随着脑机接口(BCI)技术的快速发展,OpenBCI作为一款开源、“低成本”的脑电信号(EEG)采集设备,已成为科研、教育及创客领域的常用工具。本文旨在为初学者提供一份详细的OpenBCI设备使用教程。这是本篇的第一章,主要介绍如何搭建脑电帽的软硬件。


一、设备简介

OpenBCI系列设备支持多通道生物信号采集(如脑电、肌电、心电等),常用型号包括:

  • Ganglion:轻量级4通道设备,适合移动场景(¥6,107.00)

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  • Cyton:8通道高精度采集板,支持扩展至16通道(搭配Daisy模块)(¥7,359.00)

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  • Cyton+Daisy:16通道配置,适合多区域脑电信号同步采集(¥14,725.00)

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我的设备:我在这里展示一下我使用的第三方平替Cyton开发板(¥699.00)

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今天我就主要围绕这个开发板的使用展开讨论

脑电帽有为干电极设计的Ultracortex

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也有为湿电极设计的Gel Electrode Cap

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二、准备工作

  1. 硬件清单(这里展示的是我自己组的硬件,和openbci官方套件有点不同)
    • OpenBCI主控板(这里为了便宜用的cyton的第三方平替板)
    • 电极帽Ultracortex Mark IV
    • 干电极和耳夹(均为杜邦线连接)
    • 5v锂电池(2mm间距的2pin接口)
    • 一根microUSB数据线
    • Windows电脑(Mac和Linux也行但没试过)

(虽然板子用的是第三方的,但是操作步骤的核心逻辑都是一样的,如有需要可以去openbci官网查看。不得不说openbci太贵了,大家上官网就知道了一套设备2w+,但是我自己组的这套设备只需1k+)

  1. 软件安装

    OpenBCI GUI

    :官方图形化工具(

    下载链接

    )。


三、硬件连接步骤

openbci官方套件的组装官网有详细说明Ultracortex Mark IV | OpenBCI Documentation

这里来说一下我这套解决方案如何组装。

  1. 脑电帽和干电极我是买的现成的,规格与openbci的Ultracortex Mark IV一样,这里组装教程直接看官网就行了
  2. 然后是电极与开发板的连接,一般电极的位置与杜邦线的颜色是对应的(这就是openbci约定俗成的东西,后续跟软件中的颜色对应,我这里和官方一样),所以我就直接放出图片img点击并拖拽以移动编辑img点击并拖拽以移动编辑(左右两边是耳夹,中间是八个电极,注意要插在下面一排)
  3. 然后是供电,这里我直接用5V的锂电池作为电源,但其实也可以用USB线直接给esp32供电img点击并拖拽以移动编辑img点击并拖拽以移动编辑

四、软件配置

  1. 连接开发板
    • 打开电脑的WLAN,选择OpenBCI WiFi进行连接(这里相当于esp32启动了一个网络)img点击并拖拽以移动编辑
  2. 启动OpenBCI GUI
    • 选择设备类型为Cyton
    • 在WIFI SHIELDS里选择STATIC IP
    • 设置采样率为250Hz
    • 其余的和我这里的设置一样就行img点击并拖拽以移动编辑
  3. 获取脑电波
    • 点击最左边方框下面的按钮START SESSION启动会话,可以看到这个时候不会有数据流img点击并拖拽以移动编辑
    • 要想看到脑电波就得电极左上角的绿色按钮Start Data Stream,然后就可以看到啦(这个时候要注意不要忘了佩戴上耳夹哦,耳夹相当于参考电极,对获取正常信号是必要的)img点击并拖拽以移动编辑

结语

到现在为止,openbci的软硬件就彻底跑通了,关于openbci的软件使用,官网有详细的说明Compatible Software | OpenBCI Documentation。接下来的教程我会就如何进行openbci设备的二次开发进行讲解。

另外说一下,openbci官网价很贵,建议咸鱼购买。