Lihasmusiikki Arduinolla: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Hei kaikki, tämä on ensimmäinen Instructables, tämä projekti sai inspiraationsa katsottuaan Old Spice Muscle Music -videomainoksen, jossa voimme seurata kuinka Terry Crews soittaa erilaisia instrumentteja EMG -signaaleilla.

Aiomme aloittaa tämän matkan tällä ensimmäisellä projektilla, jossa tuotamme neliöaaltosignaalin, jonka taajuus vaihtelee saadun EMG -signaalin amplitudin mukaan. Myöhemmin tämä signaali yhdistetään kaiuttimeen toistamaan tätä taajuutta.

Tämän projektin rakentamiseksi käytämme ytimenä Arduino UNO: ta ja MyoWare -lihasanturia. Jos et saa MyoWare -anturia, älä huoli, selitämme kuinka rakentaa oma, se on vähän hankala, mutta kannattaa kokeilla, sillä opit paljon!

No, aloitetaan.

Vaihe 1: Hanki tarvittavat osat

Tämän projektin voi rakentaa kahdella tavalla: käyttämällä MyoWare -anturia (vaiheet 2 ja 3) ja ilman sitä (vaiheet 4 ja 5).

MyoWare -anturin käyttö on helpompaa, koska se ei vaadi elektroniikan kehittynyttä tuntemusta, se on melkein vain plug and play. Ilman MyoWarea tarvitset jonkin verran tietoa OpAmps -toiminnoista, kuten vahvistuksesta ja suodatuksesta sekä signaalin korjaamisesta. Tämä tapa on vaikeampi, mutta sen avulla voit ymmärtää, mitä MyoWare -piirin takana on.

MyoWare -tapaa varten tarvitsemme seuraavia komponentteja ja työkaluja:

• MyoWare -lihasanturi (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Kaiutin
• Leipälauta
• 22 AWG -kaapeli
• 3 x 3M elektrodia (Amazon)
• Ruuvimeisseli
• 2 x Alligaattoripidikkeet
• Arduino USB -kaapeli
• Langanpoistimet
• 1 x 1000uF (Amazon)

Ilman MyoWarea tarvitset aiemmat komponentit (ilman MyoWarea) sekä:

• Virtalähde +12 V, -12 V ja 5 V (voit tehdä oman tietokoneen PS -ohjaimella tämän käyttöohjeen mukaisesti)
• Jos virtalähteen AC-kaapeli on 3-piikkinen kaapeli, saatat tarvita kolmipiikkisen/kaksipiikkisen sovittimen tai huijauspistokkeen. (Joskus tämä ylimääräinen piikki voi aiheuttaa ei -toivottua melua).
• Yleismittari
• Intrumentation -vahvistin AD620
• OpAmps 2 x LM324 (tai vastaava)
• Diodit 3 x 1N4007 (tai vastaava)

• Kondensaattorit

  • Ei-polarisoitunut (voi olla keraamisia kondensaattoreita, polyesteriä jne.)

    • 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

  • Polarisoitu (elektrolyyttikondensaattori)

    2 x 1 mF

• Vastukset

  • 1 x 100 ohmia
  • 1 x 3,9 k ohmia
  • 1 x 5,6 k ohmia
  • 1 x 1,2 k ohmia
  • 1 x 2,7 k ohmia
  • 3 x 8,2 k ohmia
  • 1 x 6,8 k ohmia
  • 2 x 1 k ohmia
  • 1 x 68 k ohmia
  • 1 x 20k ohmia
  • 4 x 10 k ohmia
  • 6 x 2 k ohmia
  • 1 x 10k ohmin potentiometri

Vaihe 2: (MyoWarella) Valmistele elektrodit ja liitä ne

Tätä osaa varten tarvitsemme MyoWare -anturin ja 3 elektrodia.

Jos sinulla on suuria elektrodeja kuten meillä, sinun on leikattava reunat sen halkaisijan pienentämiseksi, muuten se estää toisen elektrodin, mikä aiheuttaa signaalin häiriöitä.

Kytke MyoWare anturin käsikirjan 4. sivun mukaisesti.

Vaihe 3: (MyoWarella) Liitä anturi Arduino -korttiin

MyoWare -kortilla on yhdeksän nastaa: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E ja M. Tässä projektissa vaadimme vain " +" - liitännän 5V, " -" Ground ja "SIG" lähtösignaali, kytketty 3 isolla kaapelilla (~ 2 jalkaa).

Kuten edellä mainittiin, "+" -nasta on liitettävä Arduinon 5V-nastaan, "-" GND: hen ja SIG: lle tarvitsemme lisäsuodattimen, jotta vältetään äkilliset muutokset signaalin amplitudissa.

Kaiuttimessa meidän tarvitsee vain liittää positiivinen johto nastaan 13 ja negatiivinen GND: hen.

Ja olemme valmiita koodiin !!!

Vaihe 4: (ilman MyoWarea) Rakenna signaalin käsittelypiiri

Tämä piiri on integroitu 8 vaiheeseen:

1. Mittarivahvistin
2. Alipäästösuodatin
3. Ylipäästösuodatin
4. Invertterivahvistin
5. Täyden aallon tarkkuus tasasuuntaaja
6. Passiivinen alipäästösuodatin
7. Differentiaalivahvistin
8. Biased Parallel Clipper

1. Mittarivahvistin

Tätä vaihetta käytetään signaalin esivahvistamiseen 500 vahvistuksella ja eliminoimaan järjestelmässä mahdollisesti oleva 60 Hz: n signaali. Tämä antaa meille signaalin, jonka amplitudi on enintään 200 mV.

2. Alipäästösuodatin

Tätä suodatinta käytetään poistamaan kaikki yli 300 Hz: n signaalit.

3. Ylipäästösuodatin

Tämän suodattimen avulla vältetään 20 Hz: n alempi signaali, joka syntyy elektrodien liikkeen aikana.

4. Invertterivahvistin

Kun vahvistin on 68, tämä vahvistin tuottaa signaalin, jonka amplitudi vaihtelee välillä 8 - 8 V.

5. Täyden aallon tarkkuus tasasuuntaaja

Tämä tasasuuntaaja muuntaa negatiivisen signaalin positiiviseksi signaaliksi, jolloin meille jää vain positiivinen signaali. Tämä on hyödyllistä, koska Arduino hyväksyy signaalin vain 0-5 V analogisissa tuloissa.

6. Passiivinen alipäästösuodatin

Käytämme 2 x 1000uF elektrolyyttikondensaattoria, jotta vältetään äkilliset muutokset amplitudissa.

7. Differentiaalivahvistin

Vaiheen 6 jälkeen ymmärrämme, että signaalimme poikkeama on 1,5 V, mikä tarkoittaa, että signaalimme ei voi laskea 0 V: iin, vain 1,5 V: iin ja enintään 8 volttiin. 1,5 V (saatu jännitteenjakajalla ja 5 V, säädetty 10 k: n potentiometrillä) ja signaali, jota haluamme muokata ja antaa 1,5 V: n lihasignaalille, jättäen meille kauniin signaalin, jossa on vähintään 0 V ja enintään 6,5 V.

8. Biased Parallel Clipper

Lopuksi, kuten aiemmin mainitsimme, Arduino hyväksyy vain signaalit, joiden amplitudi on enintään 5 V. Signaalimme maksimiamplitudin pienentämiseksi meidän on poistettava yli 5 voltin jännite. Tämä Clipper auttaa meitä saavuttamaan sen.

Vaihe 5: (ilman MyoWarea) Kytke elektrodit piiriin ja Arduinoon

Bicepseihin sijoitetut elektrodit ovat elektrodit 1, 2, ja kyynärpäätä lähinnä oleva elektrodi tunnetaan vertailuelektrodina.

Elektrodit 1 ja 2 on kytketty AD620: n + ja - tuloihin, ei väliä missä järjestyksessä.

Vertailuelektrodi on kytketty GND: hen.

Suodatettu signaali menee suoraan Arduinon A0 -nastaan.

** ÄLÄ unohda liittää ARDUINON GND: tä piirin GND: hen **

Vaihe 6: Koodi !

Lopuksi koodit.

1. Ensimmäinen on taajuuden pyyhkäisy 400 Hz: stä 912 Hz: iin, riippuen hauislihasta saadun signaalin amplitudista.

2. Toinen on C -pormestarin asteikon kolmas oktaavi, amplitudista riippuen se valitsee äänen.

Löydät taajuudet Wikipediasta, älä unohda desimaaleja

Vaihe 7: Lopputulokset

Nämä ovat tulokset, VOIT muokata koodia soittaaksesi HALUAMAT nuotit !!!

Tämän projektin seuraava vaihe on integroida joitain askelmoottoreita ja muita toimilaitteita soittimen soittamiseksi. Ja myös harjoittele saadaksesi vahvoja signaaleja.

Anna lihaksesi soittaa sinulle musiikkia. PIDÄ HAUSKAA!!:)