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         2 878     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 Electroencephalogram Signal  using Microcontroller      M.I .  A r z a k 1 , U. Sun ar ya 2 ,  S.  H a di yoso 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 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 rate  of spe e d of  the whe e lch a ir The  leve 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 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 wh 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 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 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 by  t h 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 (El ect roe n ce ph al og ram ) , whe r e t h 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 wheel c h ai 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 a n 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 fre que n c y  dom ai m o st l y  done  i n   re search  rel a t e 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 acquisition  bas e on single lead electrode There f ore it   onl y  ge ne rat e d  one si gnal  EE G.  Neu r Sky   M i ndw ave  use d  t o  rea d  EE 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 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 vi a  a wi rel e ss  net w o r                         (Bluetooth).  T h e s h a p of t h e  m obile  m i ndwavecan be  see n  in Fi gure          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 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 e.    2 . 42 0 - 2.471G H z  RF  f r e quen c 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 i.    5%  pac k et  l o s s  o f   by t e s vi 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.    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 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 e.   eSense  Blink  Detection  f.    O n - h ea 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 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 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 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 be e x p r esse i n  t h 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 di ag ram  as sho w n i n  Fi gu r e  3.           Fi gu re  3.  B l oc 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 rate   of wheelc h air becom e sm o o th.        Fi gu re  4.  Sy st em  Desi gn       3. 2.  Desi gn   o f   Wh eel chai Wheel c h ai ha s si ze 10 2 cm  x 61 cm  x 83 cm  of (l engt h x  wi dt 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 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 ' m o ti on  usi n 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 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 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 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 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 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 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 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 pr ocess  o f  c h an g i ng t h 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 of  am pl i t ude Fi gu re  8. M e m b ers h i p   o f  m o t o o u t p ut  i s  s h o w i n  Fi g u r 9.   As f o r t h 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 out put  sy st em  i s  usi n g F u zzy  Su gen o  m odel s . T h 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 h a 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 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 o u t p ut  o f  t h pr oce ss de ff uzi f i cat i o n  f o rm  on  any  DC  m o t o 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 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 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 PWM   to  b e   prov id ed   to  th DC m o to r. Feed b a ck   fo 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 trial erro r is u s ed  to g e t t h 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 desi g n   o f   t h e s o ft wa re ca 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 b e tween   0 - 10 0.  0  is th e cu rrent co nd itio n s  do  no co n c en trate  while 1 0 0  is t h e cu rren 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 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 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 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 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 2,    Table  3, a n Table  4 ca be seen that as  the  great er  valu o f  co m b in atio 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 wheelchair has   a va lu e of   K P   an d KD  ar di ffe re nt  at  ea ch set   poi nt A  val u e  pe r sec o n d   of  t h 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 5  sh owed  th at  for g e tting  PWM v a lu 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 v a l u o f  KP an 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 (m /s)  SpeedWheel  L e ft(m /s)  Respons   10   35   0   Stop  18   30   Stop  37   32   3. 3. Str a ight  20   29   Stop  48   22   5. 5. Str a ight  55   35   Str a ight  68   38   9. 9. Str a ight  71   40   10   10   Str a ight  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. 6. str a ight  16   45   38   str a ight  17   40   40   str a ight  18   30   29   str a ight  19   85   30   12   12   str a ight  20   23   36   0. 0. stop   21   38   37   3. 3. stop       Tabl e 3.  R e s p o n se of  Wheel c h air  when Turn Right Command  No  Level  concentrati o Brainwave   Wheel  Right   Wheel  Lef t   Respons   24   55   0. 0. Right   65   68   `9   Right   85   78   12   Right   92   125   12   Right   87   130   12   Right   33   99   2. Right   45   62   Right   67   78   5. 9. Right   87   56   8. 12   Right   10   45   145   3. 2. Lef t   11   55   38   Str a ight  12   53   64   2. 6. Right   13   50   95   Right   14   84   71   12   Right   15   67   155   9. 5. Lef t   16   66   47   7. 9. Right   17   32   52   1. 2. Right   18   21   55   0. 0. Str a ight  19   33   68   2. Right   20   34   65   2. Right   21   45   89   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 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 No  Level  concentrati o Brainwave   Wheel Right   Wheel Lef t   Respons   100   250   12   Lef t   89   159   12   Lef t   55   157   Lef t   48   110   1. 5. Right   78   132   8. 11   Right   45   157   Lef t   64   168   8. 4. Lef t   57   755   7. 3. Lef t   59   498   7. 3. Lef t   10   66   569   9. 5. Lef t   11   75   357   11   Lef t   12   98   299   12   Lef t   13   59   200   7. 3. Lef t   14   48   268   5. 1. Lef t   15   49   127   1. 5. Right   16   59   100   3. 7. Right   17   67   99   5. 9. Right   18   88   357   12   Lef t   19   90   458   12   Lef t   20   100   257   12   Lef t   21   89   225   12   Lef t       Tabl 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   30   100   30   SP 2  200   30   200   30   SP 3  325   40   325   40   SP 4  450   100   450   100   SP 5  600   50   600   50   SP 6  800   70   800   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 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 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 b r ai n   wav e  data. To  m i n i m i ze  no ise  d a ta from   th e EE wav e 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 se nsors t h at ha ve m o re than  one c h annel  ele c trode, t h is ca be  used as a  standa rd for  data obtained  m o re accurately. The us of  m o re than one channel m a kes it  possible to  detect the im a g ination  o f  th 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  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 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 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 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 [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 department of Electronics and Communicatio 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 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 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.