Tik met EMG met behulp van MyoWare: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Skrywers:

L. Elizabeth Crawford & Dylan T. Vavra

Inleiding:

In hierdie tutoriaal gaan ons u wys hoe u 'n eenvoudige elektromyografie (EMG) -stelsel by die huis kan maak - ten koste van ongeveer $ 100 - wat spieraktivering vanaf die oppervlak van die vel kan aanvoel en 'n toetsdruk na 'n rekenaar wat die sleutelbord omseil. Ons het 'n klassieke MaKey MaKey en 'n MyoWare -sensor gebruik om dit te bereik, tesame met 'n bietjie kodering. Hierdie projek verg ook soldeerwerk. Nuttige wenke vir soldeertegniek en veiligheid kan hier gevind word.

Eerstens sal ons u wys hoe u dit kan bereik met een MyoWare -sensor. Dan sal ons u wys hoe u 'n tweede een by die stelsel kan voeg (vir ons doeleindes het ons twee gebruik).

Ons hoop dat ander hierdie DIY EMG -tegnologie sal kan naboots, aanpas by hul spesifieke behoeftes en dit vir 'n aantal interessante toepassings kan gebruik. Ons het dit in ons laboratorium vir eksperimentele sielkunde aan die Universiteit van Richmond gebruik om navorsing te herhaal wat toon dat mense ander se gesigsuitdrukkings naboots.

Stap 1: Versamel u materiaal

Materiaal:

• Rekenaar
• MaKey MaKey met meegaande USB -kabel (u moet dit ook met 'n Arduino Leonardo kan doen, maar ons het dit nie probeer nie)
• USB -kragisolator (tensy 'n battery -aangedrewe skootrekenaar wegloop), soos die Adafruit USB -isolator - 100mA geïsoleerde lae/volspoed -USB (nie op die foto nie)
• MyoWare -sensor (s)
• Elektrodes (x3 per MyoWare sensor) - ons het Covidien Kendall weggooibare oppervlak EMG/ECG/EKG elektrodes 1 "(24 mm) gebruik
• Wegbreekkopskrifte (ons het L-vormige opskrifte gebruik)
• Drade met manlike aansluiting aan die een kant, vroulike aan die ander kant
• Soldeer
• Elektriese band

Gereedskap:

• Soldeerbout
• Draadsnyer
• Draadverdeler

Sagteware:

Arduino IDE met MaKey MaKey -byvoeging

Stap 2: Berei die MyoWare -sensor voor

1. Breek 'n stel van drie wegbreekopskrifte af vir soldeer aan die MyoWare.

2. Met die MyoWare-sensor geposisioneer met die bicep na bo, steek die korter punt van die drie koppe van onder in die gate met 'n "+" (plusteken ","-"(negatiewe teken) en" SIG " langs hulle. (Sien prent hierbo.)

3. Soldeer die koppe op hul plek.

Stap 3: Koppel die MyoWare -sensor aan die MaKey MaKey

1. Kies drie drade (verkieslik van verskillende kleure), manlik aan die een kant, vroulik aan die ander kant. Die lengte van die drade wat u benodig, hang af van hoe ver u wil hê dat die MyoWare van die MaKey MaKey moet wees. Om die MyoWare op die gesig te hê en die MaKey MaKey op 'n tafel te rus, benodig jy ongeveer 18 cm.

2. Besluit watter funksie die draad van elke kleur sal dien. Die een word gebruik vir krag (aansluiting by die + -aansluiting op die MyoWare -sensor), een vir die aarding (aansluiting in die - -aansluiting op die MyoWare -sensor), en die derde as die seindraad (in die SIG -aansluiting op die MyoWare). Op die foto's wat in hierdie instruksies getoon word, gebruik ons groen vir krag, bruin vir grond en grys vir sein.

Stap 4: Laai Skets op na die MaKey MaKey

1. Installeer Arduino IDE op u rekenaar (handleiding hier).

2. Installeer die MaKey MaKey -byvoeging vir Arduino (tutoriaal hier) deur u Arduino -voorkeure (lêer> voorkeure) oop te maak, na die addisionele raambestuurder -URL's -tekskassie te gaan en in te plak:

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

3. Klik in die Arduino IDE op lêer, trek af om 'n nuwe skets te skep. Kopieer en plak hierdie kode in die teksvenster:

/*drempels vir die registrasie van 'n sleuteldruk*/const int thresh1 = 1000;/*toewysing van insette op MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3;#sluit "Keyboard.h" int LED (9) in; ongeldige opstelling () { pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);}/*Die onderstaande kode neem die MyoWare elke 50 ms, stuur die waarde na die seriële poort, en as die waarde bo drempel is, stuur 'n toetsdruk. U kan meer gereeld proe deur die vertraging te verminder. Dit sal die waardes moeiliker maak om in die reeksvenster te lees.*/Void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); Serial.println (sensor1Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin ();/ /Stuur die druk van die letter "c" Keyboard.write ('c'); // wag 50 ms voordat die monster weer vertraag word (50);} anders // wag 50 ms voordat die herhaling van vertraging (50);}

4. Koppel die MaKey MaKey aan op u rekenaar. Trek die gereedskapskieslys af en maak seker dat die geselekteerde bord Arduino Leonardo of MaKey MaKey is. Trek die gereedskapskieslys na Poort en maak seker dat die geselekteerde poort die naam van u gekose bord het. Laai u skets op die bord deur op die pyltjie regs bo -aan die Arduino IDE te klik.

Stap 5: Verbind al u komponente saam

1. Koppel die drade van die MyoWare -sensor soos volg aan die MaKey MaKey:

• Die "+" op die MyoWare gaan na die 5V -gleuf op die MaKey MaKey.
• Die "-" op die MyoWare gaan na die grond ("aarde") op die MaKey MaKey.
• Die "SIG" op die MyoWare gaan na die A3 -gleuf op die MaKey MaKey.

2. Maak drie elektrodes aan die MyoWare vas.

3. Koppel die MaKey MaKey aan. As u 'n rekenaar gebruik wat aan 'n stopcontact gekoppel is, steek die MaKey MaKey in 'n USB -kragisolator en steek dit dan in die rekenaar se USB -poort. (Dit is 'n veiligheidsmaatreël, sodat as daar iets verkeerd gaan met die kragtoevoer in u rekenaar, die draer nie direk aan die elektriese netwerk gekoppel is nie. Dit is onwaarskynlik dat so 'n probleem sou voorkom, maar ons wil eerder hê dat u veilig is.) As u 'n skootrekenaar gebruik wat sonder 'n battery loop (dit wil sê: NIE IN DIE MUUR AANGEPAS NIE), is u veilig sonder die isolator.

4. Kyk of alles aangeskakel is. Die MaKey MaKey rooi LED en die MyoWare groen LED moet albei brand.

5. Maak die vel skoon waar u die MyoWare wil heg met vryfalkohol om vuil en olies te verwyder.

6. Trek die kleefsteun van die elektrodes af en heg die MyoWare aan die vel. U wil hê dat die twee elektrodes op die MyoWare bo -op die spier is waaruit u wil opneem. Die elektrode wat aan die draad geheg is, dien as 'n vergelyking en moet van die spier geplaas word in 'n gebied wat nie aktief sal wees as die teikenspier saamtrek nie.

7. Kontroleer die gom op die elektrodes om seker te maak dat u 'n goeie seël op die vel het. Miskien moet u die rande van die kleefringe in die vel druk om 'n goeie seël te kry.

Stap 6: Stel drempels in Arduino IDE

1. As alles aangeskakel en aangeskakel is, maak die seriële monitor in die Arduino IDE oop deur op die vergrootglasgereedskap in die regter boonste hoek te klik.

2. Die seriële monitor moet nou die seinwaardes van die MyoWare wys. As u die spier buig en ontspan, moet u sien dat die waardes dienooreenkomstig verander. U moet ook sien dat die rooi LED op die MyoWare brand as u die spier hard genoeg saamtrek.

3. Terwyl u na die seriële monitor kyk, trek die spier met verskillende intensiteite saam, en ontspan tussen kontraksies om terug te keer na die basislyn. Bepaal 'n drempelwaarde waarbinne u wil hê dat die inkrimping 'n sleutel druk. Hoër waardes sal 'n sterker inkrimping verg om die toetsdruk te registreer; laer waardes sal dit meer sensitief maak vir klein kontraksies, maar ook meer geneig tot vals alarms.

4. In die Arduino -skets verander die drempelwaarde (const int thresh1) van 1000 na die gekose drempel.

5. Sluit die seriële monitor, laai die skets weer op en begin tik met EMG. Miskien moet u die drempel aanpas om die sensitiwiteit te kry waar u dit wil hê. U kan ook met die vertraging eksperimenteer sodat dit min of meer gereeld voorkom.

Stap 7: Geniet die gebruik van u nuwe tuisgemaakte EMG-stelsel

U kan die elektrodes op 'n menigte plekke op die liggaam plaas (byvoorbeeld op die gesig, soos ons laboratorium Cyborg Kyle Lee hierbo beskryf).

Eksperimenteer met liggings om die elektrodes te plaas en met die vele moontlikhede wat u met die sleutelpers kan gebruik.

Lees ook verder om te leer hoe u 'n ander MyoWare -sensor by hierdie stelsel kan voeg.

Stap 8: Voeg 'n tweede sensor by u EMG -stelsel

1. Herhaal stap 2 vir 'n tweede MyoWare -sensor.

2. Om veelvuldige sensors aan een MaKey MaKey te koppel, benodig u 'n manier om krag aan elkeen te kry. Ons het 'n bietjie draadstroop, soldeer en vasgemaak om 'n Y-vormige aansluiting te skep (sien foto hierbo), en die enkele uitset van die MaKey MaKey se kragtoevoer verdeel in twee drade wat aansluit op die "+" ingang op elke van twee MyoWares.

3. Koppel die "SIG" -gleuwe op die MyoWare-sensors aan verskillende A-gleuwe aan die regterkant van die MaKey MaKey (die kode wat ons hieronder verskaf, veronderstel dat u A3 en A4 gebruik).

4. Laai die skets vir twee sensors op:

/* hierdie skets lees twee seine van die MyoWare -sensors en stuur 'b' as 'n druk bo die drempel en 'c' as die ander bo die drumpel gaan.* //* stel drempels*/const int thresh1 = 1000; const int thresh2 = 1000;/*toewysing van insette op MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3; const int sensor2Pin = A4;#sluit "Keyboard.h" int LED (9) in; leemte -opstelling () {pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);} void lus () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); int sensor2Val = analogRead (sensor2Pin); Serial.print (sensor1Val); Serial.print (","); Serial.println (sensor2Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin (); // Stuur keypress cKeyboard.write ('c'); delay (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // Stuur sleutelbord bKeyboard.write ('b'); vertraging (50);} anders // wag 50 ms voordat die monster weer vertraag word (50);}

5. Nou moet albei spierlesings in die seriële monitor sigbaar wees. Stel elke drumpel afsonderlik in die Arduino -skets, net soos in stap 6, en laai dan die skets weer.

Nou sal u EMG -stelsel twee afsonderlike insette hê

As u 'n bietjie wild voel, kan u soortgelyke prosedures volg om meer MyoWare -sensors by die stelsel te voeg. As u regtig wild voel, kan u selfs nog 'n MaKey MaKey by die stelsel voeg. Ons moedig u aan om met hierdie ontwerp te eksperimenteer.