Mišična glasba z Arduinom: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Pozdravljeni vsi, to je moj prvi Instructables, ta projekt je bil navdihnjen po ogledu video reklame Old Spice Muscle Music, kjer si lahko ogledamo, kako Terry Crews igra različne instrumente s signali EMG.

To pot nameravamo začeti s tem prvim projektom, kjer ustvarimo signal kvadratnega vala s frekvenco, ki se spreminja glede na amplitudo pridobljenega EMG signala. Kasneje bo ta signal priključen na zvočnik za predvajanje te frekvence.

Za izgradnjo tega projekta bomo kot jedro uporabili Arduino UNO in mišični senzor MyoWare. Če ne morete dobiti senzorja MyoWare, ne skrbite, pojasnili vam bomo, kako zgraditi svojega, malo je zapleteno, vendar je vredno poskusiti, saj se boste veliko naučili !!

No, začnimo.

Korak: Pridobite potrebne dele

Ta projekt lahko sestavite na dva načina: s senzorjem MyoWare (korak 2 in 3) in brez njega (koraki 4 in 5).

Uporaba senzorja MyoWare je lažja, ker ne zahteva naprednega znanja o elektroniki, skorajda samo plug and play. Brez MyoWareja morate imeti nekaj znanja o OpAmpih, na primer ojačitev in filtriranje, pa tudi popravljanje signala. Ta način je težji, vendar vam omogoča, da razumete, kaj je za vezjem MyoWare.

Za način MyoWare potrebujemo naslednje komponente in orodja:

• MyoWare mišični senzor (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Zvočnik
• Ogledna plošča
• 22 AWG kabel
• 3 x 3M elektrode (Amazon)
• Izvijač
• 2 x sponke iz aligatorja
• Arduino kabel USB
• Odstranjevalci žice
• 1 x 1000uF (Amazon)

Brez MyoWare boste potrebovali prejšnje komponente (brez MyoWare), pa tudi:

• Napajanje z +12 V, -12 V in 5 V (lahko ga naredite sami z računalniškim PS, kot je prikazano v tem navodilu)
• Če je vaš napajalni kabel za napajanje 3-žilni kabel, boste morda potrebovali adapter s tremi ali dvema krakoma ali vtič za goljufanje. (Včasih lahko ta dodatni rog povzroči neželen hrup).
• Multimeter
• Ojačevalnik vdora AD620
• OpAmps 2 x LM324 (ali podobno)
• Diode 3 x 1N4007 (ali podobne)

• Kondenzatorji

  • Nepolariziran (lahko so keramični kondenzatorji, poliester itd.)

    • 2 x 100 nF
    • 1 x 120 nF
    • 1 x 820 nF
    • 1 x 1,2 uF
    • 1 x 1 uF
    • 1 x 4,7 uF
    • 1 x 1,8 uF

  • Polariziran (elektrolitski kondenzator)

    2 x 1 mF

• Upori

  • 1 x 100 ohmov
  • 1 x 3,9 k ohmov
  • 1 x 5,6 k Ohmov
  • 1 x 1,2 k ohmov
  • 1 x 2,7 k Ohmov
  • 3 x 8,2 k Ohmov
  • 1 x 6,8 k ohmov
  • 2 x 1 k ohmov
  • 1 x 68 k ohmov
  • 1 x 20 k Ohmov
  • 4 x 10 k ohmov
  • 6 x 2 k ohmov
  • 1 x 10k ohmski potenciometer

2. korak: (z MyoWare) Pripravite elektrode in jih povežite

Za ta del potrebujemo senzor MyoWare in 3 elektrode.

Če imate tako velike elektrode, kot smo jih dobili, morate odrezati robove, da zmanjšate njen premer, sicer bo blokirala drugo elektrodo, kar bo povzročilo motnje signala.

MyoWare povežite, kot je označeno na četrti strani priročnika za senzor.

3. korak: (z MyoWare) Senzor priključite na ploščo Arduino

Plošča MyoWare ima 9 zatičev: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E in M. Za ta projekt potrebujemo le " +" za priključitev 5V, " -" za ozemljitev in "SIG" za izhodni signal, povezan s 3 velikimi kabli (~ 2 ft).

Kot je navedeno zgoraj, je treba pin "+" priključiti na Arduinov 5V pin, "-" na GND, za SIG pa potrebujemo dodaten filter, da se izognemo nenadnim spremembam amplitude signala.

Za zvočnik moramo le pozitivni kabel priključiti na pin 13, negativni pa na GND.

In mi smo pripravljeni na kodo !!!

4. korak: (Brez MyoWare) Zgradite vezje za kondicioniranje signala

To vezje je integrirano v 8 stopnjah:

1. Instrumentacijski ojačevalnik
2. Nizkoprepustni filter
3. Visokoprepustni filter
4. Inverterski ojačevalnik
5. Polnovalni natančni usmernik
6. Pasivni nizkoprepustni filter
7. Diferencialni ojačevalnik
8. Nagnjeni vzporedni strižnik

1. Instrumentacijski ojačevalnik

Ta stopnja se uporablja za predhodno ojačanje signala s 500 Gainom in odpravo signala 60 Hz, ki je lahko v sistemu. Tako dobimo signal z največjo amplitudo 200 mV.

2. Nizkoprepustni filter

Ta filter se uporablja za odpravo signala nad 300 Hz.

3. Visokoprepustni filter

Ta filter se uporablja za preprečitev signala, nižjega od 20 Hz, ki nastane pri premikanju elektrod med nošenjem.

4. Inverterski ojačevalnik

Z ojačanjem 68 bo ta ojačevalnik ustvaril signal z amplitudo, ki se spreminja od - 8 do 8 V.

5. Polnovalni natančni usmernik

Ta usmernik pretvori kateri koli negativni signal v pozitiven signal, pri čemer ostane samo pozitiven signal. To je uporabno, ker Arduino sprejema le signal od 0 do 5 V v analognih vhodih.

6. Pasivni nizkoprepustni filter

Uporabljamo 2 x 1000uF elektrolitska kondenzatorja, da se izognemo nenadnim spremembam amplitude.

7. Diferencialni ojačevalnik

Po stopnji 6 se zavedamo, da ima naš signal odmik 1,5 V, kar pomeni, da se naš signal ne more spustiti na 0 V, le na 1,5 V in največ na 8 V. Diferencialni ojačevalnik bo uporabil signal 1,5 V (pridobljeno z delilnikom napetosti in 5 V, nastavljeno z 10k potenciometrom) in signal, ki ga želimo spremeniti, in bo 1,5 V položil na mišični signal, tako da nam ostane lep signal z najmanj 0 V in največ 6,5 V.

8. Nagnjeni vzporedni strižnik

Končno, kot smo že omenili, Arduino sprejema le signale z največjo amplitudo 5 V. Da bi zmanjšali največjo amplitudo našega signala, moramo odpraviti napetost nad 5 voltov. Ta Clipper nam bo to pomagal doseči.

5. korak: (Brez MyoWare) Priključite elektrode na vezje in Arduino

Elektrode, nameščene v bicepsu, so elektrode 1, 2, elektroda, ki je najbližje komolcu, pa je znana kot referenčna elektroda.

Elektrodi 1 in 2 sta priključeni na + in - vhode AD620, ni važno v katerem vrstnem redu.

Referenčna elektroda je priključena na GND.

Filtrirani signal gre neposredno na A0 pin Arduina.

** NE POZABITE POVEZATI ARDUINOV GND Z GND VEZE **

6. korak: Koda !!

Za konec še kode.

1. Prvi je frekvenčni razpon od 400 Hz do 912 Hz, odvisno od amplitude signala, pridobljenega iz bicepsa.

2. Drugi je tretja oktava lestvice C župan, odvisno od amplitude, ki jo bo izbral ton.

Frekvence lahko najdete v Wikipediji, le ignorirajte decimalke

7. korak: Končni rezultati

To so rezultati, ki jih lahko spremenite, da predvajate note, ki jih želite !!!

Naslednja faza tega projekta je vključitev nekaterih koračnih motorjev in drugih vrst aktuatorjev za igranje glasbila. In tudi vadba za močne signale.

Zdaj pa naj vaše mišice igrajo glasbo. ZABAVAJ SE!!:)