Shkrimi me EMG duke përdorur MyoWare: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Autorët:

L. Elizabeth Crawford & Dylan T. Vavra

Prezantimi:

Në këtë tutorial, ne do t'ju tregojmë se si të krijoni një sistem të thjeshtë elektromiografie në shtëpi (EMG) - me kosto prej rreth 100 dollarë - që do të ndiejë aktivizimin e muskujve nga sipërfaqja e lëkurës dhe do ta përdorë atë për të dërguar një shtypës të tastit te një kompjuter, duke anashkaluar tastierën. Ne përdorëm një MaKey MaKey klasik dhe një sensor MyoWare për ta arritur këtë, së bashku me pak kodim. Ky projekt kërkon gjithashtu disa saldime. Këshilla të dobishme për teknikën e bashkimit dhe sigurinë mund t'i gjeni këtu.

Së pari, ne do t'ju tregojmë se si ta arrini këtë duke përdorur një sensor MyoWare. Pastaj, ne do t'ju tregojmë se si të shtoni një të dytë në sistem (për qëllimet tona, ne përdorëm dy).

Shpresa jonë është që të tjerët do të jenë në gjendje të imitojnë këtë teknologji DIY EMG, ta përshtatin atë me nevojat e tyre specifike dhe ta përdorin atë për çdo numër aplikimesh interesante. Ne e përdorëm atë në laboratorin tonë të Psikologjisë Eksperimentale në Universitetin e Richmond për të përsëritur kërkimet që tregojnë se njerëzit imitojnë shprehjet e fytyrës të të tjerëve.

Hapi 1: Mblidhni materialet tuaja

Materiale:

• Kompjuter
• MaKey MaKey me kabllo USB shoqëruese (ju duhet ta bëni këtë edhe me një Arduino Leonardo, por ne nuk e kemi provuar)
• USB izolatori i energjisë (nëse nuk mbaron nga një laptop me bateri), siç është Adafruit USB Isolator - 100mA USB e izoluar me shpejtësi të ulët/të plotë (nuk është në figurë)
• Sensorë (të) MyoWare
• Elektroda (x3 për sensorin MyoWare) - ne përdorëm Elektroda CVidien Kendall të disponueshme EMG/EKG/EKG 1 "(24 mm)
• Kokat e largimit (ne përdorëm tituj në formë L)
• Tela me lidhës mashkullor në njërin skaj, femra në anën tjetër
• Saldator
• Shirit elektrik

Mjetet:

• Makine per ngjitjen e metalit
• Prerës i telave
• Ndarës me tela

Softuer:

Arduino IDE me shtesën MaKey MaKey

Hapi 2: Përgatitni Sensorin MyoWare

1. Shkëputni një grup prej tre titujve të shkëputur për bashkim në MyoWare.

2. Me sensorin MyoWare të pozicionuar me bicepin lart, futni skajin më të shkurtër të tre titujve nga poshtë në vrimat që kanë një "+" (shenjë plus ", një"-"(shenjë negative) dhe" SIG " pranë tyre. (Shih foton më lart.)

3. Ngjitini titujt në vend.

Hapi 3: Lidhni Sensorin MyoWare me MaKey MaKey

1. Zgjidhni tre tela (në mënyrë ideale me ngjyra të ndryshme), mashkull në njërin skaj, femër në anën tjetër. Gjatësia e telave që ju nevojiten varet nga sa larg dëshironi që MyoWare të jetë nga MaKey MaKey. Për të pasur MyoWare në fytyrë dhe MaKey MaKey të mbështetur në një tryezë, do t'ju duhet rreth 18 inç.

2. Vendosni se cilit funksion do t'i shërbejë teli i secilës ngjyrë. Njëra do të përdoret për energji elektrike (lidhja në lidhësin + në sensorin MyoWare), një do të përdoret për tokëzim (lidhja në - lidhësin në sensorin MyoWare), dhe e treta do të përdoret si tela sinjali (lidhja në Lidhës SIG në MyoWare). Në fotografitë e treguara në këtë udhëzues, ne përdorim ngjyrën e gjelbër për energji, kafe për tokën dhe gri për sinjal.

Hapi 4: Ngarko Skicën në MaKey MaKey

1. Instaloni Arduino IDE në kompjuterin tuaj (Tutorial këtu).

2. Instaloni shtesën MaKey MaKey për Arduino (Tutorial këtu) duke hapur preferencat tuaja Arduino (Skedari> Preferencat), duke shkuar te kutia e tekstit të URL -ve shtesë të Menaxherit të Bordit dhe duke ngjitur në:

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

3. Në Arduino IDE, klikoni skedarin, tërhiqeni poshtë për të krijuar një skicë të re. Kopjoni dhe ngjisni këtë kod në dritaren e tekstit:

/*pragjet për regjistrimin e një shtypje kyçe*/const int thresh1 = 1000;/*caktimi i hyrjeve në MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () { pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);}/*Kodi më poshtë mostron MyoWare çdo 50 ms, dërgon vlerën e tij në portën serike dhe nëse vlera është mbi pragun, dërgon një shtypje të tastit. Ju mund të merrni mostra më shpesh duke zvogëluar vonesën. Kjo do t'i bëjë vlerat më të vështira për t'u lexuar në dritaren seriale.*/Void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); Serial.println (sensor1Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin ();// /Dërgon shtypjen e shkronjës "c" Keyboard.write ('c'); // prisni 50 ms para marrjes së mostrës nga againdelay (50);} tjetër // prisni 50 ms para marrjes së mostrës nga againdelay (50);}

4. Lidhni MaKey MaKey me kompjuterin tuaj. Tërhiqeni menunë e mjeteve dhe sigurohuni që tabela e zgjedhur të jetë Arduino Leonardo ose MaKey MaKey. Tërhiqeni menunë e mjeteve në Port dhe sigurohuni që porta e zgjedhur të ketë emrin e tabelës tuaj të zgjedhur. Ngarko skicën tënde në tabelë duke klikuar shigjetën në anën e djathtë në krye të Arduino IDE.

Hapi 5: Lidhni të gjithë përbërësit tuaj së bashku

1. Lidhni telat nga sensori MyoWare në MaKey MaKey si më poshtë:

• "+" Në MyoWare shkon në folenë 5V në MaKey MaKey.
• "-" në MyoWare shkon në tokë ("tokë") në MaKey MaKey.
• "SIG" në MyoWare shkon në folenë A3 në MaKey MaKey.

2. Kapni tre elektroda në MyoWare.

3. Lidheni MaKey MaKey. Nëse përdorni një kompjuter të lidhur me një prizë, futni MaKey MaKey në një izolator të energjisë USB dhe më pas futeni atë në portën USB të kompjuterit. (Ky është një masë paraprake sigurie në mënyrë që nëse diçka shkon keq me furnizimin me energji në kompjuterin tuaj, përdoruesi nuk është i lidhur drejtpërdrejt me rrjetin elektrik. Nuk ka gjasa që të ndodhë një problem i tillë, por ne preferojmë që ju të jeni të sigurt.) Nëse përdorni një kompjuter portativ që mbaron nga një bateri (p.sh., NUK LIDHET N THE MUR) ju jeni të sigurt pa izoluesin.

4. Kontrolloni për të parë që gjithçka është ndezur. LED i kuq MaKey MaKey dhe LED jeshil MyoWare duhet të jenë të ndezur.

5. Pastroni lëkurën ku dëshironi ta lidhni MyoWare me alkool për të hequr papastërtitë dhe vajrat.

6. Qëroni mbulesën ngjitëse në elektroda dhe ngjiteni MyoWare në lëkurë. Ju dëshironi që dy elektroda që janë në MyoWare të jenë në majë të muskujve nga të cilët dëshironi të regjistroni. Elektroda e bashkangjitur në tel shërben si një krahasim dhe duhet të vendoset jashtë muskujve në një zonë që nuk do të jetë aktive kur muskujt e synuar kontraktohen.

7. Kontrolloni ngjitësin në elektroda për t'u siguruar që keni një vulë të mirë në lëkurë. Ju mund të keni nevojë të shtypni skajet e unazave ngjitëse në lëkurë për të marrë një vulë të mirë.

Hapi 6: Vendosja e Pragëve në Arduino IDE

1. Me gjithçka të lidhur dhe të ndezur, hapni monitorin serik në Arduino IDE duke klikuar në veglën e zmadhuesit në këndin e sipërm të djathtë.

2. Monitoruesi serik tani duhet të tregojë vlerat e sinjalit nga MyoWare. Ndërsa përkulni dhe relaksoni muskujt, duhet të shihni që vlerat ndryshojnë në përputhje me rrethanat. Ju gjithashtu duhet të shihni që LED i kuq në MyoWare të ndizet kur kontraktoni muskujt mjaft fort.

3. Ndërsa shikoni monitorin serik, kontraktoni muskulin me intensitete të ndryshme, duke u siguruar që të relaksoheni mes kontraktimeve në mënyrë që të ktheheni në vijën fillestare. Përcaktoni një vlerë pragu mbi të cilën dëshironi që tkurrja të prodhojë një shtypës të tastit. Vlerat më të larta do të kërkojnë një tkurrje më të fortë për të regjistruar shtypjen e tastit; vlerat më të ulëta do ta bëjnë atë më të ndjeshëm ndaj kontraktimeve të vogla por edhe më të prirur ndaj alarmeve të rreme.

4. Në skicën Arduino, ndryshoni vlerën e pragut (const int thresh1) nga 1000 në pragun e zgjedhur.

5. Mbyllni monitorin serik, ngarkoni përsëri skicën dhe filloni të shtypni me EMG. Ju mund të gjeni se ju duhet të rregulloni pragun për të marrë ndjeshmërinë aty ku dëshironi. Ju gjithashtu mund të eksperimentoni me vonesën në mënyrë që të mostrojë pak a shumë shpesh.

Hapi 7: Shijoni të përdorni sistemin tuaj të ri EMG të bërë në shtëpi

Ju mund t'i vendosni elektrodat në shumë vende në trup (për shembull, në fytyrë, siç përshkruan më lart cyborg laboratori ynë Kyle Lee).

Eksperimentoni me vendet për vendosjen e elektrodave dhe me mundësitë e shumta të asaj që mund të përdorni shtypëset e tastit për të bërë.

Gjithashtu, vazhdoni të lexoni për të mësuar se si të shtoni një sensor tjetër MyoWare në këtë sistem.

Hapi 8: Shtoni një sensor të dytë në sistemin tuaj EMG

1. Përsëriteni Hapin 2 për një sensor të dytë MyoWare.

2. Për të bashkuar sensorë të shumtë në një MaKey MaKey, do t'ju duhet një mënyrë për t'i dhënë energji secilit. Ne bëmë pak heqje teli, bashkim dhe ngjitje për të krijuar një lidhës në formë Y (shiko foton më lart), duke e ndarë daljen e vetme nga furnizimi me energji i MaKey MaKey në dy tela që lidhen me hyrjen e energjisë "+" në secilën nga dy MyoWares.

3. Lidhni lojëra elektronike "SIG" në sensorët MyoWare me lojëra elektronike të ndryshme A në anën e djathtë të MaKey MaKey (kodi që ofrojmë më poshtë supozon se jeni duke përdorur A3 dhe A4).

4. Ngarko skicën për dy sensorë:

/* kjo skicë lexon dy sinjale të sensorëve të MyoWare dhe dërgon një shtypës të tastit 'b' kur njëri shkon mbi pragun dhe 'c' kur tjetri shkon mbi pragun.* //* vendosni pragjet*/const int thresh1 = 1000; const int thresh2 = 1000;/*caktimi i inputeve në MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3; const int sensor2Pin = A4; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () {pinMode (LED, OUTPUT); Serial.filloj (9600);} lak void () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); int sensor2Val = analogRead (sensor2Pin); Serial.print (sensor1Val); Serial.print (","); Serial.println (sensor2Val); nëse (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin (); // Dërgo tastin cKeyboard.write ('c'); vonesë (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // Dërgo shtypjen e tastit bKeyboard.write ('b'); vonesë (50);} tjetër // prit 50 ms para se të marrësh mostrën nga againdelay (50);}

5. Tani të dyja leximet e muskujve duhet të jenë të dukshme në monitorin serik. Vendosni secilin prag veç e veç në skicën Arduino, ashtu si në Hapin 6, dhe pastaj ringarkoni skicën.

Tani sistemi juaj EMG do të ketë dy hyrje të ndara

Nëse ndiheni pak të egër, mund të ndiqni procedura të ngjashme për të shtuar më shumë sensorë MyoWare në sistem. Nëse ndjeni vërtet të egër, madje mund të shtoni një MaKey MaKey tjetër në sistem. Ne ju inkurajojmë të eksperimentoni me këtë dizajn.