Pagta-type Sa EMG Gamit ang MyoWare: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Mga May-akda:

L. Elizabeth Crawford at Dylan T. Vavra

Panimula:

Sa tutorial na ito, ipapakita namin sa iyo kung paano lumikha ng isang simpleng system sa bahay na electromyography (EMG) - na nagkakahalaga ng halos $ 100 - na makakaramdam ng pag-aktibo ng kalamnan mula sa ibabaw ng balat at gamitin ito upang magpadala ng isang keypress sa isang computer, bypassing ang keyboard. Gumamit kami ng isang klasikong MaKey MaKey at isang MyoWare sensor upang magawa ito, kasama ang kaunting pag-coding. Ang proyektong ito ay nangangailangan din ng ilang paghihinang. Ang mga kapaki-pakinabang na tip para sa diskarteng panghinang at kaligtasan ay matatagpuan dito.

Una, ipapakita namin sa iyo kung paano ito magagawa gamit ang isang MyoWare sensor. Pagkatapos, ipapakita namin sa iyo kung paano magdagdag ng pangalawa sa system (para sa aming mga layunin, gumamit kami ng dalawa).

Ang aming pag-asa ay magagaya ng iba ang teknolohiyang DIY EMG na ito, maiakma ito sa kanilang mga partikular na pangangailangan, at magagamit ito para sa anumang bilang ng mga kagiliw-giliw na application. Ginamit namin ito sa aming Experimental Psychology lab sa University of Richmond upang makopya ang pananaliksik na ipinapakita na ginaya ng mga tao ang ekspresyon ng mukha ng iba.

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Materyal

Mga Materyales:

• Computer
• MaKey MaKey na may kasamang USB cable (dapat mong gawin ito sa isang Arduino Leonardo din, ngunit hindi namin ito nasubukan)
• Isolator ng USB Power (maliban kung tumatakbo sa isang laptop na pinapatakbo ng baterya), tulad ng Adafruit USB Isolator - 100mA Isolated Low / Full Speed USB (hindi nakalarawan)
• MyoWare sensor (s)
• Mga electrode (x3 bawat MyoWare sensor) - ginamit namin ang Covidien Kendall Disposable Surface EMG / ECG / EKG Electrodes 1 "(24 mm)
• Mga header ng breakaway (gumamit kami ng mga header na hugis L)
• Mga wire na may konektor na lalaki sa isang dulo, babae sa kabilang panig
• Panghinang
• Electrical tape

Mga tool:

• Panghinang
• Pamutol ng wire
• Splitter ng wire

Software:

Arduino IDE kasama si MaKey MaKey addon

Hakbang 2: Ihanda ang MyoWare Sensor

1. Putulin ang isang hanay ng tatlong mga breakaway header para sa paghihinang sa MyoWare.

2. Gamit ang nakalagay na MyoWare sensor na nakataas ang bicep face, ipasok ang mas maikling dulo ng tatlong mga header mula sa ibaba sa mga butas na mayroong "+" (plus sign ", isang" - "(negatibong pag-sign), at" SIG " sa tabi nila. (Tingnan ang larawan sa itaas.)

3. Ihihinang ang mga header sa lugar.

Hakbang 3: Ikonekta ang MyoWare Sensor sa MaKey MaKey

1. Pumili ng tatlong mga wire (may perpektong magkakaibang mga kulay), lalaki sa isang dulo, babae sa kabilang panig. Ang haba ng mga wires na kailangan mo ay nakasalalay sa kung gaano kalayo mo nais na ang MyoWare ay mula sa MaKey MaKey. Upang magkaroon ang MyoWare sa mukha at ang MaKey MaKey na nakapatong sa isang mesa, kakailanganin mo ng halos 18 pulgada.

2. Magpasya kung aling pagpapaandar ang ihahatid ng kawad ng bawat kulay. Gagamitin ang isa para sa lakas (pag-plug sa + konektor sa MyoWare sensor), gagamitin para sa ground (pag-plug sa - konektor sa MyoWare sensor), at ang pangatlo ay gagamitin bilang signal wire (pag-plug sa SIG konektor sa MyoWare). Sa mga larawang ipinakita sa itinuturo na ito, gumagamit kami ng berde para sa lakas, kayumanggi para sa lupa, at kulay-abo para sa signal.

Hakbang 4: Mag-upload ng Sketch sa MaKey MaKey

1. I-install ang Arduino IDE sa iyong computer (Tutorial dito).

2. I-install ang MaKey MaKey addon para sa Arduino (Tutorial dito) sa pamamagitan ng pagbubukas ng iyong mga kagustuhan sa Arduino (File> Mga Kagustuhan), pagpunta sa Karagdagang kahon ng mga URL ng Mga Board Manager URL, at i-paste sa:

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

3. Sa Arduino IDE, i-click ang file, hilahin pababa upang lumikha ng isang bagong sketch. Kopyahin at idikit ang code na ito sa window ng teksto:

/ * mga threshold para sa pagrehistro ng isang key pindutin ang * / const int thresh1 = 1000; / * pagtatalaga ng mga input sa MaKey MaKey * / const int sensor1Pin = A3; # isama ang "Keyboard.h" int LED (9); walang bisa ang setup () { pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);} / * Ang code sa ibaba ay sample ng MyoWare bawat 50 ms, ipinapadala ang halaga nito sa serial port, at kung ang halaga ay nasa itaas na threshold, nagpapadala ng isang keypress. Maaari kang mag-sample nang mas madalas sa pamamagitan ng pagbawas ng pagkaantala. Gagawin nitong mas mahirap ang mga halaga na basahin sa serial window. * / Void loop () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); Serial.println (sensor1Val); kung (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin (); / / Nagpadala ng keypress ng letrang "c" Keyboard.write ('c'); // wait 50 ms before sampling againdelay (50);} else // wait 50 ms before sampling againdelay (50);}

4. Ikonekta ang MaKey MaKey sa iyong computer. Hilahin ang menu ng mga tool at tiyaking ang napiling board ay Arduino Leonardo o MaKey MaKey. Hilahin ang menu ng mga tool sa Port, at tiyakin na ang napiling port ay may pangalan ng iyong napiling board. I-upload ang iyong sketch sa board sa pamamagitan ng pag-click sa kanang nakaharap na arrow sa tuktok ng Arduino IDE.

Hakbang 5: Ikonekta Sama-sama ang Lahat ng Iyong Mga Components

1. Ikonekta ang mga wire mula sa MyoWare sensor sa MaKey MaKey tulad ng sumusunod:

• Ang "+" sa MyoWare ay pupunta sa slot ng 5V sa MaKey MaKey.
• Ang "-" sa MyoWare ay papunta sa lupa ("lupa") sa MaKey MaKey.
• Ang "SIG" sa MyoWare ay papunta sa slot ng A3 sa MaKey MaKey.

2. I-snap ang tatlong mga electrode sa MyoWare.

3. I-plug ang MaKey MaKey. Kung gumagamit ng isang computer na konektado sa isang outlet ng kuryente, isaksak ang MaKey MaKey sa isang USB power isolator at pagkatapos ay isaksak iyon sa USB port ng computer. (Ito ay isang pag-iingat sa kaligtasan upang kung may mali sa supply ng kuryente sa iyong computer, ang tagapagsuot ay hindi direktang konektado sa elektrikal na grid. Malamang na ang gayong problema ay maganap, ngunit mas gugustuhin mong maging ligtas ka.) Kung gumagamit ng isang laptop na tumatakbo sa isang baterya (ibig sabihin, HINDI NAKATULONG SA PUNDO) ligtas ka nang wala ang isolator.

4. Suriin upang makita na ang lahat ay pinalakas. Ang MaKey MaKey red LED at ang MyoWare green LED ay dapat na parehong naiilawan.

5. Linisin ang balat kung saan nais mong ilakip ang MyoWare gamit ang rubbing alkohol upang matanggal ang dumi at langis.

6. Alisan ng balat ang malagkit na pag-back sa mga electrode at ikabit ang MyoWare sa balat. Nais mo ang dalawang electrode na nasa MyoWare na nasa tuktok ng kalamnan na nais mong i-record. Ang elektrod na nakakabit sa kawad ay nagsisilbing paghahambing, at dapat mailagay sa kalamnan sa isang lugar na hindi magiging aktibo kapag nakakontrata ang target na kalamnan.

7. Suriin ang malagkit sa mga electrode upang matiyak na mayroon kang magandang selyo sa balat. Maaaring kailanganin mong pindutin ang mga gilid ng mga malagkit na singsing sa balat upang makakuha ng isang mahusay na selyo.

Hakbang 6: Pagtatakda ng Mga Threshold sa Arduino IDE

1. Sa lahat ng nakakonekta at naka-on, buksan ang serial monitor sa Arduino IDE sa pamamagitan ng pag-click sa magnifying glass tool sa kanang sulok sa itaas.

2. Dapat ipakita ngayon ng serial monitor ang mga halaga ng signal mula sa MyoWare. Tulad ng pag-flex at pag-relaks ng kalamnan, dapat mong makita ang mga halagang nagbabago nang naaayon. Dapat mo ring makita ang pulang LED sa MyoWare na ilaw kapag nakakontrata mo ang kalamnan nang sapat na matigas.

3. Habang pinapanood ang serial monitor, kinontrata ang kalamnan na may iba't ibang mga intensidad, siguraduhin na mag-relaks sa pagitan ng mga contraction upang makabalik sa baseline. Tukuyin ang isang halaga ng threshold sa itaas kung saan mo nais ang pag-ikli upang makabuo ng isang keypress. Ang mga mas mataas na halaga ay mangangailangan ng isang mas malakas na pag-urong upang mapigilan ang keypress; ang mga mas mababang halaga ay gagawing mas sensitibo sa maliliit na pag-urong ngunit mas madaling kapitan ng mga maling alarma.

4. Sa Arduino sketch, baguhin ang halaga ng threshold (const int thresh1) mula sa 1000 hanggang sa iyong napiling threshold.

5. Isara ang serial monitor, muling i-upload ang sketch, at simulang mag-type sa EMG. Maaari mong makita na kailangan mong ayusin ang threshold upang makuha ang pagkasensitibo kung saan mo ito nais. Maaari ka ring mag-eksperimento sa pagkaantala upang mag-sampol ito nang higit pa o mas madalas.

Hakbang 7: Masiyahan sa Paggamit ng Iyong Bagong EMG System na ginawa ng Home

Maaari mong ilagay ang mga electrode sa maraming lugar sa katawan (halimbawa, sa mukha, tulad ng inilalarawan sa itaas ng aming lab cyborg na si Kyle Lee).

Mag-eksperimento sa mga lokasyon upang ilagay ang mga electrode at sa maraming mga posibilidad ng kung ano ang maaari mong gamitin ang keypresses na dapat gawin.

Gayundin, magpatuloy sa pagbabasa upang malaman kung paano magdagdag ng isa pang MyoWare sensor sa sistemang ito.

Hakbang 8: Magdagdag ng isang Pangalawang Sensor sa Iyong EMG System

1. Ulitin ang Hakbang 2 para sa isang pangalawang sensor ng MyoWare.

2. Upang maglakip ng maraming mga sensor sa isang MaKey MaKey, kakailanganin mo ng isang paraan upang makakuha ng lakas sa bawat isa. Gumawa kami ng kaunting wire stripping, paghihinang, at pag-taping upang lumikha ng isang konektor na hugis Y (tingnan ang larawan sa itaas), hatiin ang solong output mula sa power supply ng MaKey MaKey sa dalawang wires na kumonekta sa "+" input ng kuryente sa bawat isa ng dalawang MyoWares.

3. Ikonekta ang mga puwang na "SIG" sa mga sensor ng MyoWare sa iba't ibang mga A-slot sa kanang bahagi ng MaKey MaKey (ang code na ibinibigay namin sa ibaba ay ipinapalagay na gumagamit ka ng A3 at A4).

4. I-upload ang sketch para sa dalawang sensor:

/ * Ang sketch na ito ay nagbabasa ng dalawang signal ng mga sensor ng MyoWare at nagpapadala ng isang keypress 'b' kapag ang isa ay umakyat sa itaas ng threshold at 'c' kapag ang isa ay umakyat sa itaas na threshold. * // * set thresholds * / const int thresh1 = 1000; const int thresh2 = 1000; / * pagtatalaga ng mga input sa MaKey MaKey * / const int sensor1Pin = A3; const int sensor2Pin = A4; # isama ang "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 (); // Magpadala keypress cKeyboard.write ('c'); antala (50);} kung (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // Magpadala ng keypress bKeyboard.write ('b'); antala (50);} iba pa // maghintay ng 50 ms bago muling samplingdelay (50);}

5. Ngayon ang parehong pagbabasa ng kalamnan ay dapat na nakikita sa serial monitor. I-set nang hiwalay ang bawat threshold sa Arduino sketch, tulad ng sa Hakbang 6, at pagkatapos ay i-reload ang sketch.

Ngayon ang iyong EMG system ay magkakaroon ng dalawang magkakahiwalay na input

Kung nakakaramdam ka ng kaunting ligaw, maaari mong sundin ang mga katulad na pamamaraan upang magdagdag ng higit pang mga MyoWare sensor sa system. Kung nakakaramdam ka ng totoong ligaw, maaari ka ring magdagdag ng isa pang MaKey MaKey sa system. Hinihikayat ka naming mag-eksperimento sa disenyo na ito.