BCIKit M1 使用规格与安全
用户需要了解的通道、采样、供电、输入模式、首次上电与人体连接边界。
BCIKit M1 是一块面向教学、科研原型和开发者实验的 8 通道生物电信号采集扩展板。本页只说明用户在选型、连接和使用时需要知道的内容,不展开内部电路设计。

1. 用户需要了解的参数
| 项目 | 规格或要求 |
|---|---|
| 单板通道数 | 8 路同步采集 |
| 转换精度 | 24 位 |
| 推荐采样率 | 250 SPS 或 500 SPS |
| 扩展数量 | 1 至 4 块板,合计 8 至 32 通道 |
| 输入模式 | 公共参考模式或全差分模式,由配套固件选择 |
| 板卡供电 | 5.0 V 标称,建议保持在 4.75 至 5.25 V |
| 数字信号电平 | 3.3 V;不得向信号引脚输入 5 V |
| 主时钟 | 主控需持续提供 2.048 MHz 时钟 |
| 通信方式 | SPI Mode 1,MSB first;参考时钟 4 MHz |
| 供电预算 | 主控或电源按每块 M1 至少 100 mA 预留,并额外考虑主控和线缆损耗 |
| 支持用途 | EEG、EMG、EOG 教学和科研原型 |
| 产品边界 | 非医疗设备,不用于诊断、治疗或生命支持 |
以上参数是当前 BCIKit 配套固件和 M1 板卡的使用范围。更高采样率、更长连接线或超过 4 块板的组合不属于当前保证范围。
2. 先认识板上的接口
把板卡正面朝上,并让 BCIKit M1 丝印可以正常阅读:
- 上方接口丝印为
CHAIN OUT,只用于连接下一块 M1。 - 下方接口丝印为
POWER/CHAIN IN,用于接入主控/电源,或接入上一块 M1 的输出。 - 模拟输入接口位于板卡左侧,用于连接通道电极、参考电极和偏置电极。
- 板卡右侧的
ROLE 1/2用于设置本板在链路中的位置。
日常接线时只按这些板上丝印识别接口。不要按原理图中的元件编号寻找插座,也不要根据线材颜色猜测方向。
3. 单板使用
- 关闭主控和 M1 的全部电源,暂时不要连接人体电极。
- 将板卡固定在绝缘支撑柱上,避免焊点或焊盘接触金属桌面、机壳或导电杂物。
- 将
ROLE 1置于ON,将ROLE 2置于ON。 - 把配套主控线插入下方
POWER/CHAIN IN。 - 对照接口两端的
GND、5V以及箭头方向,确认插头没有反插、错位一位或斜插。 - 单板使用时,上方
CHAIN OUT保持空置。 - 先进行无电极上电和通信自检;确认没有异常发热、异味或供电跌落后,再断电连接电极。
4. 电极连接方式
BCIKit M1 支持两种常用接法,具体模式由配套软件或固件选择。
公共参考模式
- 每个启用通道连接一个测量电极。
- 所有启用通道共用一个参考电极。
- 偏置电极用于改善人体共模干扰抑制,它不是电源地,也不能替代参考电极。
- 适合常见的多通道 EEG 教学和实验。
全差分模式
- 每个启用通道使用一对电极,分别作为该通道的正、负输入。
- 不依赖公共参考完成该通道的差分测量。
- 适合 EOG、EMG 或局部差分 EEG 实验。
只能使用与 M1 模拟输入接口匹配的线束或转接板。插拔时握住插头外壳,不要拉扯导线;线束应在机壳或支架处做应力释放,避免连接器长期受力。
5. 首次上电顺序
- 确认 M1 已固定,板底没有金属接触物。
- 确认
ROLE 1/2与单板或多板角色一致。 - 确认所有连接器完全断电后才完成插接。
- 确认整条链只有一个 5 V 供电入口。
- 暂不连接人体电极,先给电源设置合理限流并上电。
- 检查主控是否能识别正确板数,并先运行内部测试或输入短接测试。
- 断电后连接电极,再重新上电并开始采集。
如果出现明显发热、异味、供电电压快速下降、主控反复重启或板卡无法识别,应立即断电并检查插头方向、5 V/GND 对应关系和链路角色设置。
6. 人体连接安全
- 人体连接时优先使用电池供电或合规隔离电源。
- 人体连接期间,不要同时接入未隔离的电脑 USB、调试器、台式示波器地线或其他接地设备。
- 不要在充电状态下进行人体采集,除非整套充电和通信链路已经按相应安全标准完成隔离。
- 不要热插拔电极线、
POWER/CHAIN IN或CHAIN OUT。 - 皮肤破损、潮湿环境或无法确认隔离条件时,不应连接人体。
- 板卡用于教学和科研原型,不替代经过认证的医疗设备。
7. 使用前快速检查
-
POWER/CHAIN IN和CHAIN OUT没有接反。 - 插头没有反插、偏移或露出一排触点。
-
ROLE 1/2与板卡角色一致。 - 整条链只有一个 5 V 入口。
- 数字信号为 3.3 V 电平。
- 单板按至少 100 mA 计算供电余量。
- 板卡已使用绝缘支撑柱固定。
- 首次测试未连接人体,且已先通过内部测试。
- 人体实验已断开所有非隔离接地路径。