Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  Vol.  6, No. 6, Decem ber  2016, pp. 2878~ 2 886  I S SN : 208 8-8 7 0 8 ,  D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 6.1 145 2          2 878     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Design and Implementation of  W h eel chai r Cont roller Bas e d  Electroencephalogram Signal  using Microcontroller      M.I .  A r z a k 1 , U. Sun ar ya 2 ,  S.  H a di yoso 3  1 School of  Electrical Eng i neerin g, Telkom University , B a ndung, I ndonesia  2,3 Telkom Applied Science Scho ol,  Te lkom Univ ersity , Bandung , Indonesia      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received  J u n 06, 2016  Rev i sed  O c t 25 , 20 16  Accepted Nov 09, 2016    W h eelcha i r is  a m e dical dev i ce t h at can help pa ti ents , es pec i al l y  f o r pers ons   with ph y s ic al di sabilit ies. In this  research has de signed a wheelc h air that  can   be con t rolled us ing brain wave. Mind wa ve device is used  as a  sensor  to   captur e  brain  wa ves .  F u zz y m e th od is   used to pro cess data from  mind wave .  In the design was used a  modified wheel chair (or i ginal wheelch a ir modified  with addition d c  m o tor that ca n be  control using microcontro ller) . After   processing data  from mindwave using fu zzy  m e thod,  then microcontroller   ordered d c  motor to rota t e . T he  dc m o tor  conn ect ed to  ge ar of  wheel chair   us ing cha i n.  S o  when th e d c  m o tor rot a ted  th e  wheelch air  rota t e d as  we ll .    Controlling of  DC motor used  PID cont rol method. Input enco der was used   as  feedba ck for  P I D control at  each whe e l. F r om  the experim e nta l  res u lts   concen tration level data of th e h u man br ain wav e s  can be  us ed t o  adjus t  th e  rate  of spe e d of  the whe e lch a ir .  The  leve l  accur a c y  of r e spons Fuzz y  m e tho d   ton s y stem obtained b y  d e vides total tru e  respons data with  total tested data  and the res u l t  is  85.71 %. W h eel chairs  can run at a maximum  speed of 31.5   cm /s when the batt er y  vo ltag e  is m o re than 24.05V. Moreover, th e m a xim u m  load of  wheelch a ir  is 110 kg . Keyword:  Electroe n cephalogram  Fuzzy   M i nd wa ve   PID  Wheelc h airs   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d .  Co rresp ond i ng  Autho r :  S. H a d i yoso,   Telk o m  App lied  Scien ce Schoo l,  Telk o m  Un i v ersity,  Tel e kom uni ka si   R d , Ter u sa n B u ah   B a t u ,   Ban dun g- 402 57  I ndo n e sia  Em a il: in fo @t elk o m u n i v e rsity.ac.id      1.   INTRODUCTION  In t h i s   w o rl d t h ere i s  a  qua d r i p l e gi c  wh o  was pa ral y zed  i n  ad di t i on al so ha s ot her s h o r t c om i ngs,   su ch  as the d i fficu lty to  m o v e  th e m o to r  n e rv es th rou gho ut th e bod y wh ich  cau s es so meti m e s b e  v e ry  stiff,  an d h a d   d i fficulty in  sp eak i n g. Th e shortco m in g s  m a k e  it d i fficu lt to   con t ro l th e  wh eelchair eith er m a n u al o r   aut o m a t i c . So  t o  per f o r m  dai l y  act i v i t i e s sho u l d  be  hel p e d  by  som e one. Not  eve r y  t i m e  som e body  can  hel p ,   so  we  nee d  a  w h eel chai r  t h at  i s  co nt r o l l e d  by  t h e  phy si cal l y  di sabl e d  are  f o un d l a c k i n g.   In th is  research , au thors  h a ve m a d e  a wh eelch a ir  wh ich   is con t ro lled  usin g hu m a n  b r ain  sign al s  (El ect roe n ce ph al og ram ) , whe r e t h e  hum an b r ai n si g n al  rea d i n gs  usi n g m i nd  wa ve m odu l e . The  hum an bra i n   sig n a ls will b e  u s ed  to  con t ro l  th e sp eed  an d   d i rection   of th e wh eelch ai r. Th e related  research  are i n trodu ction  of c o nt rol l e d  wheel c h ai r  usi ng B C I was  p e rf orm e d usi n g SS VEP  feat ure  [1] ,  c o nt r o l l e d wheel c h ai r usi ng  asyn chr ono us m o to r - i m a g e r y  b a sed  BCI   p r o t o c o l  [ 2 ], con t ro llin g  a wheelch air  in door s fo r  a Myo t ro ph ic  Lateral Sclero sis [3 ], co ord i n a t co n t ro l o f  an   in tellig en t wh eelch a ir b a sed  on  BCI an d  sp eech  reco gn ition  [4 ],  BCI base d real  tim e  control  of wheelchai r using E E G  a n d  WPT as  feature extractio n [5], Feature e x traction  for m u lti-class BCI u s i n g Cano n i cal  v a riates  an alysis [6 ].  An ot he r st u d y  by  B h av na p r e s ent  EEG si g n a l  anal y s i s  using f r act al  di m e nsi o n Hi g u c h i  t o  obser ve  o v e rall effect on   b r ai n .   Th is an alysis is u s ed  to  d e te rm in e th e con d ition   o f   th e brain b e fo re and  after ch an ting  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8     Desi g n   a n d  I m pl eme n t a t i o n  o f  Wheel ch ai r C ont r o l l e r B a se d El ect roe n ce p hal og ra m …  ( M .I.  Arz a k)   2 879 OM [7 ]. Related  research   by Ho ssai n   p r esen t EEG si gnal classificatio n   b a sed on   wav e let tran sfo r m  fo r  featu r e ex t r actio n to   d e term in e righ t an d left  h a nd  m o v e m e n t s [8 ].    In   t h i s  pa per ,  we pre s ent   a   c ont rol l e d   w h ee l c hai r  usi n g si ngl e   l ead EE G   m odul e by  ne ur os ky   b a sed   on c o ncent r at i on l e vel  o f  t h e  m i nd ( f oc us  l e vel )  t o   det e rm i n e t h e for w ar d,  ri g h t  an d l e ft  com m and. T h i s   sy st em  i s  al so enabl i n g s p ee d  cont r o l  usi n g a PID al go ri t h m .  The  m a i n  cont ri b u t i ons  of  t h i s  wo rk a r e  m a ke  an autom a tic wheelchair c ont rol use sim p le f eatures and  algo rith m  as well  as th e lo w co st  o f  sing le lead  EEG  machines.      2.   BASIC THE O RY  2. 1.   Electroencephalogram (EE G )  Electroe n cephalogram  is an instru m e nt to  capture the  brain' s elect rical  activ ity. Th e  a m p litu d e  of  EEG si g n al  i s  very  sm all  and  ran d o m .  EEG i t s el f i s  i n fl ue nced  by  m a ny  vari a b l e s,   m e nt al  st at e,  heal t h ,   act i v i t y , reco rd i ng e n vi r onm en t, electrical interfere nce  from  other orga ns, the e x ternal  stim uli and a g e. T h e  characte r istics of EE G signal are   gene rally non-sta tion a ry and   rand o m  wh ich  ad d co m p lex ity in  t h e  pr ocessi ng  of  EEG si g n al . C l assi fi cat i on o f  EEG si g n al s i n   cha ngi ng o f   cert a i n   va riables can explain the   activ ity o f  th e  b r ai n  an d cap t u re th e ch an g i n g  on   brain  act iv ity.  To  sim p lify th e classificatio n o f  t h e EEG si g n a l, it is  needed tra n sform a tion  si gn al th at id en tifies  and  qua nt i f i e s t h e EEG si g n al  sp ect rum .  EG si gnal s  c onsi s t i n g of al pha  wa ves ( 8 - 1 3 )  Hz  wi t h  a consci ous ,     clo s ed  eyes  an d   relax e d  con d ition s ,  b e ta  wav e s (1 4- 2 6 ) Hz often  arise wh en  co nd it io n s  are th i n k i n g   or   activity , theta  wave s (4 - 7 . 5 )  Hz occ u rs  w h e n  o u r circ um stances bei ng a  light sleeper ,  sleepy or em otional  sy st em , and  d e l t a  waves  ( 0 . 5 - 4 )  Hz  occ u r s  w h e n   we ar e sl eepi n g.   In  the researc h  was use d  beta  wa ve   fre que ncy  bec a use t h e  bet a  si gnal  o f t e n a r i s ed w h en c o n d i t i ons  were t h i n ki n g  an d ac t i v i t y . The fea t ure o f   fre que ncy  ba n d  we re l e vel  si gnal  a nd a v era g e o f  am pl i t ude.   There f ore, t h e re prese n t a t i on  of t h e EEG  si gna l   i n  t h e  fre que n c y  dom ai n  m o st l y  done  i n   re search  rel a t e d  t o  EE G si g n al   anal y s i s . Fi g u r e  1 i s  a n  e x am pl e o f   th e EEG  sig n a l [9 ].           Figure 1.   Sam p le  EEG Signal [9]       2. 2.   M i d w av e N e uro s ky  Neuro S k y Mindwa ve is m odule  for E E G  acquisition  bas e d  on single lead electrode .  There f ore it   onl y  ge ne rat e d  one si gnal  EE G.  Neu r o  Sky   M i ndw ave  use d  t o  rea d  EE G  si gnal  w a ve fo r m . W h e r e t h i s   devi ce   can c o m m uni cat e wi t h   ot he r  devi ces  suc h   a s  com put er,  l a pt o p , a n d m i croco n t r ol l e r  vi a  a wi rel e ss  net w o r k                          (Bluetooth).  T h e s h a p e  of t h e  m obile  m i ndwavecan be  see n  in Fi gure  2          Fi gu re  2.  M i nd wave  Ne u r o  S k y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  IJECE Vol. 6, No. 6, D ecem ber 2016  : 2878 – 2886  2 880 Specifications   a.   W e igh s  90 g  b.    Sens o r  a r m  up :  Hei g ht :  2 25m m  x W i dt h: 15 5 m m  x Dept h:  9 2 m m   c.    Sens o r   Arm  d o w n :   hei g ht :  2 25m m  x wi dt h: 15 5m m  x dept h: 1 65m m   d.    30 m W   r a te pow er ;  50 m W  max   p o w e r  e.    2 . 42 0 - 2.471G H z  RF  f r e quen c y  f.    6d Bm  RF  m a x  po wer  g.    25 0kb it/s RF  d a ta rate  h.    10 m  RF r a ng e  i.    5%  pac k et  l o s s  o f   by t e s vi a  wi rel e ss   j.    UA RT Bau d r a te: 5 7 , 60 0 Baud  k.   1m V pk - p k  EE G m a xim u m  signal  i n p u t   ran g e   l.     3Hz –  1 00Hz h a rdware filter  ran g e    m.    12   b its ADC  resu ltio n  n.    51 2H z sam p li n g  r a te  o.   1Hz  eSe n se cal culation  rate     Measurem ents:  a.   Raw sign al   b.   Neuroscience defi ned  EE G powe r  s p ectrum  (Al p ha,  Beta, Tetha, Delta, Gamma)  c.   eSen se m e ter fo r Atten tion     d.   eSen se m e ter fo r Med itatio n  e.   eSense  Blink  Detection  f.    O n - h ea d  det ect i o n     2. 3.   PID  (Pr o porsi o nal, Inte gral, Derivatif)  PID (Pro po rti o n a l, In tegral,  Deri v a tiv e) is  a con t ro ller that h a s fun c tions to   process t h e error signal  in to  a con t ro l sig n a l wit h  feed b a ck’s ch aracteristics to  g e t th e p r ecisio n   of th e system . P I D co nsists o f   th ree  t y pes of c o m pone nt s,  nam e l y  pr op o r t i onal ,  i n t e g r al , an d  de ri vat i v e. T h ese  t h ree t y pes  of  com pone nt s c a n be   use d  t o get h e r   o r  i n di vi dual l y  i n  acc or da nce  wi t h  t h e  de si re d  resp o n se i n  a  sy st em .  PID con t ro l is a co m b in atio n  of  p r op ortion a l, in t e gral ,  and  de ri vat i v e .  Thi s  c o nt rol l er has t h e   adva nt age  of  anot her t y pe  of co nt r o l l e r  due t o  i t s  cha r act eri s t i c s i s   a com b i n at i o n  of co nt r o l l e rs  P, PI   cont rol l e r,  a n d   PID  co nt r o l l e rs . PI D c o nt r o l  r e l a t i onshi ps ca n  be e x p r esse d  i n  t h e  f o l l o wi n g  e quat i o n.      .         .       (1 )     or  an ot he r e q u a t i on  usi n g t r a n sfe r   fu nct i o n      1     (2 )          (3 )     PID  co nt r o l  i s   descri bed  i n  t h e f o l l o wi ng  bl o c k  di ag ram  as sho w n i n  Fi gu r e  3.           Fi gu re  3.  B l oc k  Di ag ram  PID  C o nt rol l e r       2. 4.   F u zzy  Lo g i c   Fu zzy lo g i c meth od  first in tro d u c ed  b y  Lo t f i A. Zadeh, that h a s a d e gree o f  m e m b ersh ip  in  a rang e  of 0  (zer o) t o   1 (o ne ), i n  co n t rast  t o  di gi t a l  l ogi c t h at  has  onl y  t w o  val u e s :  1 (o ne) o r  0  (zer o) . Fuzzy  l ogi c i s   u s ed  to translate a qu an tity th at is exp r essed   usin g lin gu istic.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8     Desi g n   a n d  I m pl eme n t a t i o n  o f  Wheel ch ai r C ont r o l l e r B a se d El ect roe n ce p hal og ra m …  ( M .I.  Arz a k)   2 881 3.   R E SEARC H M ETHOD  3. 1.  Sys t em  Desi g n   In  d e sign ing  th is au to m a tic  wh eelch air is in clud es h a rdware and  so ft ware d e sign . Th e syste m  u s es   m obi l e   m i nd wave as i n p u t  devi ce t o  rea d s t h e EEG si g n al. The n  the  com puter is  us ed to proces s the Raw  EEG signal and use r  interfa c e . Pre v ious re search a b out proces sing and spectral  analys is of the ra w EEG  si gnal   fr om  t h e m i nd  wave  [ 1 0] .   Si gnal s   EEG   fr om   m obi l e  m i nd wa ve se nt  t o  a c o m put er a n d  i n  t h e com put er  w a s desai gne d  ap p lication  th at co u l d   filter beta frequ en cy fro m  o t h e rs  freq u e n c y (lev el sig n a l and  av erag e of am p litu d e  b e ta  fre que ncy )   whi c h i s  t h en pa ss ed t o  t h e m i crocont rol l e r.  Micro c on tro ller typ e  th at u s ed  is STM32 F 4  th e main   cont rol l e r.  Le vel  si g n al  an d a v era g e  of  am pl it ude t h en  used  as i n p u t   of  fuz z y  m e t hod  (i n s i d e  o f   m i croco n t r ol l e r) t o  cl assi fy .  The  resul t   of c l assi fy i ng  was  deci si o n  t o  m ove  dc m o t o r (t ur n l e ft , t u r n   ri ght   o r   straig h t   fo rward ) . In  t h e  research PD was  u s ed   for co n t ro llin g speed of  d c   m o to r.     Th is micro c ontro ller is u s ed as th e  m a in   co n t ro ller wh i c h  fu n c tion s  to  reg u l ate th e rate o f  th e  wheelc h air.  On the out put side there  are  2 pieces of  m i croc ontroller  dc  m o tor dri v er is connected  to the  actuator wheel chair. DC m o tors  are  use d  a s  actuators  of   wh eelch air. This wh eelch a ir i s  equ i pp ed   with  an  encode r as sensor to calc u late the num ber  of turns on  ea ch wheel. T h is sensor is use d  as fee dbac k   to the   micro c on tro ller so  th at t h e  rate   of wheelc h air becom e s  sm o o th.        Fi gu re  4.  Sy st em  Desi gn       3. 2.  Desi gn   o f   Wh eel chai r  Wheel c h ai r  ha s si ze 10 2 cm  x 61 cm  x 83 cm  of (l engt h x  wi dt h  x hei ght ) .  Pl a nni ng  ro b o t   wheelc h air m echanics  done  by  m odifyin g the ex istin g m a n u a l wh eelch ai r. Th en  th e en cod e r m o un ted   d i rectly   to  th e ax le. Com p arin g  g e ar ratio   m o to r  with  wh eels is  1: 3. Speci fication  of  wheel chai r i s  sh ow n i n   Ta bl e 1   and wheelchai r desi gn is s h own in Figure  5.  Sy st em  i n  t h e ro b o t ' s  m o ti on  usi n g  di ff eren tial wh eel syste m , wh ich  h a s two - wh eel wh ich  diffe re ntial fre e wheel can move  forwa r d or bac k wa rd.  Since each  wheel  dri v en by a  DC  m o tor.        Tabl e 1. Speci f i cat i on  o f  Wh e e l c hai r   Dim e nsion of Rob o t  102 cm  x 61 cm  x  83 cm   Contr o ller  ST M 32F4Discover y   M a xim u m  of Speed  30 cm /s  Voltage  Accu m u lator 24 V o lt  Mobile Syste m   Differential Wheel   Actuator  DC Motor 24 Volt   Ratio of Gear  Motor : wheel   1:3  M a xim u m  L o ad    120 kg           Fi gu re 5.  Whe e l c hai r  Desi g n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  IJECE Vol. 6, No. 6, D ecem ber 2016  : 2878 – 2886  2 882 3. 3.  Fuz z y   L ogi c  Desi gn   The controls are use d  on robotic  wheelchai r is fuzzy logi c control.  In research  pre v iously is used  LDA as cl assi f i cat i on m e t hod  [1 1]  and  whe e l c hai r  wi t h  E E G [ 12] . EE G  and ey e- bl i n k i ng si g n al s [ 1 3 ] , a n d   g e sture recog n itio n  fo r au tomatic wh eelchair [1 4 ] .  In  t h i s  syste m , th e m o b ile will tra n sm it d a ta  min d  wave  l e vel  of  foc u s  and a  pers o n ' s  brai n wa ve dat a  The l e vel  dat a  i s  obt ai ne d u s i ng t r i a l  an d e r r o r . I n  t h e e x p e ri m e nt  u s er t r ies to  t h ink   g o  st raigh t , turn left, t u rn  ri gh t, and sto p    th en  the lev e l sign al can   b e  seen   o n  t h e  appl i cat i o n o n   t h e com put er.  From  t h e expe ri m e nt  t h e user can m a ke deci si on t o  m a ke t h e l i m i t  dat a  as l e vel   o f   ev ery  si g n a l  b r ai n  wav e . Data lev e l o f  fo cus an d   b r ain wav e  d a ta is wh at will b e  th e in pu t to  th e fu zzy   logic. T h e out put of this system form  speed dri v e m o tor  on each wheel chair. The outp ut  of the syste m   in the  fo rm  of a ro b o t  vel o ci t y  o b t ai ned f r om  a gi ve n P W M   DC  m o t o r. Fu zzy  l ogi c fl o w cha r t  i s  sh o w n i n     Fi gu re 6.           Fi gu re  6.  F u zz y  Lo gi c Fl o w c h art       3. 3. 1. Fuz z y fi cati on   Data lev e l  o f   fo cu s and   b r ai n   wav e  d a ta tran sm itted  b y  th e m o b ile  min d  wav e   receiv e d   b y  a  com put er  or  P C . Th e  dat a  i s  t h e n   pr ocesse d i n  t h e  F u zzy fi cat i on t h e  pr ocess  o f  c h an g i ng t h e  val u e   of  t h e   sens or  output data (c risp i n puts) i n to the  form  of  fuzzy  sets according to the m e m b ershi p  function. In t h e   researc h  u s ed t w o i n p u t s  as  m e m b ershi p   fu nct i on  of  f u zz y  t h ey  are l e vel  conce n t r at i o n am pl i t ude Fi gu re 7   and  ave r a g e  of  am pl i t ude Fi gu re  8. M e m b ers h i p   o f  m o t o r  o u t p ut  i s  s h o w n  i n  Fi g u r e  9.   As f o r t h e  bra i n wa ve dat a  i n p u t  ha s 3 l i n gui st i c  val u es,  nam e ly  Low,  M e di um , Hi g h  t r a p ezoi d   me m b ersh ip  fun c tio ns.  Mem b ersh i p  fun c tions can be  seen in the  picture.  In t h i s   wo rk , t h e  out put  sy st em  i s  usi n g F u zzy  Su gen o  m odel s . T h e  out put   of  t h i s  sy st em  i s   m a de  there are two that right DC motor sp ee d an d  l e ft  DC   m o t o r  speed . Fo r t h e  sy st em  out put  i n  t h e fo rm  of spee d  h a s  7  lingu istic v a lu es: slowest, slow er, slow, norm al, fast, faster,  fastes t .  M e m b ershi p  of   M o t o r Out put              Fi gu re  7.  M e m b ers h i p  F unct i on  o f   Lev e l Con c en t r atio n  Fi gu re  8.  M e m b ers h i p  F unct i on  o f   Ave r a g e Brai nwave s   Fi gu re  9.  M e m b ers h i p  o f  M o t o r   Out put       3. 3. 2 Def f uz yf i c ati o n   The  fi nal  st ep  i s  def f uzi f i cat i on, m a ppi ng  t h e f u zzy  o u t p ut  val u es g e ne rat e d at  t h i s  st age t o  t h e   in feren ce ru les q u a n titativ e o u t pu t v a lu es. In  d e sign ing  th i s  wh eelch ai r ro bo t d e ffu zificatio n  p r o cess Weigh t   Ave r a g e m e t hod a n d  t h e  o u t p ut  o f  t h e  pr oce ss de ff uzi f i cat i o n  f o rm  on  any  DC  m o t o r  spe e d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8     Desi g n   a n d  I m pl eme n t a t i o n  o f  Wheel ch ai r C ont r o l l e r B a se d El ect roe n ce p hal og ra m …  ( M .I.  Arz a k)   2 883 3. 4.  PID  C o ntr o l l e r  In  th is sch e m e  PD is u s ed  as a co n t ro ller for co n t ro lling  the sp eed   o f  a DC  m o to r to  a wh eel ch ai r.  PD co n t ro ller i s  represen ted   by eq u a tion  (4  an d   5 ) .  Wh ere th is con t ro l will d e term in e th e o u t p u t   o f  th e  PWM   to  b e   prov id ed   to  th e  DC m o to r. Feed b a ck   fo r  PD con t ro l is ob tain ed from   th e ro tary enco d e r sen s o r .  Med o t a  trial erro r is u s ed  to g e t t h e  v a lu eof  k p  and   kd  effectiv e when  im p l an ted  i n to  t h e system .      .             ( 4 )   or  an ot he r e q u a t i on  usi n g t r a n sfe r   fu nct i o n:           1           ( 5 )     3. 5.  Sof t w a re   De si gn   Features  incl uded in s o ftwa re  applications s u ch as:   a.   Feat ures m i nd wave c o m m uni cat i on bet w ee n com put er wi t h  m obi l e  and  m i croco n t r ol l e r. A  feat u r e t h at  can connect c o m puter with  comm unication bet w een  contro ller wh eelch air an d  co m p u t er  with  m o b ile   m i ndwa v e.   b.   Features  to  dis p lay graphics  i n   real tim e  EEG signal.  c.   Featu r e to  show th e d i rectio n of th e wh eelchair b a sed   on  EEG si g n a l cond itio n s .  GU I  desi g n   o f   t h e s o ft wa re ca n  be see n  i n  Fi gu re  1 0 .           Fi gu re 1 0 . G U I   Desi gn       4.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  To r un t h e w h eel chai r co nt ro l  i s  based on i n f o rm at i on t h e conce n t r at i o n l e vel  t h ro u gh  EEG si g n al .   The  dat a  o f  co ncent r at i on l e v e l  i s  obt ai ne d f r om  t h e devi ce   m i ndwa v e t h a t  sho w i n g t h e l e vel  co nce n t r at i on  o f   user. T h e conc entration level  is represe n ted by a val u e  b e tween   0 - 10 0.  0  is th e cu rrent co nd itio n s  do  no t  co n c en trate  while 1 0 0  is t h e cu rren t  state o f   b e ing   fu ll co n c en tration .   Test i ng i s  d o n e  repeat edl y  f o r  one  wee k . B a s e d o n  t h e test data can be anal yzed that the precision  of  t h e use  of f u zz y  l ogi c. Tr ue r e sp ons m eans whe n   user i n t e nt ed t o  t u r n  l e f t , t u rn  ri g h t ,  st r a i ght  f o r w ar d  or st o p   t h en si st em  answer as  re ques t  and t e st ed  da t a   m eans from  al l  t e st i ng or  expe ri m e nt  t h at  was d one . Te st i ng  dat a  eq ual s  t o  t r ue  res p ons  pl u s  fal s e  res p o n s.     The precisi on of  the use of  fuzzy  logic  ∑    ∑    100% 8 5 . 71%     C once n t r at i o n  l e vel  i s  o b t a i n ed  fr om  EEG  si gnal  t h at  i s  c a pt u r ed  f r om  Neu r osky   b r ai nwa v e m o d u l   an d th en  it is  tran sm it ted  to   ap p lication   o n  co m p u t er to   b e   represen tated  as its lev e l .  Fro m  th e Tab l e  2,    Table  3, a n d  Table  4 ca n  be seen that as  the  great er  valu e  o f  co m b in atio n  o f  lev e l co ncen tration  and  brai nwa v e si g n a l  so i t  can be  m a de di ffe re nc e easl y  bet w een the action wheelchait to  m ove  fo r w ar d, t u r n  l e ft ,  and  tu rn  rig h t.   Based  on the  expe rim e ntal results on a  wheelchai r, t h e  wheelchair has   a va lu e of   K P   an d KD  ar e  di ffe re nt  at  ea ch set   poi nt .  A  val u e  pe r sec o n d   of  t h e  r o t a ry  p u l s e e n co der i s  use d  a s   feed bac k  f o r t h e P I D   co n t ro l.  Fro m  th e Tab l e  5  sh owed  th at  for g e tting  PWM v a lu e  o f  bo th   righ t wh eel an d  left wh eel u s ed  di ffe re nt   val u e   o f  KP   (P r o p o r t i onal   C o nst a nt )  a n d K D  (D eri p at i v e   C o ns t a nt ) fo r every  set  poi nt  (SP)  t o  be  stab le. Th e  v a l u e  o f  KP an d  KD was ob tained   b y  trial and   erro r un til stable co nd ition .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  IJECE Vol. 6, No. 6, D ecem ber 2016  : 2878 – 2886  2 884 Table 2.  Res ponse of Wheelc h air when  Forward  C o mmand  No  L e vel  concentr ation   Brainwave   Speed Wheel Righ t  (m /s)  SpeedWheel  L e ft(m /s)  Respons   1  10   35   0  0   Stop  2  18   30   0  0  Stop  3  37   32   3. 4  3. 4  Str a ight  4  20   29   0  0  Stop  5  48   22   5. 6  5. 6  Str a ight  6  55   35   7  7  Str a ight  7  68   38   9. 6  9. 6  Str a ight  8  71   40   10   10   Str a ight  9  85   15   12   12   Str a ight  10   98   26   12   12   str a ight  11   100   20   12   12   str a ight  12   100   18   12   12   str a ight  13   90   29   12   12   str a ight  14   95   33   12   12   str a ight  15   51   34   6. 2  6. 2  str a ight  16   45   38   5  5  str a ight  17   40   40   4  4  str a ight  18   30   29   2  2  str a ight  19   85   30   12   12   str a ight  20   23   36   0. 6  0. 6  stop   21   38   37   3. 6  3. 6  stop       Tabl e 3.  R e s p o n se of  Wheel c h air  when Turn Right Command  No  Level  concentrati o n  Brainwave   Wheel  Right   Wheel  Lef t   Respons   1  24   55   0. 6  0. 8  Right   2  65   68   5  `9   Right   3  85   78   8  12   Right   4  92   125   8  12   Right   5  87   130   8  12   Right   6  33   99   0  2. 6  Right   7  45   62   1  5  Right   8  67   78   5. 4  9. 4  Right   9  87   56   8. 8  12   Right   10   45   145   3. 7  2. 3  Lef t   11   55   38   7  7  Str a ight  12   53   64   2. 6  6. 6  Right   13   50   95   2  6  Right   14   84   71   8  12   Right   15   67   155   9. 4  5. 4  Lef t   16   66   47   7. 5  9. 2  Right   17   32   52   1. 3  2. 5  Right   18   21   55   0. 2  0. 2  Str a ight  19   33   68   0  2. 6  Right   20   34   65   0  2. 8  Right   21   45   89   1  5  Right                                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8     Desi g n   a n d  I m pl eme n t a t i o n  o f  Wheel ch ai r C ont r o l l e r B a se d El ect roe n ce p hal og ra m …  ( M .I.  Arz a k)   2 885 Tabl e 4.  R e s p o n se of  Wheel c h air  when Turn Le ft Comm a n d  No  Level  concentrati o n  Brainwave   Wheel Right   Wheel Lef t   Respons   1  100   250   12   8  Lef t   2  89   159   12   8  Lef t   3  55   157   7  3  Lef t   4  48   110   1. 6  5. 6  Right   5  78   132   8. 2  11   Right   6  45   157   5  1  Lef t   7  64   168   8. 8  4. 8  Lef t   8  57   755   7. 4  3. 4  Lef t   9  59   498   7. 8  3. 8  Lef t   10   66   569   9. 2  5. 2  Lef t   11   75   357   11   7  Lef t   12   98   299   12   8  Lef t   13   59   200   7. 8  3. 8  Lef t   14   48   268   5. 6  1. 6  Lef t   15   49   127   1. 8  5. 8  Right   16   59   100   3. 8  7. 8  Right   17   67   99   5. 4  9. 4  Right   18   88   357   12   8  Lef t   19   90   458   12   8  Lef t   20   100   257   12   8  Lef t   21   89   225   12   8  Lef t       Tabl e  5. R e s u l t  o f  P D  C ont rol l er  SET  POIN T   Right W h eel  Lef t  Wheel   Value P W M   KP  KD   Value P W M   KP  KD   SP 1  100   1  30   100   1  30   SP 2  200   1  30   200   1  30   SP 3  325   2  40   325   2  40   SP 4  450   3  100   450   3  100   SP 5  600   5  50   600   5  50   SP 6  800   6  70   800   6  70       5.   CO NCL USI O N   Based  on  testin g, th e wh eelch air ab le to  mo v e   well.  If  we in crease our lev e l o f  con centratio n  of th e  wh eelch air sp eed  will also  i n crease.  For th e m o m e n t  we ar e co mm an d e d   to  tu rn   righ t or tu rn  left  wh eelch a ir  can the n  e x ecute the comm an d prope rly. Fuzzy logic use d   to  wo rk   well. Fu zzy log i c that co n s ists  o f   21  ru l e   base d data input conce n tration a n d brain  waves  from   m i n d  wave   that produces  output  on each DC  m o tor  sp eed  h a s  85 .71  % accu r acy.  Using  of filter  sh ou l d  b e  im p l e m en ted ;  it is i n tend ed  t o  m i n i m i ze n o i se o n  th e  b r ai n   wav e  data. To  m i n i m i ze  no ise  d a ta from   th e EE G  wav e s  will b e  m o re accu r at e and sim p lify th e pro cess   of  dat a  a n al y s i s .  Using EE G  se nsors t h at ha ve m o re than  one c h annel  ele c trode, t h is ca n  be  used as a  standa rd for  data obtained  m o re accurately. The us e  of  m o re than one channel m a kes it  possible to  detect the im a g ination  o f  th e  hu m a n  br ain      REFERE NC ES   [1]   Singla, R ., B . A. Haseena. 2013. BCI based wh eelchair  c ontro l using stead y  state v i sual  evoked potentials  and   support vector  machines.  Internasional Journal of Soft Co mputing and Engineering ( I JSCE) ,   Volume  3,  Issue  3,  July  2013   [2]   Carlson, T., Millan ,  Jose del R. 2013. Brain- controlled wheel c hairs a roboti c  archit ectur e.  I EEE robotics a nd  automation mag a zine . 20(1) : 65- 73, Mar c h 2013 . DOI: 10.1109 /MRA.2012.2229936  [3]   Rebsam en, Brice et .al .  2008 . In teracting wi th au tonom y  "Contr o lling a wh eel chair indoors usi ng thought".  IEEE  Intell igen t Syst e m s. IEEE  Comp uter Soc iet y , 154 1-1672/07  [4]   Wang, Hong-tao ,  Li , Yuan-q ing, Yu, Ti an- y ou.  2014. Coor din a t e d cont rol of  an  intellig ent wheelchair based  on  a  brain-com puter interf ace and  speech  r ecogni ti on.  Journal of  Zhejiang University-SCIENCE  C ( C o m puters  &   Electron) , 2014;  15(10): 832-838   [5]   K h are, V ., S a nth o s h , J ., A n and, S ., Bhati a , M . 20 11. Brain  com puter int e rfac e  bas e d real t i m e  cont rol of wheelcha i r  using electro e ncephalogr am.  International Journa l of So ft Computing and Eng i neering ( I JSCE) ,  Volume  1,  Issue  5,   November 2011.  [6]   Galan, Ferran et .al .  Featur e extr act ion for Mu lti-class BCI using canonical vari ates Anal y s is.  Intell igent Signa l   Proc e ssing .  I E EE International  Symposium . E-I S BN: 978-1-4244-0830-6 Print-I S BN: 978-1-4244-0830-6 INSPEC   Accession Number : 9825141   [7]   Bhavna P. Harne. 2014. Higuch i  Fract al Dimension Analy s is of EEG Signa l before and after  OM Chanting to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  IJECE Vol. 6, No. 6, D ecem ber 2016  : 2878 – 2886  2 886 Obs e rve Overall  Effec t  on Brain .   International Journal of Electrical  and Computer Engineering ( I JECE) . V o l. 4 ,   No. 4, August 2 014, pp . 585-59 2.  [8]   A.B.M. Aowlad  Hossain, Md. Wasiur  Rahman, Manjurul Ahsan Riheen .  2015. Left  and Right  Hand  Movements  EEG Signals Cl assifica tion Usin g W a velet  Tr ans f orm  and Probabilisti c Neura l   Network.  International Journal of  Electrica l  and  C o mputer Engin e ering ( I JECE) .  Vol. 5 ,  No. 1, Februar y  2015 , pp . 92-101.  [9]   J. G. Webster. 1 999. Medical  Ins t rumentation: A pplication   and  Design/Wiley ,  Sin g apore.  [10]   Sa ł abun, Wojciech. 2014. Proces sing and spectr a l analy s is of th e r a w EEG signal f r om The Mind Wave.  Prze gl ą d  Elektrotechniczn y , ISSN 0033-20 97, R. 90 NR  2/2014:169-173.  [11]   F. Gallan  et.al.  2008. A brai n-actuated wheelch a ir: As y n chrono us and  non-invasive brain- computer interfaces f o r  continuous  contr o l of robo ts.  C l inical Neurophys i ology , 119  (200 8) 2159-2169.  [12]   Khare, Vijay .  2 010. Controllin g Wh eelchair u s ing electroen c ephalogram.  International Journ a l of Computer  Scien c e and Info rmation Security ( I JCSIS) .  Vol. 8 ,  No.2 , 2010 : 18 1-187.  [13]   Lin, Jzau-Sheng  & Yang, Win-Ching. 2012. Wireless brain- computer interface  f o r electric wheelchairs with EEG  and ey e-blink i ng  signals.  In ternational Journal of  Innovative  Com puting, I n ternational and Contro l ,  Vol.  8, No.  9.   ICIC Intern ation a l ISSN 1349-41 98 pp. 6011-602 4  [14]   Paulose, Sm itha et.al. 2014. A u tom a tic wheel c hair us ing gesture recogn ition  along with room  autom a tion.  Transactions on  Engineering and  Sciences , Vol. 2 ,  Issue 5 ,  ISSN:  2347-1964 Online 2347-1875  Print.      BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS       Mochamad Ilman Ar z a k  receiv e d the Bach elor  Degree of Ele c tr ica l  Engine ering  from  Telkom  University , Ban dung, Indonesia in November 2014.  He joined Electroni cs and Intelligence  Robotic Research Group (EIRRG) from 2011 -2 014 in  Telkom Univesity .  His r e search  inter e sts  are  embedded  s y stem andRobotics.          Unang Sunar y a  rece ived th e M a s t er Degree of  E l ec tric al T e l eco m m unication En gineer ing from  Telkom Univers i ty , B a ndung, I ndonesia in  Februa r y  2012. He join ed  as a  Lecturer  in th e  department of Electronics and Communicatio n  Engineering  of Telkom University , in 2010 .  Supervisor of E l ectron i cs and  Int e llig ence  Robot i c  Research  Group (EIRRG) from  2010 -2015  in  Te lkom Unive s ity .  His re sea r ch inte re sts a r e wireless sensor netw ork, embedded  s y s t em,  Robotics, and  Signal Processing.          Sugon do Hadiy o so   re ce ived t h e  M a s t er .in El ectr i ca l-T e le com m unication Eng i neer ing  from  Telkom Univer sity , Bandung,  Indonesia in Marc h 2012. He joined as a Lectur er in the  department of Electronics and Communicatio n  Engineering  of Telkom University , in 2010 .  W h ere he is  cu rrentl y  m e m b er s  of Biom edica l  Instrumentatio n Research Gro up in Telkom  Unives it y. His  r e s earch  int e res t s  are wir e les s   sen s or network, em bedded s y s t em, logic design  on  FPGA and biomedical  engin eering.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.