуры MindWave Mobile 2 стоит около $170 в США, и с пересылкой через океан почтовым посредником она обойдётся минимум в $200.

     На Ebay в качестве запчастей продаются новые и б/у нейрогарнитуры Mindflex Duel компании Mattel, на основе которых вполне возможно самостоятельно сделать себе нейрогарнитуру NeuroSky, если вы или кто-то из ваших друзей умеет обращаться с паяльником и имеет опыт пайки микроэлектроники.

     Следует отметить, что использование набора с Aliexpress вроде этого за $57 также связано с некоторыми недостатками. Во-первых, в наборе предлагаются две клипсы по одному контакту на каждой, а не одна клипса с двумя контактами, что неудобно. Во-вторых, в наборе нет возможности крепления конструкции на голове («шапочки»). В-третьих, он раза в два дороже стоимости отдельных входящих в него компонентов. В-четвёртых, судя по опыту его использования другими людьми, он часто теряет данные, в какие-то моменты утрачивая связь по блютусу. Это может быть связано как с частичным экранированием антенны блютуса элементами конструкции нейрогарнитуры при той или иной компоновке, так и с недостаточной мощностью преобразователя DC-DC на 3.3 В. Потребляемый блютусом ток заметно меняется много раз каждую секунду.

У ушной клипсы нейрогарнитуры T8498 оба контакта не провалены внутрь корпуса, что обеспечивает хороший контакт с кожей
У ушной клипсы нейрогарнитуры T8498 оба контакта не провалены внутрь корпуса, что обеспечивает хороший контакт с кожей. Например, у клипсы с Aliexpress, которую можно использовать для самостоятельной сборки нейрогарнитуры из отдельных компонентов, контакты не выступают над поверхностью пластикового корпуса клипсы.

     Нейрогарнитуры от компании Mattel бывают двух основных типов. Важно не перепутать их при покупке и обращать внимание на фотографии на странице товара на Ebay, а не только на текстовое описание, в котором часто встречаются несоответствия, когда игру Mindflex Game или нейрогарнитуру от неё ошибочно называют Mindflex Duel Game.

     Первый тип – T8498 с одной ушной клипсой с двумя контактами от игры Mindflex Duel Game, обычно продаются парами на Ebay. Именно эта нейрогарнитура оптимально подходит для переделки, и она наиболее удобна в использовании, так как у неё всего одна ушная клипса.

Одна из пары нейрогарнитур T8498 от игры Mindflex Duel компании Mattel
Одна из пары нейрогарнитур T8498 от игры Mindflex Duel компании Mattel

Обратная сторона нейрогарнитуры T8498 от игры Mindflex Duel компании Mattel
Обратная сторона нейрогарнитуры T8498 от игры Mindflex Duel компании Mattel

     Второй тип – P2639 с двумя ушными клипсами по одному контакту на каждой от игры Mindflex Game, в которой всего одна такая нейрогарнитура. Внутри этой нейрогарнитуры намного меньше свободного места, а также у неё наклонные торцевые грани, что ухудшает размещение платы зарядки аккумуляторов.

Нейрогарнитура P2639 от игры Mindflex компании Mattel
Нейрогарнитура P2639 от игры Mindflex компании Mattel

Обратная сторона нейрогарнитуры P2639 от игры Mindflex Duel компании Mattel
Обратная сторона нейрогарнитуры P2639 от игры Mindflex Duel компании Mattel

     В данной статье будет рассматриваться переделка нейрогарнитуры первого типа – T8498, но переделка нейрогарнитуры P2639 выполняется похожим образом, хотя в ней меньше свободного места, а также торцевые грани сделаны с наклоном (в отличие от T8498), что будет затруднять установку платы зарядки аккумуляторов (потребуется дополнительное увеличение отверстия в пластике на торце гарнитуры под разъём). При минимальной переделке гарнитуры потребуется только добавление модуля блютуса, который надо будет как-то изолировать от остальной электроники. Проще всего это будет сделать, приклеив его в нужном месте внутри корпуса.

     Перед разборкой модуля с электроникой нейрогарнитуры T8498 необходимо вынуть батарейки (или аккумуляторы) из её второго модуля, в котором они закрыты крышкой, которая фиксируется шурупом. После откручивания 4-х шурупов модуля с электроникой и отделения чёрной части корпуса от белой она останется висеть на тканевой тесьме.

Нейрогарнитура T8498 (1) со снятой крышкой; у (2) зелёный цвет основной платы
Нейрогарнитура T8498 (1) со снятой крышкой; у (2) зелёный цвет основной платы

     На модуле TGAM в любом случае следует запаять перемычку выбора частоты режекторного фильтра помех сети 50/60 Гц в правильном положении. В Евразии это 50 Гц, и положения этой перемычки показаны на этом фото модуля TGAM другой нейрогарнитуры.

     Минимальный вариант переделки нейрогарнитуры

     Если стоит задача минимальной переделки нейрогарнитуры только для обеспечения её совместимости с приложениями NeuroSky для Android и частично с Windows, то будет достаточно приобрести модуль Bluetooth SPP-C и подпаять 3 провода к нему. Контакт 2 модуля блютуса соединяется с контактом T (TxD) модуля TGAM, а контакты 12 и 13 модуля блютуса соединяются с контактами на основной плате так, как показано на фото ниже. Подключать питание модуля блютуса непосредственно к контактам модуля TGAM нежелательно, так как это будет создавать помехи пульсациями по цепи питания и ухудшать качество считывания ЭЭГ и соответственно снижать достоверность значений параметра «медитация».

Места подключения питания модуля блютуса при минимальной переделке нейрогарнитуры
Места подключения питания модуля блютуса при минимальной переделке нейрогарнитуры

     Этот модуль может быть как на чипе BK3231, так и на чипе BK3432, например, BT04-A. Его стоимость составляет около $2. Всевозможные распространённые модули Bluetooth вроде HC-05 и HM-10 (и практически все остальные) вообще не подходят в данном случае. На момент написания статьи подходящий модуль есть здесь, но следует отметить, что китайские продавцы на одной и той же странице товара иногда меняют сам товар и даже его фото на совершенно другие модули с неизвестной степенью совместимости. Ориентируйтесь на фото модуля в этой статье. Модуль Bluetooth SPP-C необходим без дополнительной платы с её колодкой контактов и делителями напряжения.

     Если вы хотите сохранить работоспособность нейрогарнитуры Mindflex Duel для использования с её игровой консолью, то дальнейшие доработки выполнять не нужно. Подобный вариант переделки приводится здесь с добавлением выключателя в цепи питания модуля блютуса, чтобы не расходовать заряд источников питания при использовании нейрогарнитуры с консолью игры. Кроме того, сам процесс полной переделки достаточно трудоёмкий. Ознакомьтесь с этой статьёй полностью, прежде чем решиться на подобную переделку.

     На модуле TGAM в нейрогарнитуре T8498 резисторы на панели настроек в позициях B0 и B1 запаяны в положении, которое обеспечивает скорость передачи данных 9600 бод у порта COM. У оригинальных нейрогарнитур NeuroSky резистор сопротивлением 10 кОм в позиции B1 (рядом с конденсаторами C11 и C14) запаян в другом положении (сдвинут влево), что настраивает порт COM модуля TGAM на скорость передачи данных 57600 бод, и на такую же скорость должен быть настроен модуль блютуса.

Резистор в позиции B1 в положении скорости 9600 бод
Резистор в позиции B1 в положении скорости 9600 бод, расположенный рядом с конденсаторами C11 и C14.
Надпись B1 с ломанной белой линией в сторону этого резистора находится напротив резистора в позиции B0.


     Что интересно, и у нейрогарнитур T8498 и P2639 компании Mattel, и у нового модуля блютуса SPP-C установленная в настройках скорость составляет 9600 бод. Эксперименты показали, что основные приложения для медитации – "Маленький Будда" и "ЭЭГ-медитация" в обоих версиях – и для Android, и для Windows взаимодействуют с нейрогарнитурой и на скорости 9600 бод. Главное – чтобы скорости в настройках модулей TGAM и Bluetooth совпадали.

     С переделанной нейрогарнитурой на скорости 9600 бод не работают два приложения – NeuroExperimenter (НейроЭкспериментатор, имеется только в версии для Windows) и BrainWave Visualizer в версии для Windows (версия BrainWave Visualizer для Android работает). Первое приложение не использует драйвера, обращаясь непосредственно к порту COM только на скорости 57600 бод. Переписка с автором этого приложения с просьбой сделать поиск нейрогарнитур и на скорости 9600 бод ни к чему не привела, так как Фред наотрез отказывается писать такой вариант приложения без возможности тестировать его самостоятельно. Если вам нужно любое из этих двух приложений, то придётся перепаивать крошечный резистор на 10 кОм в позиции B1 (пришлось поднимать температуру жала паяльника и удерживать резистор очень тонким пинцетом, чтобы быстро и аккуратно отпаять его, а затем аккуратно припаять в другом месте (фактически я просто сдвинул резистор на плате после расплавления припоя на его контактах) рядом так, как показано на этом фото другой нейрогарнитуры с тем же модулем TGAM), а также менять скорость модуля блютуса на 57600 бод. После перепайки этого резистора нейрогарнитура T8498 более не сможет использоваться со своей игровой консолью Mindflex Duel.

Малиновым цветом обозначено месторасположение резистора в позиции B1 в положении скорости 9600 бод, красным цветом обозначен перепаянный резистор в позиции B1 в положении скорости 57600 бод; красными стрелками обозначены площадки на плате, сопротивление между которыми должно составлять 10 кОм в случае успешной перепайки резистора
Малиновым цветом обозначено месторасположение резистора в позиции B1 в положении скорости 9600 бод, красным цветом обозначен перепаянный резистор в позиции B1 в положении скорости 57600 бод; красными стрелками обозначены площадки на плате, сопротивление между которыми должно составлять 10 кОм в случае успешной перепайки резистора. В левом верхнем углу видна запаянная перемычка между надписями NeuroSky и TGAM1, которая настраивает заградительный фильтр на частоту 50 Гц (для Евразии). На предыдущем фото (выше этого) перемычка из большой капли припоя между другой парой контактов на плате настраивает фильтр на частоту 60 Гц (для США).

     Совпадение скоростей (9600 бод) порта COM нейрогарнитуры T8498 и нового модуля блютуса SPP-C позволяет избежать процедуры смены скорости, которая требует приобретения преобразователя USB-TTL PL2303, и сильно упрощает переделку нейрогарнитуры в минимальном варианте. При этом следует использовать заводской код сопряжения блютуса – 1234 (у нейрогарнитур NeuroSky он 0000). Также у модуля блютуса будет заводское название, например, BT04-A.

     Если вы всё-таки захотите поменять отображаемое название блютуса и код сопряжения, то подробная инструкция приведена здесь.

     После подпайки трёх проводов, которые не обязательно должны быть экранированными, останется только приклеить модуль блютуса к внутренней стороне корпуса нейрогарнитуры в свободном месте так, чтобы антенна (металлическая змейка на плате) была максимально удалена от металлических участков остальной электроники нейрогарнитуры.

     Максимальный вариант переделки нейрогарнитуры

     При максимальном варианте переделки нейрогарнитуры добавляется модуль зарядки аккумуляторов от USB, что позволяет избавиться от необходимости откручивать шуруп на крышке отсека аккумуляторов, доставать их оттуда и помещать в зарядное устройство, а затем проделывать всё это обратно. При такой переделке нейрогарнитура T8498 утрачивает возможность использования в игре Mindflex Duel.

     Вначале необходимо открутить 2 шурупа, которыми основная плата крепится к корпусу, а затем очень аккуратно отпаять все припаянные к ней провода – 2 провода питания и 5 от сенсоров. На модуле TGAM совсем рядом с этими контактами припаяны крошечные детали микроэлектроники – бескорпусные резисторы SMD и прочие. Очень важно не задеть их.

     Плата зарядки может быть с разъёмом Micro-USB или Type-C по желанию, стоимость чуть меньше $1 за одну плату, а некоторые продавцы высылают сразу 5 плат за $1.5. Внимание! Некоторые партии новых модулей с разъёмом Type-C и чипом XL4056A (при этом на фото на странице заказа обычно изображён чип TC4056A) продаются бракованными – они заряжают аккумулятор, но встроенная плата защиты не подаёт на нагрузку достаточный ток даже для полноценного свечения одного светодиода с ограничительным резистором на 330 Ом, и отключает нагрузку даже при токе в 50 мА. Отключить дефектную цепь защиты можно переподключением второго вывода чипа DW01 через имеющийся на плате резистор 1кОм с вывода P- (OUT-) на B- (некоторые даже советуют подключить аккумулятор непосредственно к выводам OUT- и OUT+ вместо B- и B+), но это чревато переразрядкой аккумулятора с выходом его из строя, а также проблемами с пожарной безопасностью.

     На плате зарядки аккумулятора имеется резистор R3 сопротивлением 1.2 кОм, определяющий ток зарядки аккумулятора, который по умолчанию составляет 1 А. Это довольно много для трёх никель-металлогидридных аккумуляторов ёмкостью 900-1250 мАч типоразмера ААА (соединённых последовательно), и при таком токе заряда они скорее всего начнут значительно терять свою ёмкость уже через несколько десятков циклов заряд-разряд. Рекомендуется заменить этот резистор, поставив другой с сопротивлением, например, 4.3 кОм. В таком случае ток заряда будет примерно 280 мА, что будет компромиссом между скоростью зарядки (время полной зарядки составит около 3-4 часов) и медленной потерей ёмкости аккумулятора.

     Резистор R3 на плате зарядки – безвыводный SMD типоразмера 0402 или 0201 в зависимости от версии платы, в то время как не в каждом городе можно купить резисторы данного размера (кстати, их продают только десятками). Но на имеющиеся площадки платы (после выпаивания оригинального резистора) с помощью тонкого пинцета можно припаять резистор даже типоразмера 0805. Если размеры резистора слишком велики, можно аккуратно процарапать (1) пинцетом или чем-то другим острым металлическую дорожку (очистив её от краски) с левой стороны резистора (это «-» входного напряжения от USB), залудить её (2) и припаять резистор (3), соответственно сдвинув его немного влево (на 4 картинке место пайки очищено от канифоли спиртом). Успешность припаивания резистора можно проверить омметром, замерив сопротивление между контактами 1 и 2 расположенной рядом микросхемы (обычно это TP4056 или её варианты), которое должно равняться сопротивлению данного резистора, а не быть бесконечным. В крайнем случае можно очень быстро и аккуратно припаять два тонких коротких провода МГТФ к этим двум контактам микросхемы, а уже к ним – любой резистор необходимого номинала, например, 4.3 кОм, после чего его нужно закрепить, например, силиконом. Само собой, что перед этим необходимо отпаять SMD-резистор R3 на плате.

Красным углом обозначен перепаянный резистор R3 сопротивлением 4.3 кОм
Красным углом обозначен перепаянный резистор R3 сопротивлением 4.3 кОм

Соскобленная краска с металлической дорожки (1), залуженная дорожка (2), припаянный резистор большего размера (3), очищенное спиртом от канифоли место пайки резистора 4.3 кОм (4)
Место на плате отпаянного резистора R3 и соскобленная краска с металлической дорожки (1), залуженная дорожка (2), припаянный резистор большего размера (3), очищенное спиртом от канифоли место пайки резистора 4.3 кОм (4); стрелками обозначены выводы микросхемы, между которыми необходимо проверить сопротивление тестером – оно должно равняться сопротивлению припаянного резистора, а не быть бесконечным

     Плату зарядки, которая испытывает заметные физические нагрузки при вставке и вынимании кабеля USB, необходимо закрепить внутри корпуса, прикрепив её к основной плате, но перед этим желательно проверить её работоспособность, чтобы потом не переделывать.

     Поначалу следует отпаять от основной платы модуль радиосвязи и все лишние детали. Оставить следует только те детали, что расположены рядом с модулем TGAM на фото ниже.

     В разных версиях нейрогарнитуры T8498 контроллер, принимающий сигналы от модуля TGAM и передающий обработанные сигналы радиомодулю, может быть реализован на плате в виде микросхемы, закрытой чёрным пятном компаунда на основе эпоксидной смолы (как в данном случае), или же в виде ещё одного припаянного модуля с обратной стороны основной платы.

     Если контроллер выполнен так, как в данном случае, единственный способ убрать его – спилить напильником (это быстро) или надфилем, а остатки соскоблить канцелярским ножом (с отламываемыми затупившимися секциями лезвий).

Основная плата гарнитуры "1" после отпаивания лишних деталей и спиливания микросхемы контроллера
Основная плата гарнитуры "1" после отпаивания лишних деталей и спиливания микросхемы контроллера

Основная плата гарнитуры "2" после отпаивания лишних деталей и спиливания микросхемы контроллера, а также перепайки перемычки с 60 Гц на 50 Гц и резистора в положение 57600 бод на модуле TGAM
Основная плата гарнитуры "2" после отпаивания лишних деталей и спиливания микросхемы контроллера, а также перепайки перемычки с 60 Гц на 50 Гц и резистора в положение 57600 бод на модуле TGAM

     Этим же канцелярским ножом следует соскоблить все металлические дорожки на плате с двух сторон так, как показано на фото ниже. Это довольно трудоёмкая процедура. Важна не столько сила, прикладываемая к ножу, сколько точность коротких движений в направлении от краёв дорожек. У меня это заняло около получаса, и обошлось без травм. Лезвие быстро тупится, можно использовать новую секцию для каждой стороны платы. Если эта процедура слишком трудоёмкая, можно попробовать сточить металлические дорожки на плате напильником, но при этом важно не сточить слишком много стеклотекстолита – основы платы, чтобы она не потеряла свою прочность. Эта плата будет испытывать физические нагрузки при вставке и вынимании разъёма USB.

     Зачистка дорожек нужна для того, чтобы не было электрических замыканий между дорожками на основной плате и модулями зарядки и блютуса, так как их крепёжные отверстия одновременно являются их контактными площадками. Также зачистка лишних дорожек, особенно широких дорожек "земли", способствует увеличению эффективной дальности модуля блютуса из-за снижения экранирования лишними металлическими дорожками и паразитных утечек радиосигнала через них.

Зачищенная от лишних дорожек основная плата, сторона с деталями
Зачищенная от лишних дорожек основная плата, сторона с деталями

Зачищенная от лишних дорожек основная плата с просверленными отверстиями, обратная сторона
Зачищенная от лишних дорожек основная плата с просверленными отверстиями, обратная сторона, просверлены лишние отверстия

     После зачистки площадок необходимо просверлить микродрелью в разных местах основную плату так, чтобы разъём USB модуля зарядки упирался в чёрную часть корпуса. Для этого он должен располагаться на прикрученной двумя шурупами к корпусу основной плате так, как показано на фото ниже, на котором красные стрелки показывают линию на ребре корпуса, до которой должен выступать разъём. В соединённых разъёмах USB Type-C предусмотрен зазор в пару миллиметров между ними, и толщина боковой стороны чёрной части корпуса как раз составляет чуть меньше этих пары миллиметров.

Красные стрелки показывают линию на ребре корпуса, до которой должен выступать разъём USB
Красные стрелки показывают линию на ребре корпуса, до которой должен выступать разъём USB

При точном размещении платы зарядки на основной плате даже остаётся небольшой зазор между разъёмом и стенкой корпуса, несмотря на её толщину; величина этого зазора определяет максимальную погрешность размещения платы зарядки на основной плате
При точном размещении платы зарядки на основной плате даже остаётся небольшой зазор между разъёмом и стенкой корпуса, несмотря на её толщину; величина этого зазора определяет максимальную погрешность размещения платы зарядки на основной плате

     Если разъём будет слишком сильно провален внутрь корпуса, то придётся удалить на боковой стенке чёрной части корпуса дополнительные несколько миллиметров пластика вокруг разъёма, чтобы в него можно было вставить кабель. Если разъём на плате зарядки будет слишком сильно выступать наружу, то нельзя будет соединить чёрную часть корпуса с белой, и тогда придётся удалить пластик на чёрной части корпуса от разъёма USB до самого края.

     Для фиксации платы зарядки на основной плате я использовал медный провод диаметром 1 мм. Найти его можно, например, в коаксиальном (антенном) кабеле RG-6, 1 метр которого на рынке или в магазине обойдётся примерно в 0.4$. Прочность крепления, продемонстрированная на фото выше, слегка избыточная, особенно вокруг контактной площадки «+» возле разъёма USB. Для всех креплений достаточно варианта, сделанного вокруг контактной площадки «-» возле разъёма USB. Вначале из медного провода делаются П-образные скобы с необходимой длиной «перемычки», после чего они вдеваются в отверстия и подгибаются ювелирными плоскогубцами. Если они достаточно длинные, то ими очень легко придавливать медный провод с двух сторон платы одновременно для обеспечения неподвижной фиксации. Начинать крепление надо с площадки B+ платы зарядки так, как показано на фото ниже. При такой последовательности есть возможность плотно зажать толстый медный провод длинными ювелирными плоскогубцами. После закрепления платы зарядки медным проводом в первых двух парах отверстий важно проверить, окажется ли край разъёма USB в нужном месте. При необходимости придётся сместить плату зарядки, использовав новые куски медного провода после удаления старых.

Начало крепления платы зарядки к основной плате
Начало крепления платы зарядки к основной плате

Начало крепления платы зарядки к основной плате; обратная сторона основной платы
Начало крепления платы зарядки к основной плате; обратная сторона основной платы

     Для фиксации модуля блютуса с обратной стороны основной платы так, как показано на фото выше, с помощью микродрели были просверлены 4 отверстия, через которые были продеты отрезки монтажного провода НВ1 0.35 мм2 диаметром 0,67 мм (для этой цели можно использовать и обрезанные выводы резисторов или диодов), которые с обеих сторон были слегка загнуты по направлению к середине модуля блютуса и припаяны к контактным площадкам платы блютуса 4, 5, 30 и 31 (выбраны просто для удобства крепления). После припаивания эти провода больше нельзя сгибать, так как контактные площадки на торцах платы блютуса очень легко отслаиваются при физических нагрузках на них.

     Также возможен альтернативный и менее трудоёмкий, но требующий большой аккуратности (чтобы не повредить припаянные элементы и остальные дорожки на плате модуля блютуса) способ крепления модуля блютуса к основной плате. Для этого в модуле микродрелью просверливаются 2 отверстия в тех местах, где с обеих сторон модуля блютуса расположена большая площадка "земли". Затем отверстия просверливаются в основной плате в соответствующих местах, после чего модуль припаивается соединённым в форме кольца проводом НВ1 0.35 мм2 диаметром 0,67 мм. После остывания провода он сокращается в размерах, и модуль блютуса оказывается жёстко прижатым к основной плате. Ниже на фото показан модуль блютуса с двух сторон с зачищенными от лака контактными площадками, просверленными отверстиями, а также фото 2 разных нейрогарнитур с разных сторон основной платы с данным вариантом крепления модуля блютуса.

Зачищенная от лака поверхность дорожки "земли" модуля блютуса
Зачищенная от лака поверхность дорожки "земли" модуля блютуса

Зачищенная от лака поверхность дорожки "земли" модуля блютуса с просверленными в безопасном месте отверстиями
Зачищенная от лака поверхность дорожки "земли" модуля блютуса с просверленными в безопасном месте отверстиями

Закреплённый на основной плате модуль блютуса
Закреплённый на основной плате модуль блютуса

Закреплённый на основной плате модуль блютуса, обратная сторона
Закреплённый на основной плате модуль блютуса, обратная сторона

     Затем необходимо соединить проводами все модули между собой. Эксперименты с экранированными и затем неэкранированными кабелями, по которым подавалось питание на модуль блютуса и данные, показали, что разницы в качестве сигнала ЭЭГ между ними практически нет, и потому я отказался от экранированных кабелей в данном случае.

     Возможно, что схемотехническая реализация цепей питания в нейрогарнитуре T8498, в которой, судя по всему, обошлись без преобразователя DC-DC, заменив его простым стабилизатором напряжения при использовании трёх батареек (или аккумуляторов), не создаёт таких больших электрических наводок и помех модулю TGAM. Эксперименты с готовой собранной нейрогарнитурой показали, что даже с неэкранированными проводами можно достигать десятков секунд непрерывных 100%-х значений параметра «медитация» всего в метре от большого количества электрических устройств, включая компьютер и пр.

     Контактную площадку T (TxD) модуля TGAM следует соединить проводом с контактной площадкой 2 (RxD) модуля блютуса.

     Провода от держателей трёх аккумуляторов необходимо подключить к контактам B- и B+ платы зарядки аккумулятора, нарастив их тонким проводом МГТФ с термоусадочным кембриком в месте соединения. Важно не перепутать их, а также не путать полярность аккумуляторов при их вставке, так как в противном случае модуль зарядки выходит из строя в течение секунды (защиты от данного действия пользователя в модуле нет).

     Контактные площадки OUT- и OUT+ платы зарядки необходимо подключить проводами к контактам B- и B+ на основной плате там, куда изначально были подключены провода от держателей аккумуляторов.

     Следует отметить, что так сильно стачивать площадку OUT+, как показано на фото, нет необходимости – достаточно спилить напильником выступ («рог») платы в этом месте, чтобы он не упирался в резистор сопротивлением 10 Ом на основной плате, и спилить ещё пару миллиметров с края платы зарядки, чтобы она не касалась оставшихся дорожек на основной плате под модулем TGAM. Контакты OUT+ и B+ на плате зарядки электрически соединены между собой, но дорожка идёт от резистора R5, важно не перепилить её совсем.

     Через тот резистор 10 Ом поступает питание на модуль TGAM, и падение напряжения на нём составляет всего 0.08 В, из чего следует, что модуль TGAM потребляет всего 8 мА.

     Контактную площадку B- нежелательно использовать для механического крепления платы зарядки, так как с обеих сторон платы на самом краю в этом месте идёт очень узкая дорожка с другим потенциалом (OUT-). При случайном закорачивании этих контактов OUT- и B- перестанет действовать защита от переразряда аккумуляторов.

     Имеющийся в исходной конструкции светодиод был подключён к контактным площадкам 22 и 24 модуля блютуса через резистор (в данной реализации – безвыводный) сопротивлением 1 кОм вместо штатного 330 Ом, чтобы он не светил слишком сильно и не потреблял слишком много энергии аккумуляторов. Эти провода, как и все остальные из добавленных, не экранированные.

     Затем были обратно подпаяны 5 проводов от сенсоров к модулю TGAM, при этом на всякий случай длина их неэкранированных участков была укорочена на несколько миллиметров, насколько позволяла конструкция.

     В боковой стенке чёрной части корпуса было сделано отверстие для разъёма USB Type-C. Для этого вначале были просверлены несколько отверстий микродрелью, а затем использовались надфили. Делать это отверстие следует в последнюю очередь, когда уже точно известно расположение разъёма USB по отношению к корпусу.

     Для наблюдения за светодиодами на плате зарядки рядом было просверлено круглое отверстие диаметром примерно 3 мм. С внутренней стороны корпуса на это отверстие была нанесена большая капля прозрачного клея.

Клей на внутренней стороне корпуса
Клей на внутренней стороне корпуса

Собранная нейрогарнитура в выключенном состоянии
Собранная нейрогарнитура в выключенном состоянии

Собранная нейрогарнитура в выключенном состоянии заряжается от кабеля USB (светится красный индикатор)
Собранная нейрогарнитура в выключенном состоянии заряжается от кабеля USB (светится красный индикатор)

Собранная нейрогарнитура в выключенном состоянии полностью зарядилась от кабеля USB (светится синий индикатор)
Собранная нейрогарнитура в выключенном состоянии полностью зарядилась от кабеля USB (светится синий индикатор)

     Последующие эксперименты с переделанной нейрогарнитурой в разных условиях показали высокую достоверность и помехоустойчивость данных ЭЭГ. Переделанная нейрогарнитура достоверно реагирует на состояния ума, в том числе демонстрируя десятки секунд непрерывных 100%-х значений параметра "медитация" при наличии состояния медитации шаматха / самадхи.

     Данный вариант размещения модуля блютуса оказался успешным, так как при тестировании в разных условиях выяснилось, что он не теряет связь даже с расстояния в 7 метров при двух железобетонных стенах и металлических конструкциях между данной нейрогарнитурой и компьютером, в который вставлен USB-модуль блютуса с противоположной от нейрогарнитуры стороны. Важно отметить, что в данной конструкции аккумуляторы вынесены в отдельный корпус, и потому не экранируют антенну блютуса.

     На одной зарядке никель-металлогидридных аккумуляторов AAA 1000 мАч PKCELL от использованной при переделке платы зарядки нейрогарнитура проработала в состоянии передачи данных в приложение до первой потери соединения из-за понизившегося напряжения аккумуляторов в общей сложности 49 часов, и после этого напряжение каждого из трёх аккумуляторов составляло 0.96 В (после 38 часов работы в режиме передачи данных напряжение каждого аккумулятора составляло 1.22 В). Через пару часов в выключенном состоянии напряжение каждого аккумулятора поднялось до 1.05 В. Потребляемый ток от полностью заряженных аккумуляторов составляет примерно 12 мА (из них 8 мА потребляет модуль TGAM и ещё 4 мА – модуль блютуса) без установленного соединения и примерно 15 мА при установленном соединении, постепенно увеличиваясь примерно до 17 мА по мере разрядки аккумуляторов. Эти показатели энергопотребления намного лучше аналогичных у фирменных нейрогарнитур NeuroSky. Например, MindWave Mobile 2 способна проработать от одного такого аккумулятора около 7 часов, но даже если поделить 49 часов на 3 (с учётом числа используемых аккумуляторов), то должно было бы получиться чуть более 16 часов работы от одного. Видимо, в фирменной нейрогарнитуре MindWave Mobile 2 дополнительную энергию потребляют преобразователь DC-DC, а также контроллер, включая и дополнительную заказную микросхему блютуса версий 2 или 3 для iOS, или же дополнительный контроллер для "сервисов" блютуса версии 4.

     Через несколько часов бездействия нейрогарнитура после включения проработала ещё 5 минут (причём даже с таким низким зарядом аккумуляторов всё равно было получено значение более минуты для параметра "≥80 макс. время:" и периодами по 15 непрерывных секунд 100%-х значений параметра "медитация"), прежде чем была потеряна связь по блютусу. При зарядке аккумуляторов от встроенной платы зарядки через 6 часов напряжение аккумуляторов составляло 1.36 В, но только ещё через 4 часа индикатор зарядки поменял свой цвет с красного на синий, сигнализируя об окончании зарядки. Напряжение каждого из аккумуляторов в этот момент составило 1.375 В, что в сумме составило 4.125 В. Столь долгий процесс набора последних процентов заряда аккумуляторов объясняется значительным снижением тока зарядки платой зарядки по мере увеличения их заряда. После полной разрядки аккумуляторов достаточно поставить нейрогарнитуру на зарядку на 10 минут, чтобы она проработала ещё пару часов, после чего её можно поставить на зарядку на ночь. Возможно, следует использовать резистор R3 сопротивлением, например, 3.3 кОм (обеспечивающий первоначальный ток зарядки 370 мА) вместо 4.3 кОм (соответствующий току зарядки 280 мА) на плате зарядки для уменьшения времени зарядки аккумуляторов.

     Клипса у данной нейрогарнитуры сделана с зазором между контактами, но увеличение этого зазора обеспечивается довольно тугой пружиной. Поскольку изначально вся конструкция Mindflex Duel создана как игра, причём в основном для детей, у которых тонкие мочки уха, то для них это не проблема. Если у вас толстая мочка уха, то через какое-то время ношения гарнитуры вы можете почувствовать в ней болезненные ощущения. В таком случае рекомендуется ослабить пружину клипсы. Для этого надо с усилием вытолкнуть штифт, давя на него, например, очень тонкой отвёрткой с более узкой стороны (противоположной головке штифта). После этого вытащенную пружину следует изогнуть примерно так, как показано на вставках в левом нижнем углу фото. Важно не сгибать прямые части пружины у самого кольца, так как в этом случае клипса будет просто спадать с тонкой мочки уха, а выполнить сгиб "углом" так, как показано на первой вставке слева, оставив часть первоначального изгиба рядом с кольцом, но уменьшив тем самым рычаг давления. Затем необходимо собрать клипсу обратно, с усилием вставив штифт на место.

Разобранная ушная клипса с примерами изогнутой пружины для уменьшения давления клипсы на толстую мочку уха
Разобранная ушная клипса с примерами изогнутой пружины для уменьшения давления клипсы на толстую мочку уха. На тонкой стороне металлического штифта имеются зазубрины, затрудняющие его вытаскивание и обратную установку на место.

     Ниже приводятся разные фотографии разных этапов переделки нейрогарнитуры, которые могут помочь понять отдельные моменты. Они приводятся после текста статьи, чтобы не перегружать её чтение.

























Разобранные основные модули нейрогарнитур "2" (с зелёной основной платой) и "1" (с желтоватой основной платой) T8498 в исходном состоянии
Разобранные основные модули нейрогарнитур "2" (с зелёной основной платой) и "1" (с желтоватой основной платой) T8498 в исходном состоянии

Разобранные нейрогарнитуры "2" (с зелёной основной платой) и "1" (с желтоватой основной платой) T8498 в исходном состоянии, общий вид
Разобранные нейрогарнитуры "2" (с зелёной основной платой) и "1" (с желтоватой основной платой) T8498 в исходном состоянии, общий вид


     Описание изготовления своими руками из отдельных модулей нейрогарнитуры NeuroSky MindWave, совместимой с Android и Windows.

     Инструкция для мастеров по ремонту микроэлектроники по переделке белой немобайловой нейрогарнитуры NeuroSky MindWave в совместимую с устройствами Android и Windows (без обеспечения совместимости с устройствами iOS и MacOS).

     Описание нейроигры Mindflex Duel компании Mattel для тренировки и соревнований по вниманию и медитации.

     Медитация с использованием обратной нейросвязи с помощью ЭЭГ NeuroSky MindWave Mobile – ускоренное самостоятельное изучение медитации. Общие вопросы ЭЭГ-медитации.

     Подробные описания ритмов, используемых в приложении Brainwave Visualizer, и примеры уровней ритмов при высоких значениях внимания и медитации.

     Вопросы и ответы по нейрогарнитуре NeuroSky MindWave Mobile в контексте практики медитации.

     Обзор приложения NeuroExperimenter (НейроЭкспериментатор).

     Обзор приложения «ЭЭГ-медитация» для Android для гарнитуры NeuroSky MindWave Mobile для практики медитации.

     Обзор приложения «ЭЭГ-медитация» для iOS для гарнитуры NeuroSky MindWave Mobile 2 для практики медитации.

     Обзор приложения «ЭЭГ-медитация» для Windows для гарнитуры NeuroSky MindWave (а также для Mobile) для практики медитации.

     Бесплатное приложение "Маленький Будда" для нейрогарнитур NeuroSky для Android.

     Обзор приложения Meditation Journal (Журнал медитации).

     Ведь можно учиться медитировать и без ЭЭГ-гарнитуры? Конечно можно. Но с гарнитурой лучше.

     "Как медитация меняет ваш мозг и вашу жизнь". Дэниел Гоулмен и Ричард Дэвидсон.

     Описание версий нейрогарнитур калифорнийской компании NeuroSky и китайской Sichiray.

     Сравнение ЭЭГ-гарнитур с точки зрения медитации: NeuroSky, Muse, Melomind, EMOTIV EPOC+, EMOTIV Insight и Neeuro SenzeBand.

     Любительский электроэнцефалограф проекта OpenEEG.

     Meditation with biofeedback using the electroencephalograph gadget NeuroSky MindWave Mobile, or accelerated self-study of meditation.

     The free 'EEG Meditation' app for Android.

     Windows PC version of this "EEG Meditation" app for white and black headsets.