Bëni Muscle MIDI Music !: 7 hapa (me fotografi)

Përmbajtje:

Hapi 1: Pasqyra e Projektit dhe Lista e Pjesëve
Hapi 2: Montoni Amplifikatorin EMG
Hapi 3: Përgatitni Elektrodat
Hapi 4: Përforcuesi audio (opsional)
Hapi 5: Përgatitni Përbërësit MIDI
Hapi 6: Shkruani Kodin Arduino
Hapi 7: Vendosini të gjitha së bashku

2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-13 06:58

Sa herë që sistemi juaj nervor ka nevojë të bëjë një lëvizje, ai dërgon sinjale të vogla elektrike përmes neuroneve për të kontrolluar muskujt tuaj. Teknika e elektromiografisë (EMG) na lejon të amplifikojmë dhe matim këto sinjale elektrike. Përveç të qenit një mjet klinik i dobishëm për diagnostikimin e çrregullimeve të ndryshme neurologjike, regjistrimet e EMG janë përdorur kohët e fundit për të kontrolluar pajisjet protetike.

Me shpresën për t'u njohur më shumë me teknikat e amplifikimit dhe regjistrimit EMG, mendova se do të ishte kënaqësi të ndërtoja një përforcues EMG që më pas mund ta përdorja si një sinjal kontrolli për një pajisje tjetër. Në vend që të kontrolloja një krah protetik, vendosa të përfshija interesat e mia në muzikë dhe përdorja sinjalet EMG për të kontrolluar një pajisje MIDI. MIDI qëndron për Musical Instrument Digital Interface, dhe është protokolli standard për dërgimin dhe marrjen e sinjaleve muzikore në mënyrë elektronike.

Njohuri mbi sfondin

Ky Udhëzues përfshin ngrënien e një qarku, lidhjen e disa telave, programimin e një Arduino dhe ndërlidhjen me një pajisje MIDI. Nëse nuk e keni këtë sfond të nevojshëm, ju rekomandoj të shikoni disa nga klasat / udhëzimet më poshtë:

Qarqet

Arduino

MIDI

Shënim sigurie

Ky projekt përfshin lidhjen me një qark elektrik. Merrni të gjitha masat e nevojshme të sigurisë. Ky punim nga Delsys ka një seksion mbi sigurinë elektrike, si dhe një përshkrim të dobishëm të teknikave të EMG në përgjithësi. Ne do të fikim qarkun nga dy bateri 9V; në asnjë moment qarku juaj (veçanërisht kur jeni i lidhur gjithashtu me të) nuk duhet të lidhet me energjinë AC nga muri.

Hapi 1: Pasqyra e Projektit dhe Lista e Pjesëve

Projekti ynë përbëhet nga tre komponentë kryesorë:

Përforcuesi 1.) EMG, 2.) Arduino, dhe 3.) pajisja MIDI.

Ne do të ndërtojmë përforcuesin EMG në një dërrasë buke. Nëse jeni të interesuar për një vështrim më të thelluar të shkencës që qëndron pas amplifikatorit EMG dhe hapa më të detajuar se si të krijoni tuajin, shikoni përforcuesin tim audio EMG Instructable.
Ne do ta furnizojmë Arduino nga të njëjtat bateri 9V që fuqizojnë amplifikatorin EMG. Shumica e punës me Arduino do të jetë në anën e softuerit.
Kam përdorur një iPhone që përdor Garageband si pajisjen time MIDI. Arduino do të dërgojë sinjale standarde MIDI mbi një kabllo standarde MIDI, kështu që çdo pajisje MIDI duhet të funksionojë në vend të iPhone.

Pjesët

(2x) LT1167 (përforcues instrumentesh)
(2x) LT1112 (ose ndonjë çip i dyfishtë op-amp)
(1x) LM386N (përforcues audio)
(5x) Elektroda sipërfaqësore EMG (dy për muskul dhe një për referencë) (Amazon)
Arduino Uno (Amazon)
iPhone (ose ndonjë pajisje MIDI)

Kabllo përshtatës MIDI në iPhone (nëse përdorni një iPhone) (Amazon)
Rezistorë të ndryshëm, kondensatorë dhe tela kërcyes
Breadboard (Amazon)
(2x) bateri 9V

Mjetet

Hekuri i saldimit (Amazon)
Zhveshëset e telave
Tub i tkurrjes së nxehtësisë
Shirit elektrik

Hapi 2: Montoni Amplifikatorin EMG

Për një mësim më të plotë se si të ndërtoni amplifikatorin EMG, shikoni amp -in tim audio EMG Instructable.

Ne do të ndërtojmë një përforcues EMG të aftë për të përforcuar dy kanale EMG. Ne do të përdorim një përforcues instrumentesh LT1167 për kanal. Fleta e të dhënave LT1167 përmban një skemë për një "Përforcues të Impulsit Nervor", të cilin do ta ndjekim në këtë hap.

Mblidhni qarkun

Në tabelën e bukës, mblidhni dy kopje të amplifikatorit të impulsit nervor të treguar më sipër. Fotografitë e qarkut tim të mbledhur duhet t'ju ndihmojnë të drejtoheni drejt qëllimit përfundimtar. Shtova filtra pasivë të rendit të parë me kalim të ulët në daljen e secilit përforcues tim për të ndihmuar në zvogëlimin e zhurmës. Nëse dëshironi t'i shtoni ato në qarkun tuaj, kam përdorur një rezistencë 1 kΩ me një kondensator 0.047 μF për një frekuencë ndërprerjeje prej afërsisht 2, 000 Hz.

Fuqia

Ne do të fikim qarkun nga dy bateri 9V. LT1167 ka nevojë për një +V dhe -V (sepse sinjali i burimit EMG ka vlera pozitive dhe negative), kështu që ne do të lidhim pinin minus në baterinë +V me pin plus në baterinë -V. Kunja minus në baterinë -V bëhet vlera -V. Kur përdorni dy bateri 9V, do të përfundoni me +V dhe -V të barabartë me +9 dhe -9 volt respektivisht.

Hapi tjetër mbulon vendosjen e elektrodës në më shumë detaje. Elektroda e referencës futet në kunjin 1 të njërit prej ampereve të instrumenteve, dhe çiftet e elektrodave të muskujve futen në kunjat 2 dhe 3 në amperët e instrumenteve. Orientimi +/- i elektrodave nuk ka rëndësi.

Shënim: Nëse qarku juaj nuk funksionon, me siguri keni bërë diçka të gabuar! Një teknikë e mirë për të gjetur një gabim në një qark është të nxjerrësh skemën për qarkun që keni mbledhur në të vërtetë në tryezën tuaj dhe ta krahasoni atë me skemën origjinale. Në atë proces mund të gjeni një gabim (siç kam bërë shumë herë).

Hapi 3: Përgatitni Elektrodat

Siç e përmenda më lart, do të na duhen gjithsej pesë elektroda për këtë projekt. Regjistrimet EMG kryhen me një përforcues diferencial, që do të thotë se ne po përforcojmë ndryshimin midis dy pikave të referencës në muskul. Kjo do të thotë që do të na duhen dy elektroda për muskul. Për më tepër, ne kemi nevojë për një referencë të vetme që aktiviteti i muskujve të matet në lidhje me. Këtu është një lidhje me disa elektroda sipërfaqësore EMG të shitura në Amazon. Lloji i saktë i elektrodës nuk është shumë i rëndësishëm për qëllimet tona.

Siç kam treguar në foton më lart, vendosni dy elektroda në skajin e brendshëm të secilit parakrah, paralel me gjatësinë e muskulit dhe të ndara me rreth 2 cm. Vendoseni elektrodën referuese në pjesën kockore të njërit prej bërrylave tuaj, larg elektrodave në muskuj.

Çiftet e telave të përdredhur

Ju gjithashtu do të dëshironi të ktheni telat në çiftet tuaja të elektrodave siç tregohet më sipër. Përveç pastrimit të rrëmujës rreth qarkut tuaj, çiftet e telave të përdredhur ndihmojnë në zvogëlimin e zhurmës elektrike të kapur nga elektrodat. Duke alternuar pozicionin e telave mbrapa dhe me radhë, çdo ndërhyrje elektromagnetike e jashtme (p.sh. 60 Hz nga rrjeti) do të ndikojë telat në një sasi të barabartë. Përforcuesi diferencial më pas do të heqë këtë sinjal të zakonshëm të zhurmës.

Hapi 4: Përforcuesi audio (opsional)

Nëse jeni të interesuar të dëgjoni sinjalin e papërpunuar EMG (pa asnjë MIDI) mund të shtoni një përforcues audio në qarkun tuaj EMG. Përdorni një çip përforcues audio LM386N dhe rezistorët dhe kondensatorët e nevojshëm për të montuar qarkun e treguar më sipër. Video e mësipërme tregon se çfarë sinjali të papërpunuar (mirë, ka disa filtra në qark, por është kryesisht i papërpunuar) tingëllon si.

Ndërsa ky hap nuk është i nevojshëm për të shkaktuar sinjalet MIDI, unë sugjeroj që ta provoni. Dëgjimi i sinjalit EMG mund të jetë një teknikë shumë e dobishme për zgjidhjen e problemeve dhe korrigjimin e sistemit tuaj. Për shembull, nëse ka një ndërhyrje të fortë 60 Hz nga energjia elektrike, do të jeni në gjendje ta dëgjoni atë shumë më lehtë sesa do të ishit në gjendje ta zbuloni kur merrni mostrën e sinjalit me Arduino tuaj.

Audio në videon time është duke u prerë pak, por është një shembull mjaft i mirë i asaj se si duhet të tingëllojë një sinjal i pastër EMG.

Hapi 5: Përgatitni Përbërësit MIDI

Në mënyrë që të dërgojmë sinjal MIDI nga Arduino në pajisjen MIDI, ne duhet të lidhim një nga prizat femra MIDI. Ju duhet të shikoni Instructable -in tim të parë për një tutorial më të plotë mbi vendosjen e MIDI në Arduino.

Këtu janë hapat:

Lidhni një rezistencë 220 Ω në kunjin 4 të lidhësit MIDI.
Bashkoni një tel 10 cm nga rezistenca në lidhësin Tx në Arduino.
Bashkoni një tel të gjatë 10 cm në kunjin 2 dhe lidheni atë me tokën në Arduino.
Lidhni një tel të gjatë 10 cm në kapësen 5 dhe lidheni atë me 5V në Arduino.

Pasi të keni montuar amplifikatorin EMG dhe të keni përgatitur kabllon MIDI në iPhone, përdorni dy tela kërcyes për të dërguar daljet e amplifikatorëve të instrumenteve në kunjat A4 dhe A5 në Arduino.

Hapi 6: Shkruani Kodin Arduino

Tubacioni bazë për kodin Arduino është si më poshtë:

Matni nivelin bazë të zhurmës për të dy kanalet EMG
Lakoni vazhdimisht, duke matur tensionin e secilit kanal EMG
Nëse kanali EMG që kontrollon intensitetin e shënimit kalon pragun, aktivizoni një shënim MIDI
Përdorni sinjalin nga kanali tjetër EMG për të moduluar lartësinë e notës

Unë ju inkurajoj që të provoni të shkruani kodin tuaj Arduino për të përpunuar sinjalet EMG. Unë e di me siguri se ka një skemë më të mirë kontrolli atje sesa ajo që kam bërë me kalldrëm së bashku! Nëse dëshironi të filloni me kodin tim, mos ngurroni ta shkarkoni këtu. Ju mund të shikoni depozitën time GitHub për të parë përsëritjet e ndryshme të kodit tim ndërsa unë isha duke punuar në projekt.

Hapi 7: Vendosini të gjitha së bashku

Nëse gjithçka ka shkuar sipas planit, duhet të jeni në gjendje të kontrolloni pajisjen tuaj MIDI duke përdorur sinjalin nga muskujt tuaj. Mjaft emocionuese! Pasi të keni punuar projektin, mund të luani me skema të ndryshme kontrolli dhe të eksploroni tinguj të ndryshëm MIDI.

Më tregoni nëse përpiqeni të bëni një nga pajisjet tuaja MIDI të kontrolluara nga EMG! Do të më pëlqente të dëgjoja se si shkon dhe do të isha i lumtur të ndihmoja me çdo pyetje që do të dalë gjatë rrugës. Paç fat!