Raumenų muzika su „Arduino“: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Sveiki visi, tai yra mano pirmasis „Instructables“, šis projektas buvo įkvėptas pažiūrėjus „Old Spice Muscle Music“vaizdo įrašo reklamą, kurioje galime stebėti, kaip Terry Crews groja skirtingais instrumentais su EMG signalais.

Šią kelionę planuojame pradėti nuo šio pirmojo projekto, kuriame generuojame kvadratinių bangų signalą, kurio dažnis kinta priklausomai nuo gauto EMG signalo amplitudės. Vėliau šis signalas bus prijungtas prie garsiakalbio, kad būtų paleistas tas dažnis.

Norėdami sukurti šį projektą, kaip pagrindą naudosime „Arduino UNO“ir „MyoWare“raumenų jutiklį. Jei negalite įsigyti „MyoWare“jutiklio, nesijaudinkite, mes paaiškinsime, kaip sukurti savo, tai šiek tiek keblu, bet verta pabandyti, nes sužinosite daug !!

Na, pradėkime.

1 žingsnis: įsigykite reikalingas dalis

Yra du šio projekto kūrimo būdai: naudojant „MyoWare“jutiklį (2 ir 3 veiksmai) ir be jo (4 ir 5 veiksmai).

Naudoti „MyoWare“jutiklį yra lengviau, nes tam nereikia papildomų žinių apie elektroniką, tai beveik tik „plug and play“. Be „MyoWare“reikia turėti tam tikrų žinių apie „OpAmps“, pvz., Stiprinimą ir filtravimą, taip pat signalo taisymą. Šis būdas yra sunkesnis, tačiau leidžia suprasti, kas slypi už „MyoWare“grandinės.

„MyoWare“būdu mums reikalingi šie komponentai ir įrankiai:

• „MyoWare“raumenų jutiklis („Sparkfun“)
• „Arduino UNO“(„Amazon“)
• Pranešėjas
• Bandomoji Lenta
• 22 AWG kabelis
• 3 x 3M elektrodai („Amazon“)
• Atsuktuvas
• 2 x aligatoriaus spaustukai
• „Arduino“USB kabelis
• Vielos nuėmikliai
• 1 x 1000uF („Amazon“)

Be „MyoWare“jums reikės ankstesnių komponentų (be „MyoWare“), taip pat:

• Maitinimo šaltinis su +12 V, -12 V ir 5 V (galite pasigaminti patys naudodami kompiuterio PS, kaip parodyta šioje instrukcijoje)
• Jei jūsų maitinimo šaltinio kintamosios srovės kabelis yra 3 kontaktų kabelis, jums gali prireikti trijų arba dviejų kontaktų adapterio arba apgaulingo kištuko. (Kartais tas papildomas kištukas gali sukelti nepageidaujamą triukšmą).
• Multimetras
• Instrumentų stiprintuvas AD620
• „OpAmps“2 x LM324 (arba panašus)
• Diodai 3 x 1N4007 (arba panašūs)

• Kondensatoriai

  • Ne poliarizuotas (gali būti keraminiai kondensatoriai, poliesteris ir kt.)

    • 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

  • Poliarizuotas (elektrolitinis kondensatorius)

    2 x 1 mF

• Rezistoriai

  • 1 x 100 omų
  • 1 x 3,9 k omai
  • 1 x 5,6 k omai
  • 1 x 1,2 k omai
  • 1 x 2,7 k omai
  • 3 x 8,2 k omai
  • 1 x 6,8 k omų
  • 2 x 1 k omai
  • 1 x 68 k omai
  • 1 x 20k omų
  • 4 x 10 k omų
  • 6 x 2 k omai
  • 1 x 10k omų potenciometras

2 veiksmas: (naudodami „MyoWare“) Paruoškite elektrodus ir prijunkite juos

Šiai daliai mums reikia „MyoWare“jutiklio ir 3 elektrodų.

Jei gavote didelius elektrodus, kaip ir mes, turite nupjauti kraštus, kad sumažintumėte jo skersmenį, kitaip jis užblokuos kitą elektrodą ir sukels signalo trikdžius.

Prijunkite „MyoWare“, kaip nurodyta 4 -ame jutiklio vadovo puslapyje.

3 veiksmas: (su „MyoWare“) Prijunkite jutiklį prie „Arduino“plokštės

„MyoWare“plokštėje yra 9 kaiščiai: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E ir M. Šiam projektui mes reikalaujame tik „ +“, kad prijungtume 5 V, „ -“, jei norite įžeminti, ir „SIG“, išėjimo signalas, prijungtas prie 3 didelių kabelių (~ 2 pėdų).

Kaip minėta aukščiau, „+“kaištį reikia prijungti prie „Arduino“5V kaiščio, „-“prie GND, o SIG reikia papildomo filtro, kad išvengtume staigių signalo amplitudės pokyčių.

Garsiakalbiui mums tereikia prijungti teigiamą laidą prie kaiščio 13, o neigiamą prie GND.

Ir mes pasiruošę kodui !!!

4 žingsnis: (be „MyoWare“) Sukurkite signalo kondicionavimo grandinę

Ši grandinė yra integruota 8 etapais:

1. Prietaisų stiprintuvas
2. Žemo pralaidumo filtras
3. Aukšto pralaidumo filtras
4. Inverterinis stiprintuvas
5. Visos bangos tikslumo lygintuvas
6. Pasyvus žemo dažnio filtras
7. Diferencialinis stiprintuvas
8. Šalutinis lygiagretus kirpimo mašina

1. Prietaisų stiprintuvas

Šis etapas naudojamas iš anksto sustiprinti signalą 500 Gain, ir pašalinti 60 Hz signalą, kuris gali būti sistemoje. Taip gausime signalą, kurio maksimali amplitudė yra 200 mV.

2. Žemo dažnio filtras

Šis filtras naudojamas bet kokiam signalui, viršijančiam 300 Hz, pašalinti.

3. Aukšto dažnio filtras

Šis filtras naudojamas siekiant išvengti signalo, kuris yra mažesnis nei 20 Hz ir kuris susidaro judant elektrodams jį nešiojant.

4. Inverterinis stiprintuvas

Su 68 stiprintuvu šis stiprintuvas generuos signalą, kurio amplitudė svyruoja nuo - 8 iki 8 V.

5. Visos bangos tikslumo lygintuvas

Šis lygintuvas bet kokį neigiamą signalą paverčia teigiamu, palikdamas mums tik teigiamą signalą. Tai naudinga, nes „Arduino“priima tik signalą nuo 0 iki 5 V analoginiuose įėjimuose.

6. Pasyvus žemo dažnio filtras

Mes naudojame 2 x 1000uF elektrolitinius kondensatorius, kad išvengtume staigių amplitudės pokyčių.

7. Diferencialinis stiprintuvas

Po 6 etapo mes suprantame, kad mūsų signalas turi 1,5 V poslinkį, tai reiškia, kad mūsų signalas negali nukristi iki 0 V, tik iki 1,5 V ir ne daugiau kaip 8 voltai. Diferencialinis stiprintuvas naudos signalą 1,5 V (gaunamas naudojant įtampos daliklį ir 5 V, sureguliuotas naudojant 10 k potenciometrą) ir signalą, kurį norime modifikuoti, ir 1,5 V įtrauks į raumenų signalą, palikdami gražų signalą, kurio minimali vertė yra 0 V ir maksimali iš 6,5 V.

8. Neobjektyvus lygiagretus kirpimo mašina

Galiausiai, kaip minėjome anksčiau, „Arduino“priima tik signalus, kurių maksimali amplitudė yra 5 V. Norėdami sumažinti maksimalią mūsų signalo amplitudę, turime pašalinti didesnę nei 5 voltų įtampą. Šis „Clipper“padės mums to pasiekti.

5 veiksmas: (be „MyoWare“) Prijunkite elektrodus prie grandinės ir „Arduino“

Bicepsuose esantys elektrodai yra 1, 2 elektrodai, o arčiausiai alkūnės esantis elektrodas yra žinomas kaip etaloninis elektrodas.

1 ir 2 elektrodai yra prijungti prie AD620 + ir - įėjimų, nesvarbu, kokia tvarka.

Etaloninis elektrodas prijungtas prie GND.

Filtruotas signalas eina tiesiai į „Arduino“A0 kaištį.

** Nepamirškite prisijungti prie ARDUINO GND prie grandinės GND **

6 žingsnis: Kodas !

Galiausiai, kodai.

1. Pirmasis yra dažnio šuolis nuo 400 Hz iki 912 Hz, priklausomai nuo signalo, gauto iš bicepso, amplitudės.

2. Antroji yra trečioji C mero skalės oktava, priklausomai nuo amplitudės parinks toną.

Wikipedijoje galite rasti dažnumą, tiesiog nekreipkite dėmesio į dešimtainius skaičius

7 žingsnis: galutiniai rezultatai

Tai yra gauti rezultatai, GALITE modifikuoti kodą, kad paleistumėte norimas natas !!!

Kitas šio projekto etapas yra kai kurių žingsninių variklių ir kitų pavarų integravimas, norint groti muzikos instrumentu. Taip pat treniruokitės, kad gautumėte stiprius signalus.

Dabar priverskite raumenis groti jums muziką. PASILINKSMINK!!:)