Mišićna glazba s Arduinom: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Pozdrav svima, ovo je moj prvi Instructables, ovaj projekt je inspiriran nakon gledanja video reklame Old Spice Muscle Music, gdje možemo gledati kako Terry Crews svira različite instrumente s EMG signalima.

Ovo putovanje planiramo započeti ovim prvim projektom, gdje generiramo signal kvadratnog vala s frekvencijom koja varira ovisno o amplitudi dobivenog EMG signala. Kasnije će se ovaj signal povezati sa zvučnikom za reprodukciju te frekvencije.

Za izgradnju ovog projekta koristit ćemo kao jezgru, Arduino UNO i MyoWare mišićni senzor. Ako ne možete nabaviti MyoWare senzor, ne brinite, objasnit ćemo vam kako izgraditi vlastiti, malo je škakljivo, ali vrijedi pokušati jer ćete naučiti mnogo !!

Pa, počnimo.

Korak 1: nabavite potrebne dijelove

Postoje dva načina za izgradnju ovog projekta: pomoću senzora MyoWare (2. i 3. korak) i bez njega (4. i 5. korak).

Korištenje MyoWare senzora lakše je jer ne zahtijeva napredno znanje o elektronici, gotovo je samo plug and play. Bez MyoWare -a morate imati znanje o OpAmpama, poput pojačanja i filtriranja, kao i ispravljanja signala. Ovaj je način teži, ali vam omogućuje da razumijete što se nalazi iza MyoWare kruga.

Za način MyoWare potrebne su nam sljedeće komponente i alati:

• MyoWare mišićni senzor (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Zvučnik
• Oglasna ploča
• 22 AWG kabel
• 3 x 3M elektrode (Amazon)
• Odvijač
• 2 x Aligator kopče
• Arduino USB kabel
• Skidači žica
• 1 x 1000uF (Amazon)

Bez MyoWare -a trebat će vam prethodne komponente (bez MyoWare -a), kao i:

• Napajanje s +12 V, -12 V i 5 V (možete ga sami izraditi s računalom PS kao što je prikazano u ovim uputama)
• Ako je vaš AC kabel za napajanje trokraki kabel, možda će vam trebati trožilni/dvožilni adapter ili utikač za varanje. (Ponekad taj dodatni zubac može stvoriti neželjenu buku).
• Multimetar
• Pojačalo za upad AD620
• OpAmps 2 x LM324 (ili slično)
• Diode 3 x 1N4007 (ili slično)

• Kondenzatori

  • Nepolarizirani (mogu biti keramički kondenzatori, poliester itd.)

    • 2 x 100 nF
    • 1 x 120 nF
    • 1 x 820 nF
    • 1 x 1,2 uF
    • 1 x 1 uF
    • 1 x 4,7 uF
    • 1 x 1,8 uF

  • Polarizirani (elektrolitički kondenzator)

    2 x 1 mF

• Otpornici

  • 1 x 100 ohma
  • 1 x 3,9 k Ohma
  • 1 x 5,6 k Ohma
  • 1 x 1,2 k Ohma
  • 1 x 2,7 k Ohma
  • 3 x 8,2 k Ohma
  • 1 x 6,8 k Ohma
  • 2 x 1 k ohma
  • 1 x 68 k Ohma
  • 1 x 20 k Ohma
  • 4 x 10 k Ohma
  • 6 x 2 k Ohma
  • 1 x 10k Ohm potenciometar

Korak 2: (Uz MyoWare) Pripremite elektrode i spojite ih

Za ovaj dio trebamo MyoWare senzor i 3 elektrode.

Ako ste dobili velike elektrode kao i mi, morate rezati rubove kako biste smanjili njezin promjer, inače će blokirati drugu elektrodu što će uzrokovati smetnje u signalu.

Povežite MyoWare kako je označeno na 4. stranici Priručnika za senzor.

Korak 3: (S MyoWare -om) Spojite senzor na Arduino ploču

MyoWare ploča ima 9 pinova: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E i M. Za ovaj projekt zahtijevamo samo " +" za spajanje 5V, " -" za uzemljenje i "SIG" za izlazni signal, povezan s 3 velika kabela (~ 2 ft).

Kao što je gore spomenuto, pin "+" treba spojiti na Arduino 5V pin, "-" na GND, a za SIG nam je potreban dodatni filter kako bismo izbjegli nagle promjene amplitude signala.

Za zvučnik trebamo samo spojiti pozitivnu žicu na pin 13, a negativnu na GND.

I spremni smo za kod !!!

Korak 4: (Bez MyoWare) Izgradite strujni krug signala

Ovaj krug integriran je u 8 stupnjeva:

1. Instrumentalno pojačalo
2. Niskopropusni filter
3. Visokopropusni filter
4. Invertersko pojačalo
5. Punovalni precizni ispravljač
6. Pasivni niskopropusni filter
7. Diferencijalno pojačalo
8. Pristranski paralelni rezač

1. Instrumentalno pojačalo

Ova se faza koristi za predpojačanje signala s pojačanjem od 500 i uklanjanje signala od 60 Hz koji može biti u sustavu. Time ćemo dobiti signal maksimalne amplitude 200 mV.

2. Niskopropusni filter

Ovaj se filter koristi za uklanjanje signala iznad 300 Hz.

3. Visokopropusni filter

Ovaj se filter koristi za izbjegavanje signala nižih od 20 Hz nastalih kretanjem elektroda tijekom nošenja.

4. Invertersko pojačalo

S pojačanjem od 68, ovo pojačalo će generirati signal s amplitudom koja varira od - 8 do 8 V.

5. Punovalni precizni ispravljač

Ovaj ispravljač pretvara bilo koji negativni signal u pozitivan signal, ostavljajući nam samo pozitivan signal. To je korisno jer Arduino prihvaća samo signal od 0 do 5 V na analognim ulazima.

6. Pasivni niskopropusni filter

Koristimo 2 x 1000uF elektrolitičke kondenzatore kako bismo izbjegli nagle promjene amplitude.

7. Diferencijalno pojačalo

Nakon stupnja 6, shvaćamo da naš signal ima pomak od 1,5 V, što znači da se naš signal ne može spustiti na 0 V, samo na 1,5 V, a najviše na 8 V. Diferencijalno pojačalo će koristiti signal 1,5 V (dobiveno s razdjelnikom napona i 5 V, podešeno pomoću potenciometra od 10 k) i signal koji želimo izmijeniti te će napon od 1,5 V postaviti na mišićni signal, ostavljajući nam prekrasan signal s minimalno 0 V i maksimalnim od 6,5 V.

8. Pristranski paralelni rezač

Konačno, kao što smo već spomenuli, Arduino prihvaća samo signale s maksimalnom amplitudom od 5 V. Kako bismo smanjili maksimalnu amplitudu našeg signala, moramo ukloniti napon iznad 5 Volti. Ovaj Clipper će nam pomoći da to postignemo.

Korak 5: (Bez MyoWare -a) Spojite elektrode na krug i Arduino

Elektrode postavljene u bicepse su Elektrode 1, 2, a elektroda najbliža laktu poznata je kao referentna elektroda.

Elektrode 1 i 2 spojene su na + i - ulaze AD620, nije važno kojim redoslijedom.

Referentna elektroda je spojena na GND.

Filtrirani signal ide izravno na A0 pin Arduina.

** NEMOJ ZABORAVITI PRIKLJUČITI ARDUINOV GND U GND KRUGA **

Korak 6: Kôd !

Na kraju, kodovi.

1. Prvi je frekventni zamah od 400 Hz do 912 Hz, ovisno o amplitudi signala dobivenog od bicepsa.

2. Drugi je treća oktava C gradonačelnikove ljestvice, ovisno o amplitudi odabrat će ton.

Frekuencije možete pronaći u Wikipediji, samo zanemarite decimale

Korak 7: Konačni rezultati

Ovo su postignuti rezultati, MOŽETE izmijeniti kôd kako biste svirali note koje želite !!!

Sljedeća faza ovog projekta je integriranje nekih koračnih motora i drugih vrsta pokretača za sviranje glazbenog instrumenta. Također i Vježba za dobivanje jakih signala.

Sada natjerajte mišiće da vam sviraju glazbu. ZABAVI SE!!:)