脑波控制机器人/鼠标/家电 — Arduino + NeuroSky EEG 多模态交互系统

元器件清单

核心原理

脑波频段

• Alpha (7-14 Hz)：放松、闭眼时增强
• Beta (15-30 Hz)：专注、焦虑、活跃思考时增强

NeuroSky TGAM 芯片内置滤波与特征提取，输出两个 eSense 值：
Attention (0-100) 专注度、**Meditation (0-100)** 放松度，串口 57600 bps 透出。

模式切换：眨眼/闭眼时长

• 闭眼 1-2 秒 → 家电控制模式
• 闭眼 2-4 秒 → 机器人控制模式
• 闭眼 4-6 秒 → 鼠标控制模式

通过读取 Alpha 波功率判断闭眼，计时器测量时长实现模式切换。

子系统详解

1. 无线 EEG 头饰制作

1. 拆解 Necomimi，取出 TGAM 子板（4 排针连接主板）
2. 飞线焊接：GND、VCC、TX(T pin) → HC-06 RX
3. 供电：500 mAh 锂电池 + 5V 升压 + 100/200 Ω 分压至 3.3 V
4. 配对 HC-05/HC-06：AT 命令设 HC-06 为 57600 波特，HC-05 主模式绑定 HC-06 MAC 地址

2. 机器人底盘与 IR 遥控

• 底盘：亚克力车架 + 2 直流减速电机
• 驱动：L298N（或自制 L293D 板），UNO 控制
• 通信：Mega D3 发 38 kHz NEC 编码 IR，UNO 接收解码
• 指令集：0xFF18E7 前进、0xFF10EF 左转、0xFF38C7 停止

3. 家电继电器模块

• 3 路光耦隔离继电器，Mega D37/D38/D39 控制
• 晶体管放大驱动，续流二极管保护
• 可接灯泡、风扇、插座等 220 V 设备

4. 鼠标控制器

Leonardo 原生 USB HID，接收 Mega 串口指令：

• Attention 0-25 → 左移、25-50 → 右移、50-75 → 上移、75-100 → 下移
• Meditation > 70 → 左键点击

5. 云端数据看板

Particle Photon 接收 Mega 转发的 Attention/Meditation/模式字符，
Particle.publish() 推送到 Particle Cloud，仪表盘实时绘图，可长期观察专注/放松趋势，辅助冥想训练或压力监测。

极简版：仅控制机器人

不想做全套？只需 Arduino Mini Pro + IR LED + 头饰 TGAM TX 接 RX，烧录 RobotControllerHeadset.ino：

if (meditation > 65) irsend.sendNEC(0xFF10EF,32); // 左转
if (attention > 65)  irsend.sendNEC(0xFF18E7,32); // 前进

依赖库

• Brain — 解析 TGAM 数据包
• IRremote — NEC 编解码
• SoftwareSerial、Mouse（官方内置）

原理图集

文末提供 9 张原理图：主服务器、机器人、继电器、电机驱动、头饰电源、IR 收发等，均为实物焊接照片+原理图对照。

结语

这不只是玩具：瘫痪者可用类似系统控制轮椅、家电、电脑。通过脑波训练提升专注/放松平衡，辅助 ADHD、失眠、焦虑干预。
愿原力与你同在！