MyoWare istifadə edərək EMG ilə yazmaq: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Müəlliflər:

L. Elizabeth Crawford və Dylan T. Vavra

Giriş:

Bu təlimatda, dərinin səthindən əzələlərin aktivləşməsini hiss edəcək və bir düyməni basmaq üçün istifadə edəcəyiniz təxminən 100 dollar dəyərində sadə bir evdə elektromiyografi (EMG) sisteminin necə yaradılacağını sizə göstərəcəyik. kompüter, klaviaturanı keçmədən. Bunu yerinə yetirmək üçün bir az kodlaşdırma ilə yanaşı klassik MaKey MaKey və MyoWare sensorundan istifadə etdik. Bu layihə də bir az lehimləmə tələb edir. Lehimləmə texnikası və təhlükəsizliyi üçün faydalı məsləhətləri burada tapa bilərsiniz.

Birincisi, bunu bir MyoWare sensoru ilə necə həyata keçirəcəyinizi sizə göstərəcəyik. Sonra, sistemə ikincisini necə əlavə edəcəyinizi göstərəcəyik (məqsədlərimiz üçün ikisini istifadə etdik).

Ümidimiz budur ki, başqaları bu DIY EMG texnologiyasını təqlid edə, xüsusi ehtiyaclarına uyğunlaşdıra və istənilən sayda maraqlı tətbiq üçün istifadə edə biləcəklər. Richmond Universitetindəki Eksperimental Psixologiya laboratoriyamızda insanların başqalarının mimikalarını təqlid etdiyini göstərən araşdırmaları təkrarlamaq üçün istifadə etdik.

Addım 1: Materiallarınızı toplayın

Materiallar:

• Kompüter
• MaKey MaKey müşayiət olunan USB kabeli ilə (bunu bir Arduino Leonardo ilə də bacarmalısınız, amma sınamadıq)
• Adafruit USB İzolatoru - 100mA İzolyasiya edilmiş Aşağı/Tam Sürətli USB (USB batareyası ilə işləyən bir dizüstü kompüter bitməsə) kimi USB Güc izolyatoru (şəkil yoxdur)
• MyoWare sensorları
• Elektrodlar (MyoWare sensoru başına x3) - Covidien Kendall birdəfəlik istifadə olunan EMG/ECG/EKG elektrodları 1 "(24 mm)
• Ayrılan başlıqlar (L şəkilli başlıqlardan istifadə etdik)
• Bir ucunda kişi konnektoru, digər ucunda dişi
• Lehim
• Elektrik lenti

Alətlər:

• Lehimleme dəmir
• Tel kəsici
• Tel ayırıcı

Proqram təminatı:

MaKey MaKey addon ilə Arduino IDE

Addım 2: MyoWare Sensorunu hazırlayın

1. MyoWare -ə lehimləmə üçün üç ayrı başlıq dəstini kəsin.

2. MyoWare sensoru bicep üzü yuxarıya doğru yerləşdirilərkən, üç başlığın qısa ucunu aşağıdan "+" (artı işarəsi, a "-" (mənfi işarəsi) və "SIG" işarəsi olan deliklərə daxil edin. onların yanında. (Yuxarıdakı şəklə baxın.)

3. Başlıqları yerində lehimləyin.

Addım 3: MyoWare Sensorunu MaKey MaKey -ə qoşun

1. Üç ucu (ideal olaraq fərqli rənglərdə) seçin, bir ucunda kişi, digər tərəfində qadın. Lazım olan tellərin uzunluğu, MyoWare -in MaKey MaKey -dən nə qədər uzaq olmasını istədiyinizdən asılıdır. MyoWare -in üzündə və MaKey MaKey -in bir masada oturması üçün təxminən 18 düymə ehtiyacınız olacaq.

2. Hər rəngin telinin hansı funksiyanı yerinə yetirəcəyinə qərar verin. Biri güc üçün (MyoWare sensorundakı + konnektora qoşulmaq üçün), biri torpaq üçün (MyoWare sensorundakı konnektora qoşulmaq üçün), üçüncüsü isə siqnal teli olaraq (cihaza qoşulmaq üçün) istifadə ediləcək. MyoWare üzərindəki SIG konnektoru). Bu təlimatda göstərilən şəkillərdə güc üçün yaşıl, torpaq üçün qəhvəyi və siqnal üçün bozdan istifadə edirik.

Addım 4: Sketch -i MaKey MaKey -ə yükləyin

1. Arduino IDE -ni kompüterinizə quraşdırın (burada təlimat).

2. Arduino seçimlərinizi (Fayl> Tercihlər) açaraq, Əlavə İdarə Heyəti URL -lərinin mətn qutusuna gedərək və yapışdıraraq Arduino üçün MaKey MaKey əlavəsini (buradakı təlimat) quraşdırın:

raw.githubusercontent.com/sparkfun/Arduino_Boards/master/IDE_Board_Manager/package_sparkfun_index.json

3. Arduino IDE -də yeni bir eskiz yaratmaq üçün faylı vurun, aşağı çəkin. Bu kodu kopyalayın və mətn pəncərəsinə yapışdırın:

/*düyməni basmağı qeyd etmək üçün eşiklər*/const int thresh1 = 1000;/*MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3 üzərində girişlərin təyin edilməsi; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () { pinMode (LED, ÇIKIŞ); Serial.begin (9600);}/*Aşağıdakı kod MyoWare -dən hər 50 ms -də nümunə götürür, dəyərini serial portuna göndərir və əgər dəyər eşikdən yuxarıdırsa, düyməni basıb göndərir. Gecikməni azaldaraq daha tez nümunə götürə bilərsiniz. Bu, dəyərləri serial pəncərəsində oxumağı çətinləşdirəcək.*/Void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); Serial.println (sensor1Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin ();/ /"C" hərfinin düyməsini basıb göndərir Keyboard.write ('c'); // againdelay (50) nümunəsi götürməzdən əvvəl 50 ms gözləyin;} başqa // againdelay (50) seçmədən əvvəl 50 ms gözləyin;}

4. MaKey MaKey -i kompüterinizə qoşun. Alətlər menyusunu aşağı çəkin və seçilmiş lövhənin Arduino Leonardo və ya MaKey MaKey olduğundan əmin olun. Alətlər menyusunu Porta çəkin və seçilmiş portun seçdiyiniz lövhənin adına malik olduğundan əmin olun. Arduino IDE -nin yuxarısındakı sağa baxan oxu tıklayaraq eskizinizi lövhəyə yükləyin.

Addım 5: Bütün komponentlərinizi bir -birinə bağlayın

1. MyoWare sensorundan MaKey MaKey -ə telləri aşağıdakı kimi bağlayın:

• MyoWare üzərindəki "+", MaKey MaKey -də 5V yuvasına gedir.
• MyoWare üzərindəki "-", MaKey MaKey üzərindəki yerə ("torpaq") gedir.
• MyoWare üzərindəki "SIG", MaKey MaKeydəki A3 yuvasına gedir.

2. MyoWare -ə üç elektrod bağlayın.

3. MaKey MaKey'i qoşun. Elektrik prizinə qoşulmuş bir kompüterdən istifadə edirsinizsə, MaKey MaKey -i USB güc izolyatoruna qoşun və sonra kompüterin USB portuna qoşun. (Bu, təhlükəsizlik tədbiridir, belə ki, kompüterinizdə enerji təchizatı ilə bağlı hər hansı bir problem olarsa, istifadəçi elektrik şəbəkəsinə birbaşa bağlı deyildir. Belə bir problemin baş verməsi ehtimalı azdır, amma təhlükəsiz olmağınızı istərdik.) Batareyası tükənən bir dizüstü kompüterdən istifadə edirsinizsə (yəni, DUVARA BAXILMADI) izolyator olmadan təhlükəsizsiniz.

4. Hər şeyin işə salındığını yoxlayın. MaKey MaKey qırmızı LED və MyoWare yaşıl LED hər ikisi də yandırılmalıdır.

5. MyoWare -ni bağlamaq istədiyiniz dərini kir və yağları çıxarmaq üçün sürtünən spirtlə təmizləyin.

6. Elektrodların üzərindəki yapışqan dəstəyi soyun və MyoWare dəriyə yapışdırın. MyoWare -də olan iki elektrodun qeyd etmək istədiyiniz əzələnin üstündə olmasını istəyirsiniz. Telə bağlanmış elektrod müqayisə funksiyasını yerinə yetirir və hədəf əzələ büzüləndə aktiv olmayacaq bir bölgəyə yerləşdirilməlidir.

7. Dəriyə yaxşı yapışdığınızdan əmin olmaq üçün elektrodların üzərindəki yapışqanı yoxlayın. Yaxşı bir möhür əldə etmək üçün yapışqan üzüklərin kənarlarını dəriyə sıxmaq lazım ola bilər.

Addım 6: Arduino IDE -də eşiklərin təyin edilməsi

1. Hər şey bağlı və işə salındıqda, sağ üst küncdəki böyüdücü şüşə alətinə tıklayaraq Arduino IDE -də serial monitoru açın.

2. Serial monitor indi MyoWare -dən gələn siqnal dəyərlərini göstərməlidir. Əzələləri əyərək rahatladıqca dəyərlərin də buna uyğun olaraq dəyişdiyini görməlisiniz. Əzələni kifayət qədər büzdüyünüz zaman MyoWare üzərindəki qırmızı LEDin də yandığını görməlisiniz.

3. Serial monitoru seyr edərkən, başlanğıc vəziyyətinə qayıtmaq üçün əzələlər arasında rahatlaşdığınızdan əmin olaraq fərqli intensivlikdə əzələləri sıxın. Daralmanın bir düymə basmasını istədiyiniz bir eşik dəyərini təyin edin. Daha yüksək dəyərlər, düyməni basmaq üçün daha güclü bir daralma tələb edəcək; aşağı dəyərlər onu kiçik daralmalara qarşı daha həssas edəcək, həm də yalan siqnallara daha meylli edəcək.

4. Arduino eskizində eşik dəyərini (const int thresh1) 1000 -dən seçdiyiniz eşikə dəyişin.

5. Serial monitoru bağlayın, eskizi yenidən yükləyin və EMG ilə yazmağa başlayın. İstədiyiniz yerdə həssaslığı əldə etmək üçün ərəfəni yenidən tənzimləməyiniz lazım ola bilər. Gecikmə ilə sınaqdan keçirə bilərsiniz ki, daha çox və ya daha az nümunə götürsün.

Addım 7: Yeni Evdə hazırlanan EMG Sistemindən İstifadə Edin

Elektrodları bədənin çox yerində yerləşdirə bilərsiniz (məsələn, laboratoriyamızdakı Cyborg Kyle Lee -nin təsvir etdiyi kimi).

Elektrodları yerləşdirmək üçün yerlərlə və düymələri basmaq üçün istifadə edə biləcəyiniz bir çox imkanlarla sınayın.

Ayrıca, bu sistemə başqa bir MyoWare sensoru əlavə etməyi öyrənmək üçün oxumağa davam edin.

Addım 8: EMG Sisteminizə İkinci Sensor əlavə edin

1. İkinci MyoWare sensoru üçün 2 -ci addımı təkrarlayın.

2. Bir MaKey MaKey -ə birdən çox sensor bağlamaq üçün hər birinə güc əldə etmək üçün bir yol lazımdır. Y şəkilli bir konnektor yaratmaq üçün bir az tel sökmə, lehimləmə və bantlama etdik (yuxarıdakı şəkilə baxın), MaKey MaKey-in enerji təchizatından çıxan tək çıxışı hər birində "+" güc girişinə qoşan iki telə böldük. iki MyoWare -dən.

3. MyoWare sensorlardakı "SIG" yuvalarını MaKey MaKey-in sağ tərəfindəki müxtəlif A yuvalarına qoşun (aşağıda təqdim etdiyimiz kod A3 və A4 istifadə etdiyinizi güman edir).

4. İki sensorun eskizini yükləyin:

/* bu eskiz iki MyoWare sensoru siqnalını oxuyur və biri eşikdən yuxarı çıxanda 'b' düyməsini, digəri isə eşikdən yuxarı çıxanda 'c' düyməsini göndərir. 1000;/*MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3; const int sensor2Pin = A4; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () {pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);} void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); int sensor2Val = analogRead (sensor2Pin); Serial.print (sensor1Val); Serial.print (","); Serial.println (sensor2Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin (); // keypress cKeyboard.write ('c') göndər; gecikmə (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // BKeyboard.write ('b'); key (50);} başqa // againdelay (50) nümunələrini götürməzdən əvvəl 50 ms gözləyin.

5. İndi hər iki əzələ oxunması serial monitorda görünməlidir. 6 -cı addımda olduğu kimi Arduino eskizində hər bir eşikləri ayrıca təyin edin və sonra eskizi yenidən yükləyin.

İndi EMG sisteminizin iki ayrı girişi olacaq

Bir az vahşi hiss etməyi öyrənsəniz, sistemə daha çox MyoWare sensoru əlavə etmək üçün oxşar prosedurlara əməl edə bilərsiniz. Həqiqətən vəhşi hiss etsəniz, sistemə başqa bir MaKey MaKey də əlavə edə bilərsiniz. Bu dizaynı sınamağı məsləhət görürük.