Muscle MIDI Music yaradın!: 7 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Sinir sisteminizin bir hərəkət etməsi lazım olduğu zaman, əzələlərinizi idarə etmək üçün neyronlar vasitəsilə kiçik elektrik siqnalları göndərir. Elektromiyografi (EMG) texnikası, bu elektrik siqnallarını gücləndirməyə və ölçməyə imkan verir. Müxtəlif nevroloji xəstəliklərin diaqnozu üçün faydalı bir klinik vasitə olmaqla yanaşı, protez cihazlarını idarə etmək üçün EMG qeydləri son zamanlarda istifadə edilmişdir.

EMG gücləndirmə və qeyd etmə üsulları ilə daha yaxından tanış olmaq ümidi ilə fərqli bir cihaz üçün nəzarət siqnalı olaraq istifadə edə biləcəyim bir EMG gücləndiricisini qurmağın əyləncəli olacağını düşündüm. Protez qolu idarə etmək əvəzinə, maraqlarımı musiqiyə daxil etmək qərarına gəldim və MIDI cihazını idarə etmək üçün EMG siqnallarından istifadə etdim. MIDI, Musiqili Alətlərin Rəqəmsal İnterfeysini ifadə edir və elektron siqnalların göndərilməsi və qəbulu üçün standart protokoldur.

Ümumi məlumat

Bu Təlimata bir dövrə taxmaq, bir neçə telin lehimlənməsi, Arduino proqramlaşdırması və MIDI cihazı ilə əlaqə qurmaq daxildir. Bu zəruri məlumatlara malik deyilsinizsə, aşağıdakı siniflərdən / Təlimatlardan bəzilərini yoxlamağı məsləhət görürəm:

Dövrlər

Arduino

MIDI

Təhlükəsizlik Qeyd

Bu layihə özünü elektrik dövrəsinə bağlamağı nəzərdə tutur. Bütün lazımi təhlükəsizlik tədbirlərini alın. Delsys -dən olan bu sənəddə elektrik təhlükəsizliyi ilə əlaqədar bir bölmə və ümumiyyətlə EMG texnikasının faydalı təsviri var. Dövrümüzü iki 9V batareyadan söndürəcəyik; heç bir halda dövrəniz (xüsusən də ona qoşulduğunuzda) divardan AC gücünə qoşulmamalıdır.

Addım 1: Layihəyə Baxış və Parça siyahısı

Layihəmiz üç əsas komponentdən ibarətdir:

1.) EMG gücləndiricisi, 2.) Arduino və 3.) MIDI cihazı.

1. EMG gücləndiricisini çörək taxtası üzərində quracağıq. EMG gücləndiricisinin arxasındakı elmə daha yaxından baxmaq və özünüzün necə qurulacağına dair daha ətraflı addımlarla maraqlanırsınızsa, EMG audio gücləndiricim Instructable-a baxın.
2. Arduino'yu EMG gücləndiricisini işlədən 9V batareyalardan istifadə edəcəyik. Arduino ilə işlərin çoxu proqram tərəfində olacaq.
3. MIDI cihazım olaraq Garageband işləyən bir iPhone istifadə etdim. Arduino standart bir MIDI kabeli üzərindən standart MIDI siqnalları göndərəcək, buna görə də hər hansı bir MIDI cihazı iPhone yerinə işləməlidir.

Hissələri

• (2x) LT1167 (alət gücləndiricisi)
• (2x) LT1112 (və ya hər hansı bir cüt op-amp çipi)
• (1x) LM386N (səs gücləndirici)
• (5x) Səthi EMG elektrodları (bir əzələ üçün ikisi və bir istinad üçün) (Amazon)
• Arduino Uno (Amazon)

• iPhone (və ya hər hansı bir MIDI cihazı)

  MIDI - iPhone adapter kabeli (iPhone istifadə edirsinizsə) (Amazon)

• Müxtəlif rezistorlar, kondansatörlər və keçid telləri
• Çörək paneli (Amazon)
• (2x) 9V batareya

Alətlər

• Lehimləmə dəmiri (Amazon)
• Tel çıxarıcılar
• İstilik büzücü borular
• Elektrik lenti

Addım 2: EMG Gücləndiricisini yığın

EMG gücləndiricisinin necə qurulacağına dair daha ətraflı bir dərs üçün, EMG audio amp Instructable -a baxın.

İki EMG kanalını gücləndirə biləcək bir EMG gücləndiricisi quracağıq. Hər bir kanal üçün bir LT1167 cihaz gücləndiricisindən istifadə edəcəyik. LT1167 məlumat cədvəlində, bu addımda izləyəcəyimiz "Sinir İmpuls Gücləndiricisi" üçün bir sxem var.

Dövrəni yığın

Çörək taxtasında, yuxarıda göstərilən sinir impuls gücləndiricisinin iki nüsxəsini yığın. Qurduğum dövrə şəkilləri sizi son məqsədə doğru istiqamətləndirməlidir. Səs-küyü azaltmaq üçün hər gücləndiricimin çıxışına passiv 1-ci dərəcəli aşağı keçid filtrləri əlavə etdim. Onları dövrənizə əlavə etmək istəyirsinizsə, təxminən 2.000 Hz kəsmə tezliyi üçün 0.047 μF kondansatörlü 1 kΩ rezistor istifadə etdim.

Güc

İki 9V batareyanın dövrəsini söndürəcəyik. LT1167 +V və -V -yə ehtiyac duyur (çünki EMG mənbə siqnalının həm müsbət, həm də mənfi dəyərləri var), buna görə +V batareyasındakı mənfi pimi -V batareyanın artı pininə bağlayacağıq. -V batareyasındakı mənfi pin -V dəyərinə çevrilir. İki 9V batareya istifadə edərkən +V və -V sırasıyla +9 və -9 volt bərabərdir.

Növbəti addım elektrodun yerləşdirilməsini daha ətraflı əhatə edir. Referans elektrod, alət amperlərindən birinin 1 -ci pininə, əzələ elektrod cütləri isə cihaz gücləndiricilərindəki 2 və 3 -cü pinlərə bağlanır. Elektrodların +/- istiqamətinin heç bir əhəmiyyəti yoxdur.

Qeyd: Dövrünüz işləmirsə, yəqin ki, səhv bir şey etdiniz! Bir dövrədə bir səhv tapmaq üçün yaxşı bir üsul, çörək taxtanızda yığdığınız dövrənin sxemini çıxarmaq və orijinal sxemlə müqayisə etməkdir. Bu müddətdə bir səhv tapa bilərsiniz (bir çox dəfə etdiyim kimi).

Addım 3: Elektrodları hazırlayın

Yuxarıda qeyd etdiyim kimi, bu layihə üçün cəmi beş elektroda ehtiyacımız olacaq. EMG qeydləri, diferensial gücləndirici ilə aparılır, yəni əzələ üzərində iki istinad nöqtəsi arasındakı fərqi gücləndiririk. Bu o deməkdir ki, hər əzələ üçün iki elektrod lazımdır. Əlavə olaraq, əzələ fəaliyyətinin ölçülməsi üçün tək bir arayışa ehtiyacımız var. Amazonda satılan bəzi səth EMG elektrodlarına bir keçid. Elektrodun dəqiq növü bizim məqsədlərimiz üçün o qədər də vacib deyil.

Yuxarıdakı şəkildə göstərdiyim kimi, hər bir qolun daxili kənarına, əzələnin uzunluğuna paralel olaraq və təxminən 2 sm ayrılmış iki elektrod qoyun. Referans elektrodunu dirsəklərinizin birinin sümük hissəsinə, əzələlərdəki elektrodlardan uzaq qoyun.

Bükülmüş tel cütləri

Elektrod cütlərinizdəki telləri yuxarıda göstərildiyi kimi bükmək də lazımdır. Ətrafınızdakı qarışıqlığı təmizləməyə əlavə olaraq, bükülmüş tel cütləri elektrodlar tərəfindən alınan elektrik səs -küyünü azaltmağa kömək edir. Tellərin mövqeyini irəli -geri dəyişdirərək, hər hansı bir xarici elektromaqnit müdaxiləsi (məsələn, şəbəkədən 60 Hz) tellərə bərabər miqdarda təsir edəcək. Diferensial gücləndirici bu ümumi səs -küy siqnalını aradan qaldıracaq.

Addım 4: Səs Gücləndiricisi (isteğe bağlı)

Xam EMG siqnalını (heç bir MIDI olmadan) dinləmək istəyirsinizsə, EMG dövrənizə bir səs gücləndiricisi əlavə edə bilərsiniz. Yuxarıda göstərilən dövrə yığmaq üçün LM386N səs gücləndirici çipi və lazımi rezistorlar və kondansatörlərdən istifadə edin. Yuxarıdakı video, xam (yaxşı ki, dövrədə bəzi filtrlər var, amma əsasən xamdır) EMG siqnalının nə kimi səsləndiyini göstərir.

MIDI siqnallarını işə salmaq üçün bu addım lazım olmasa da, cəhd etməyi məsləhət görürəm. EMG siqnalını dinləmək sisteminizin problemlərini həll etmək və ayıklamaq üçün çox faydalı bir üsul ola bilər. Məsələn, elektrik şəbəkəsindən güclü 60 Hz müdaxiləsi varsa, Arduino ilə siqnal seçərkən onu aşkar edə biləcəyinizdən daha asan eşidə biləcəksiniz.

Videomdakı səs bir az kəsilir, amma təmiz bir EMG siqnalının necə səslənməsinin olduqca layiqli bir nümunəsidir.

Addım 5: MIDI Komponentlərini hazırlayın

MIDI siqnalını Arduinodan MIDI cihazına göndərmək üçün qadın MIDI yuvalarından birini lehimləməliyik. Arduino'da MIDI qurmaqla bağlı daha ətraflı bir dərs üçün ilk Təlimatımı yoxlamalısınız.

İşdə addımlar:

1. MIDI konnektorunun 4 pininə 220 düymlük bir rezistoru lehimləyin.
2. Rezistordan 10 sm uzunluğunda bir teli Arduino üzərindəki Tx konnektoruna lehimləyin.
3. 2 -ci pin üçün 10 sm uzunluğunda bir teli lehimləyin və Arduino'ya yerə bağlayın.
4. 5 -ci pin üçün 10 sm uzunluğunda bir tel lehimləyin və Arduino -da 5V -ə qoşun.

EMG gücləndiricisini yığdıqdan və MIDI -ni iPhone kabelinə hazırladıqdan sonra, cihaz gücləndiricilərinin çıxışlarını Arduino üzərindəki A4 və A5 pinlərinə göndərmək üçün iki keçid teli istifadə edin.

Addım 6: Arduino Kodunu yazın

Arduino kodu üçün əsas boru kəməri aşağıdakı kimidir:

1. Hər iki EMG kanalı üçün əsas səs -küy səviyyəsini ölçün
2. Hər EMG kanalının gərginliyini ölçərək davamlı olaraq döngə edin
3. Qeyd intensivliyinə nəzarət edən EMG kanalı həddi keçərsə, MIDI qeydini işə salın
4. Notun sahəsini modulyasiya etmək üçün digər EMG kanalından gələn siqnaldan istifadə edin

EMG siqnallarını emal etmək üçün öz Arduino kodunuzu yazmağa çalışmanızı tövsiyə edirəm. Əminəm ki, birlikdə tikdiyimdən daha yaxşı bir idarəetmə sxemi var! Kodumla başlamaq istəyirsinizsə, buradan yükləməkdən çekinmeyin. Layihə üzərində işləyərkən kodumun müxtəlif yinelemələrini görmək üçün GitHub depomuzu yoxlaya bilərsiniz.

Addım 7: Hamısını bir araya gətirin

Hər şey plana uyğun getmişsə, MIDI cihazınızı öz əzələlərinizdən gələn siqnaldan istifadə edərək idarə edə bilməlisiniz. Olduqca həyəcanlı! Layihə işlədikdən sonra fərqli idarəetmə sxemləri ilə oynaya və fərqli MIDI səslərini araşdıra bilərsiniz.

Öz EMG nəzarətli MIDI cihazlarınızdan birini etməyə çalışsanız mənə bildirin! Necə getdiyini eşitmək istərdim və yol boyu ortaya çıxan suallara kömək etməkdən məmnun olaram. Uğurlar!

Sensorlar Müsabiqəsində 2017 -ci ilin ikinci mükafatı