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

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

Autori:

L. Elizabeth Crawford & Dylan T. Vavra

Uvod:

U ovom vodiču pokazat ćemo vam kako stvoriti jednostavan sustav elektromiografije kod kuće (EMG) - po cijeni od oko 100 USD - koji će osjetiti aktivaciju mišića s površine kože i upotrijebiti ga za slanje pritiska na tipku računalo, zaobilazeći tipkovnicu. Za to smo upotrijebili klasični MaKey MaKey i MyoWare senzor, 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 sustav (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 našem laboratoriju za eksperimentalnu psihologiju na Sveučilištu u Richmondu da ponovimo istraživanje koje pokazuje da ljudi oponašaju izraze lica drugih.

Korak 1: Prikupite materijale

Materijali:

• Računalo
• MaKey MaKey s pripadajućim USB kabelom (to biste trebali moći učiniti i s Arduino Leonardom, ali to nismo isprobali)
• USB izolator napajanja (osim ako ne radi na prijenosnom računaru s baterijskim napajanjem), kao što je Adafruit USB izolator - 100 mA izoliran USB niske ili pune brzine (nije na slici)
• MyoWare senzori (i)
• 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 priključkom na jednom kraju, ženskim na drugom
• Lem
• Električna traka

Alati:

• Lemilica
• Rezač žice
• Razdjelnik žice

Softver:

Arduino IDE s 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 predznak) 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. Duljina žica koja vam je potrebna ovisi o tome koliko želite da MyoWare bude od MaKey MaKeyja. Da biste MyoWare imali na licu, a MaKey MaKey počivali 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 osjetniku), 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: Prenesite skicu na MaKey MaKey

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

2. Instalirajte dodatak MaKey MaKey za Arduino (Vodič ovdje) otvaranjem Arduino postavki (Datoteka> Postavke), prelaskom na tekstualni okvir Dodatni URL -ovi upravitelja ploče i zalijepljenjem 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; #uključuje "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 odgode. To 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'); // pričekajte 50 ms prije ponovnog uzorkovanja delay (50);} else // pričekajte 50 ms prije ponovnog uzorkovanja delay (50);}

4. Povežite MaKey MaKey s računalom. Povucite izbornik alata i provjerite je li odabrana ploča Arduino Leonardo ili MaKey MaKey. Povucite izbornik alata prema portu 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 ide na tlo ("zemlja") na MaKey MaKeyu.
• "SIG" na MyoWare ide do A3 utora na MaKey MaKeyu.

2. Ukopčajte tri elektrode u MyoWare.

3. Priključite MaKey MaKey. Ako koristite računalo spojeno na utičnicu, uključite MaKey MaKey u USB izolator napajanja, a zatim ga priključite u USB priključak računala. (Ovo je sigurnosna mjera opreza, tako da ako nešto pođe po zlu s napajanjem u vašem računalu, nositelj 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), bez izolatora ste sigurni.

4. Provjerite je li sve uključeno. Crvena LED dioda MaKey MaKey i zelena LED dioda MyoWare trebaju svijetliti.

5. Očistite kožu na koju želite pričvrstiti MyoWare alkoholom za čišćenje kako 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 brtvi 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 spojeno i uključeno, otvorite serijski monitor u Arduino IDE -u klikom na alat za povećalo u gornjem desnom kutu.

2. Serijski monitor sada bi trebao prikazivati vrijednosti signala iz MyoWare -a. Dok savijate i opuštate mišić, trebali biste vidjeti kako se vrijednosti mijenjaju u skladu s tim. 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 vrijednost. 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 uzbunama.

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

5. Zatvorite serijski monitor, ponovno učitajte skicu i počnite tipkati s EMG-om. Možda ćete morati ponovno podesiti prag da biste dobili osjetljivost gdje želite. Također možete eksperimentirati s kašnjenjem tako da se uzorkuje manje ili više često.

Korak 7: Uživajte u korištenju svog novog domaćeg EMG sustava

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

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

Također nastavite čitati kako biste saznali kako ovom sustavu dodati još jedan MyoWare senzor.

Korak 8: Dodajte drugi senzor svom EMG sustavu

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. Malo smo skinuli žicu, lemili i zalijepili 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 s desne strane MaKey MaKey-a (kôd koji dolje navodimo pretpostavljate da koristite A3 i A4).

4. Prenesite skicu za dva senzora:

/* ova skica čita dva signala senzora MyoWare i šalje pritisak na tipku '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 MaKey*/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 pritisak tipke cKeyboard.write ('c'); delay (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // Pošalji tipku bKeyboard.write ('b'); delay (50);} else // pričekajte 50 ms prije ponovnog uzorkovanja delay (50);}

5. Sada bi oba očitanja mišića trebala biti vidljiva na serijskom monitoru. Svaki prag postavite zasebno u Arduino skici, baš kao u koraku 6, a zatim ponovno učitajte skicu.

Sada će vaš EMG sustav imati dva odvojena ulaza

Ako se osjećate pomalo divlje, mogli biste slijediti slične postupke za dodavanje više MyoWare senzora u sustav. Ako se zaista osjećate divlje, u sustav možete dodati još jedan MaKey MaKey. Pozivamo vas da eksperimentirate s ovim dizajnom.