Kucanje pomoću EMG -a pomoću MyoWare -a: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Autori:

L. Elizabeth Crawford & Dylan T. Vavra

Uvod:

U ovom tutorijalu pokazat ćemo vam kako stvoriti jednostavan sistem za elektromiografiju (EMG) kod kuće - po cijeni od oko 100 USD - koji će osjetiti aktivaciju mišića s površine kože i upotrijebiti ga za slanje pritiska na tipku računara, zaobilazeći tastaturu. Koristili smo klasični MaKey MaKey i MyoWare senzor da to postignemo, uz malo kodiranja. Ovaj projekt također zahtijeva malo lemljenja. Korisne savjete o tehnici lemljenja i sigurnosti možete pronaći ovdje.

Prvo ćemo vam pokazati kako to postići pomoću jednog MyoWare senzora. Zatim ćemo vam pokazati kako dodati drugu u sistem (za naše potrebe koristili smo dvije).

Nadamo se da će drugi moći oponašati ovu DIY EMG tehnologiju, prilagoditi je svojim specifičnim potrebama i koristiti je za bilo koji broj zanimljivih aplikacija. Koristili smo ga u našoj laboratoriji za eksperimentalnu psihologiju na Univerzitetu u Richmondu da ponovimo istraživanje koje pokazuje da ljudi oponašaju izraze lica drugih ljudi.

Korak 1: Prikupite materijale

Materijali:

• Computer
• MaKey MaKey s pripadajućim USB kabelom (trebali biste to moći učiniti i s Arduino Leonardom, ali nismo probali)
• USB izolator napajanja (osim ako ne radi na prijenosnom računaru s baterijskim napajanjem), kao što je Adafruit USB izolator - 100mA izoliran USB niske ili pune brzine (nije na slici)
• MyoWare senzori
• Elektrode (x3 po MyoWare senzoru) - koristili smo Covidien Kendall elektrode za jednokratnu upotrebu EMG/EKG/EKG 1 "(24 mm)
• Odlomljena zaglavlja (koristili smo zaglavlja u obliku slova L)
• Žice s muškim konektorom na jednom kraju, ženskim na drugom
• Solder
• Električna traka

Alati:

• Lemilica
• Rezač žice
• Razdjelnik žice

Softver:

Arduino IDE sa dodatkom MaKey MaKey

Korak 2: Pripremite MyoWare senzor

1. Odlomite set od tri odvojna zaglavlja za lemljenje na MyoWare.

2. S MyoWare senzorom postavljenim bicepsom prema gore, umetnite kraći kraj tri zaglavlja odozdo u rupe koje imaju "+" (znak plus ","-"(negativan znak) i" SIG ") pored njih. (Pogledajte gornju sliku.)

3. Lemite zaglavlja na mjestu.

Korak 3: Spojite MyoWare senzor na MaKey MaKey

1. Odaberite tri žice (idealno različitih boja), muške na jednom kraju, ženske na drugom. Dužina žica koja vam je potrebna ovisi o tome koliko želite da MyoWare bude udaljen od MaKey MaKeyja. Da biste MyoWare imali na licu, a MaKey MaKey počivao na stolu, trebat će vam oko 18 inča.

2. Odlučite kojoj će funkciji služiti žica svake boje. Jedan će se koristiti za napajanje (uključivanje u + konektor na MyoWare senzoru), jedan će se koristiti za uzemljenje (uključivanje u - konektor na MyoWare senzoru), a treći će se koristiti kao signalna žica (priključivanje u SIG konektor na MyoWare -u). Na slikama prikazanim u ovom uputstvu koristimo zelenu za napajanje, smeđu za uzemljenje i sivu za signal.

Korak 4: Otpremite skicu na MaKey MaKey

1. Instalirajte Arduino IDE na svoje računalo (Vodič ovdje).

2. Instalirajte dodatak MaKey MaKey za Arduino (Vodič ovdje) tako što ćete otvoriti svoje postavke za Arduino (Datoteka> Postavke), otići u tekstualni okvir Dodatni URL -ovi upravitelja ploče i zalijepiti u:

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

3. U Arduino IDE -u kliknite datoteku, povucite prema dolje da biste stvorili novu skicu. Kopirajte i zalijepite ovaj kôd u tekstualni prozor:

/*pragovi za registraciju pritiska tipke*/const int thresh1 = 1000;/*dodjela ulaza na MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3; #include "Keyboard.h" int LED (9); void setup () { pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);}/*Donji kod uzorkuje MyoWare svakih 50 ms, šalje njegovu vrijednost na serijski port, a ako je vrijednost iznad praga, šalje pritisak na tipku. Možete češće uzorkovati smanjenjem kašnjenja. Ovo će otežati čitanje vrijednosti u serijskom prozoru.*/Void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); Serial.println (sensor1Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin ();/ /Šalje pritisak na slovo "c" Keyboard.write ('c'); // sačekajte 50 ms pre ponovnog uzorkovanja delay (50);} else // sačekajte 50 ms pre ponovnog uzorkovanja delay (50);}

4. Povežite MaKey MaKey sa računarom. Povucite izbornik alata i provjerite je li odabrana ploča Arduino Leonardo ili MaKey MaKey. Povucite izbornik alata prema dolje i provjerite ima li odabrani port naziv vaše odabrane ploče. Prenesite svoju skicu na ploču klikom na strelicu okrenutu udesno na vrhu Arduino IDE -a.

Korak 5: Povežite sve svoje komponente zajedno

1. Spojite žice s MyoWare senzora na MaKey MaKey na sljedeći način:

• "+" Na MyoWare ide do 5V utora na MaKey MaKeyu.
• Znak "-" na MyoWare-u ide do tla ("zemlja") na MaKey MaKey-u.
• "SIG" na MyoWare -u ide do A3 utora na MaKey MaKey -u.

2. Ukopčajte tri elektrode u MyoWare.

3. Priključite MaKey MaKey. Ako koristite računar povezan na utičnicu za struju, priključite MaKey MaKey u USB izolator napajanja, a zatim ga priključite u USB port računara. (Ovo je sigurnosna mjera opreza, tako da ako nešto pođe po zlu sa napajanjem u vašem računaru, korisnik nije izravno povezan s električnom mrežom. Malo je vjerojatno da bi došlo do takvog problema, ali radije bismo bili sigurni.) Ako koristite prijenosno računalo na kojem se ispraznila baterija (tj. NIJE UKLJUČEN U ZID), sigurni ste bez izolatora.

4. Proverite da li je sve uključeno. Crvena LED dioda MaKey MaKey i zelena LED dioda MyoWare trebale bi svijetliti.

5. Očistite kožu na koju želite pričvrstiti MyoWare alkoholom da biste uklonili prljavštinu i ulja.

6. Skinite ljepljivu podlogu s elektroda i pričvrstite MyoWare na kožu. Želite da dvije elektrode na MyoWare -u budu na vrhu mišića s kojeg želite snimati. Elektroda pričvršćena na žicu služi za usporedbu i trebala bi se postaviti izvan mišića u područje koje neće biti aktivno kada se ciljani mišić stegne.

7. Provjerite ljepilo na elektrodama kako biste bili sigurni da dobro brtvite kožu. Možda ćete morati pritisnuti rubove ljepljivih prstenova u kožu kako biste postigli dobro brtvljenje.

Korak 6: Postavljanje pragova u Arduino IDE -u

1. Kad je sve povezano i uključeno, otvorite serijski monitor u Arduino IDE -u klikom na alat za povećalo u gornjem desnom kutu.

2. Serijski monitor bi sada trebao prikazivati vrijednosti signala iz MyoWare -a. Dok savijate i opuštate mišić, trebali biste vidjeti kako se vrijednosti shodno tome mijenjaju. Također biste trebali vidjeti da crvena LED dioda na MyoWare svijetli kada dovoljno jako stegnete mišić.

3. Dok gledate serijski monitor, stegnite mišić različitog intenziteta, pazeći da se opustite između kontrakcija kako biste se vratili na početnu liniju. Odredite graničnu vrijednost iznad koje želite da kontrakcija pritisne tipku. Veće vrijednosti zahtijevaju jače stezanje za registriranje pritiska na tipku; niže vrijednosti učinit će ga osjetljivijim na male kontrakcije, ali i sklonijim lažnim alarmima.

4. Na Arduino skici promijenite vrijednost praga (const int thresh1) s 1000 na odabrani prag.

5. Zatvorite serijski monitor, ponovo otpremite skicu i počnite kucati pomoću EMG-a. Možda ćete otkriti da morate ponovo podesiti prag da biste dobili osjetljivost gdje želite. Možete i eksperimentirati sa kašnjenjem tako da se uzorkuje manje ili više često.

Korak 7: Uživajte u korištenju svog novog domaćeg EMG sistema

Elektrode možete postaviti na mnoga mjesta na tijelu (na primjer, na lice, kao što je naš laboratorijski kiborg Kyle Lee prikazala gore).

Eksperimentirajte s lokacijama za postavljanje elektroda i s brojnim mogućnostima onoga što biste mogli koristiti pritiskom tipki.

Takođe, nastavite sa čitanjem da biste saznali kako da dodate još jedan MyoWare senzor u ovaj sistem.

Korak 8: Dodajte drugi senzor svom EMG sistemu

1. Ponovite 2. korak za drugi MyoWare senzor.

2. Za priključivanje više senzora na jedan MaKey MaKey, trebat će vam način da svakom od njih date napajanje. Učinili smo malo ožičenja, lemljenja i lijepljenja kako bismo stvorili konektor u obliku slova Y (pogledajte gornju sliku), podijelivši pojedinačni izlaz iz napajanja MaKey MaKey na dvije žice koje se spajaju na ulaz "+" za napajanje na svakoj od dvije MyoWares.

3. Spojite "SIG" utore na MyoWare senzorima s različitim A-utorima na desnoj strani MaKey MaKey-a (kôd koji dolje navodimo pretpostavljate da koristite A3 i A4).

4. Otpremite skicu za dva senzora:

/* ova skica čita dva signala MyoWare senzora i šalje pritisak na taster 'b' kada jedan pređe prag i 'c' kada drugi pređe prag.* //* postavi pragove*/const int thresh1 = 1000; const int thresh2 = 1000;/*dodjela ulaza na MaKey MaKeyu*/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 (); // Pošalji taster cKeyboard.write ('c'); delay (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // Pošalji taster bKeyboard.write ('b'); delay (50);} else // sačekajte 50 ms pre ponovnog uzorkovanja delay (50);}

5. Sada bi oba očitavanja mišića trebala biti vidljiva na serijskom monitoru. Postavite svaki prag zasebno u Arduino skici, baš kao u koraku 6, a zatim ponovo učitajte skicu.

Sada će vaš EMG sistem imati dva odvojena ulaza

Ako se osjećate pomalo divlje, mogli biste slijediti slične procedure kako biste sistemu dodali još MyoWare senzora. Ako se zaista osjećate divlje, u sistem možete dodati još jedan MaKey MaKey. Potičemo vas da eksperimentirate s ovim dizajnom.