Gépelés EMG -vel a MyoWare használatával: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Szerzői:

L. Elizabeth Crawford & Dylan T. Vavra

Bevezetés:

Ebben az oktatóanyagban megmutatjuk, hogyan lehet létrehozni egy egyszerű otthoni elektromiográfia (EMG) rendszert - körülbelül 100 dollár áron -, amely érzékeli az izomaktivációt a bőr felszínéről, és billentyűlenyomásra küldi. számítógépet, megkerülve a billentyűzetet. Ennek érdekében egy klasszikus MaKey MaKey -t és egy MyoWare szenzort használtunk, egy kis kódolással együtt. Ez a projekt némi forrasztást is igényel. Hasznos tippek a forrasztás technikájához és biztonságához itt találhatók.

Először is megmutatjuk, hogyan lehet ezt megvalósítani egy MyoWare érzékelő segítségével. Ezután megmutatjuk, hogyan adhat hozzá egy másodikat a rendszerhez (céljainkhoz kettőt használtunk).

Reméljük, hogy mások képesek lesznek utánozni ezt a DIY EMG technológiát, adaptálni sajátos igényeikhez, és felhasználni tetszőleges számú érdekes alkalmazáshoz. Ezt a Richmondi Egyetem Kísérleti Pszichológiai Laboratóriumában használtuk, hogy megismételjük a kutatásokat, amelyek azt mutatják, hogy az emberek utánozzák mások arckifejezéseit.

Lépés: Gyűjtse össze anyagait

Anyagok:

• Számítógép
• MaKey MaKey a hozzá tartozó USB -kábellel (ezt meg kell tennie egy Arduino Leonardo -val is, de még nem próbáltuk ki)
• USB tápfeszültség -leválasztó (hacsak nem elemmel működő laptopról fut le), például az Adafruit USB leválasztó - 100 mA -es, elkülönített alacsony/teljes sebességű USB (nem a képen)
• MyoWare érzékelő (k)
• Elektródák (x3 MyoWare érzékelőnként) - Covidien Kendall eldobható felületű EMG/EKG/EKG elektródákat használtunk 24 mm (1 ")
• Elszakadó fejlécek (L alakú fejléceket használtunk)
• Vezetékek, amelyek egyik végén dugaszoló csatlakozó, a másik oldalon hüvelyes csatlakozó található
• Forrasztó
• Elektromos szalag

Eszközök:

• Forrasztópáka
• Drótvágó
• Huzalosztó

Szoftver:

Arduino IDE MaKey MaKey kiegészítővel

2. lépés: Készítse elő a MyoWare érzékelőt

1. A MyoWare -hez való forrasztáshoz szakítson le három leválasztható fejlécet.

2. A MyoWare érzékelőt a bicepszel felfelé helyezve helyezze be a három fejléc rövidebb végét alulról a "+" (pluszjel, "-" (negatív előjel) és "SIG" jelű lyukakba) mellettük. (Lásd a fenti képet.)

3. Forrasztja a helyére a fejléceket.

3. lépés: Csatlakoztassa a MyoWare érzékelőt a MaKey MaKey -hez

1. Válasszon ki három vezetéket (ideális esetben különböző színűek), az egyik végükben férfi, a másikon női. A szükséges vezetékek hossza attól függ, hogy milyen távolságra szeretné a MyoWare -t a MaKey MaKey -től. Ahhoz, hogy a MyoWare az arcon legyen, és a MaKey MaKey az asztalon pihenjen, körülbelül 18 hüvelykre lesz szüksége.

2. Döntse el, hogy az egyes színek huzalja melyik funkciót tölti be. Az egyiket tápellátásra (a MyoWare érzékelő + csatlakozójába való csatlakoztatás), a földelésre (a MyoWare érzékelő - csatlakozójára való csatlakoztatás), a harmadikat jelvezetékként (a SIG csatlakozó a MyoWare -n). Az ebben az oktatóanyagban látható képeken zöldet használunk áramellátáshoz, barnát földhöz, szürkét jelzéshez.

4. lépés: Töltse fel a vázlatot a MaKey MaKey -re

1. Telepítse az Arduino IDE -t a számítógépére (bemutató itt).

2. Telepítse a MaKey MaKey kiegészítőt az Arduino számára (bemutató itt), nyissa meg az Arduino beállításait (Fájl> Beállítások), lépjen a További fórumkezelő URL -ek szövegmezőbe, és illessze be:

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

3. Az Arduino IDE -ben kattintson a fájlra, majd húzza le, hogy új vázlatot hozzon létre. Másolja ki és illessze be ezt a kódot a szövegablakba:

/*küszöbértékek a gombnyomás regisztrálásához*/const int thresh1 = 1000;/*bemenetek hozzárendelése a MaKey MaKey -hez*/const int sensor1Pin = A3; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () { pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);}/*Az alábbi kód 50 ms -onként mintavételezi a MyoWare -t, elküldi annak értékét a soros portra, és ha az érték küszöb felett van, akkor billentyűlenyomást küld. A késleltetés csökkentésével gyakrabban mintázhat. Ez megnehezíti az értékek olvasását a soros ablakban.*/Void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); Serial.println (sensor1Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin ();/ /Elküldi a "c" betű billentyűlenyomását. Keyboard.write ('c'); // várjon 50 ms -ot, mielőtt újra mintát vesz (50);} else // várjon 50 ms -ot, mielőtt újra mintát vesz (50);}

4. Csatlakoztassa a MaKey MaKey -t a számítógépéhez. Húzza le az eszközök menüt, és győződjön meg arról, hogy a kiválasztott tábla Arduino Leonardo vagy MaKey MaKey. Húzza le az Eszközök menüt a Port lehetőségre, és győződjön meg arról, hogy a kiválasztott port rendelkezik a kiválasztott kártya nevével. Töltse fel vázlatát a táblára az Arduino IDE tetején lévő jobbra mutató nyílra kattintva.

5. lépés: Csatlakoztassa össze az összes összetevőt

1. Csatlakoztassa a vezetékeket a MyoWare érzékelőből a MaKey MaKey -hez az alábbiak szerint:

• A MyoWare "+" jele a MaKey MaKey 5V -os nyílásába megy.
• A "-" a MyoWare-n a földre ("föld") megy a MaKey MaKey-n.
• A "SIG" a MyoWare -en a MaKey MaKey A3 nyílásába megy.

2. Csatlakoztasson három elektródát a MyoWare -hez.

3. Csatlakoztassa a MaKey MaKey -t. Ha egy hálózati aljzathoz csatlakoztatott számítógépet használ, csatlakoztassa a MaKey MaKey -t az USB -tápfeszültség -leválasztóhoz, majd a számítógép USB -portjához. (Ez egy biztonsági óvintézkedés, hogy ha valami baj van a számítógép tápegységével, akkor a viselője ne csatlakozzon közvetlenül az elektromos hálózathoz. Nem valószínű, hogy ilyen probléma merülne fel, de szeretnénk, ha Ön biztonságban lenne.) Ha akkumulátorral lemerült laptopot használ (pl. NEM A FALBA DUGATT), akkor biztonságban van a leválasztó nélkül.

4. Ellenőrizze, hogy minden be van -e kapcsolva. A MaKey MaKey piros LED -nek és a MyoWare zöld LED -nek egyaránt világítania kell.

5. A szennyeződések és olajok eltávolítása érdekében dörzsölő alkohollal tisztítsa meg a bőrt a MyoWare rögzítéséhez.

6. Húzza le a ragasztó hátlapot az elektródákról, és rögzítse a MyoWare -t a bőrhöz. Azt szeretné, hogy a MyoWare -en található két elektróda azon az izom tetején legyen, amelyről rögzíteni szeretne. A huzalhoz rögzített elektróda összehasonlításként szolgál, és el kell helyezni az izomtól olyan területen, amely nem lesz aktív, amikor a célizom összehúzódik.

7. Ellenőrizze a ragasztót az elektródákon, hogy megbizonyosodjon arról, hogy jól zárja -e a bőrt. A jó tömítés érdekében előfordulhat, hogy a ragasztógyűrűk széleit a bőrbe kell nyomni.

6. lépés: A küszöbértékek beállítása Arduino IDE -ben

1. Ha minden csatlakoztatva és be van kapcsolva, nyissa meg a soros monitort az Arduino IDE -ben, kattintson a nagyító eszközre a jobb felső sarokban.

2. A soros monitornak most meg kell jelenítenie a MyoWare jelértékeit. Ha megfeszíti és ellazítja az izomzatot, látnia kell, hogy az értékek ennek megfelelően változnak. Azt is látnia kell, hogy a MyoWare piros LED -je kigyullad, amikor elég erősen összehúzza az izomzatot.

3. A soros monitor nézése közben húzza össze az izomzatot különböző intenzitásokkal, ügyelve arra, hogy az összehúzódások között lazítson, hogy visszatérjen az alapállapothoz. Határozzon meg egy küszöbértéket, amely felett szeretné, hogy az összehúzódás gombnyomást eredményezzen. A magasabb értékek erősebb összehúzódást igényelnek a gombnyomás regisztrálásához; az alacsonyabb értékek érzékenyebbé teszik a kis összehúzódásokat, de hajlamosabbak a téves riasztásokra.

4. Az Arduino vázlatban módosítsa a küszöbértéket (const int thresh1) 1000 -ről a választott küszöbértékre.

5. Zárja be a soros monitort, töltse fel újra a vázlatot, és kezdjen el gépelni az EMG segítségével. Előfordulhat, hogy újra be kell állítania a küszöböt, hogy elérje az érzékenységet a kívánt helyen. Kísérletezhet a késleltetéssel is, hogy többé -kevésbé gyakran mintázzon.

7. lépés: Élvezze az új, házilag készített EMG-rendszer használatát

Az elektródákat számos helyen elhelyezheti a testen (például az arcon, ahogy a laboratóriumi kiborgunk, Kyle Lee ábrázolja fent).

Kísérletezzen az elektródák elhelyezésének helyszíneivel és a billentyűlenyomásokkal kapcsolatos számos lehetőséggel.

Továbbá olvassa tovább, hogy megtudja, hogyan adhat hozzá egy másik MyoWare érzékelőt ehhez a rendszerhez.

8. lépés: Második érzékelő hozzáadása az EMG -rendszerhez

1. Ismételje meg a 2. lépést egy második MyoWare érzékelőhöz.

2. Ha több érzékelőt szeretne csatlakoztatni egy MaKey MaKey -hez, szüksége lesz arra, hogy áramot kapjon mindegyikhez. Végeztünk egy kis huzalcsupaszítást, forrasztást és szalagozást, hogy Y alakú csatlakozót hozzunk létre (lásd a fenti képet), a MaKey MaKey tápegységének egyetlen kimenetét két vezetékre osztva, amelyek mindegyiken a "+" tápbemenethez csatlakoznak két MyoWares -ből.

3. Csatlakoztassa a MyoWare érzékelők "SIG" foglalatait a MaKey MaKey jobb oldalán található különböző A-nyílásokhoz (az alább megadott kód feltételezi, hogy az A3 és az A4 formátumot használja).

4. Töltse fel a vázlatot két érzékelőhöz:

/* ez a vázlat két MyoWare érzékelő jelet olvas be, és a "b" billentyű lenyomását küldi, amikor az egyik a küszöbértéket meghaladja, és a "c" gombot, amikor a másik túllépi a küszöböt.* //* küszöbértékek beállítása*/const int thresh1 = 1000; const int thresh2 = 1000;/*bemenetek hozzárendelése a MaKey MaKey -hez*/const int sensor1Pin = A3; const int sensor2Pin = A4; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () {pinMode (LED, OUTPUT); Soros.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'); delay (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // Billentyűzetbillentyű küldése

5. Most mindkét izomértéknek láthatónak kell lennie a soros monitoron. Állítsa be az egyes küszöbértékeket külön az Arduino vázlatban, ugyanúgy, mint a 6. lépésben, majd töltse be újra a vázlatot.

Most az EMG rendszerének két külön bemenete lesz

Ha kissé vadnak érzi magát, hasonló eljárásokat követve további MyoWare érzékelőket adhat a rendszerhez. Ha igazán vadnak érzi magát, még egy MaKey MaKey -t is hozzáadhat a rendszerhez. Javasoljuk, hogy kísérletezzen ezzel a kialakítással.