Muskel-musik med Arduino: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Hej alle sammen, dette er min første Instructables, dette projekt blev inspireret efter at have set video -reklamen for Old Spice Muscle Music, hvor vi kan se, hvordan Terry Crews spiller forskellige instrumenter med EMG -signaler.

Vi planlægger at starte denne rejse med dette første projekt, hvor vi genererer et firkantbølgesignal med en frecuency, der varierer afhængigt af amplituden af det opnåede EMG -signal. Senere vil dette signal blive forbundet til en højttaler for at afspille den frecuency.

For at bygge dette projekt vil vi bruge som en kerne, en Arduino UNO og en MyoWare Muscle Sensor. Hvis du ikke kan få en MyoWare -sensor, skal du ikke bekymre dig, vi forklarer, hvordan du bygger din egen. Det er lidt vanskeligt, men det er værd at prøve, da du vil lære MEGET !!

Lad os komme i gang.

Trin 1: Få de nødvendige dele

Der er to måder at bygge dette projekt på: ved hjælp af MyoWare -sensoren (trin 2 og 3) og uden det (trin 4 og 5).

Det er lettere at bruge MyoWare -sensoren, fordi det ikke kræver avanceret viden om elektronik, det er næsten bare plug and play. Uden MyoWare kræver det, at du har en vis viden om OpAmps, f.eks. Forstærkning og filtrering samt berigtigelse af et signal. Denne måde er vanskeligere, men den lader dig forstå, hvad der ligger bag MyoWare -kredsløbet.

Til MyoWare -måden har vi brug for følgende komponenter og værktøjer:

• MyoWare muskelsensor (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Højttaler
• Brødbræt
• 22 AWG kabel
• 3 x 3M elektroder (Amazon)
• Skruetrækker
• 2 x Alligator -klip
• Arduino USB -kabel
• Wire Strippers
• 1 x 1000uF (Amazon)

Uden MyoWare skal du bruge de tidligere komponenter (uden MyoWare) samt:

• Strømforsyning med +12 V, -12 V og 5 V (du kan lave din egen med en computer PS som vist i denne instruktion)
• Hvis dit netforsyningskabel til strømforsyning er et 3-polet kabel, har du muligvis brug for en tre-benet/to-benet adapter eller snyderstik. (Nogle gange kan den ekstra spids generere uønsket støj).
• Multimeter
• Intrumenteringsforstærker AD620
• OpAmps 2 x LM324 (eller lignende)
• Dioder 3 x 1N4007 (eller lignende)

• Kondensatorer

  • Ikke-polariseret (kan være keramiske kondensatorer, polyester osv.)

    • 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

  • Polariseret (elektrolytisk kondensator)

    2 x 1 mF

• Modstande

  • 1 x 100 ohm
  • 1 x 3,9k ohm
  • 1 x 5,6 k ohm
  • 1 x 1,2 k ohm
  • 1 x 2,7 k ohm
  • 3 x 8,2 k ohm
  • 1 x 6,8k ohm
  • 2 x 1k ohm
  • 1 x 68k ohm
  • 1 x 20k ohm
  • 4 x 10k ohm
  • 6 x 2 k ohm
  • 1 x 10k ohm potentiometer

Trin 2: (Med MyoWare) Forbered elektroder og tilslut dem

Til denne del har vi brug for MyoWare -sensoren og 3 elektroder.

Hvis du fik store elektroder, som vi gjorde, skal du skære kanterne for at reducere dens diameter, ellers blokerer den den anden elektrode, hvilket vil forårsage signalinterferens.

Tilslut MyoWare som markeret på 4. side i sensorhåndbogen.

Trin 3: (Med MyoWare) Tilslut sensoren til Arduino -kortet

MyoWare -kortet har 9 pins: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E og M. Til dette projekt kræver vi kun " +" for at forbinde 5V, " -" for Ground og "SIG" for udgangssignal, forbundet med 3 store kabler (~ 2 fod).

Som nævnt ovenfor skal "+" pin forbindes til Arduino's 5V pin, "-" til GND, og til SIG har vi brug for et ekstra filter for at undgå pludselige ændringer i signalets amplitude.

Til højttaleren behøver vi kun at forbinde den positive ledning til stiften 13 og den negative til GND.

Og vi er klar til koden !!!

Trin 4: (Uden MyoWare) Byg Signalets Conditioning Circuit

Dette kredsløb er integreret i 8 trin:

1. Instrumentforstærker
2. Lavpasfilter
3. Højpasfilter
4. Inverterforstærker
5. Fuldbølge præcisions ensretter
6. Passivt lavpasfilter
7. Differentialforstærker
8. Partisk parallelklipper

1. Instrumentforstærker

Dette trin bruges til at forstærke signalet med en 500 Gain og eliminere det 60 Hz-signal, der kan være i systemet. Dette vil give os et signal med en maksimal amplitude på 200 mV.

2. Lavpasfilter

Dette filter bruges til at fjerne ethvert signal over 300 Hz.

3. Højpasfilter

Dette filter bruges til at undgå ethvert signal, der er lavere end 20 Hz, der genereres med elektrodernes bevægelse, mens det bæres.

4. Inverterforstærker

Med en forstærkning på 68 vil denne forstærker generere et signal med en amplitude, der varierer fra - 8 til 8 V.

5. Fuldbølge præcisions ensretter

Denne ensretter konverterer ethvert negativt signal til et positivt signal og efterlader os kun et positivt signal. Dette er nyttigt, fordi Arduino kun accepterer et signal fra 0 til 5 V i de analoge indgange.

6. Passivt lavpasfilter

Vi bruger 2 x 1000uF elektrolytkondensatorer for at undgå pludselige ændringer i amplituden.

7. Differentialforstærker

Efter trin 6 indser vi, at vores signal har en 1,5 V -forskydning, det betyder, at vores signal ikke kan gå ned til 0 V, kun til 1,5 V, og maksimalt 8 volt. Differentialforstærkeren vil bruge et signal på 1,5 V (opnået med en spændingsdeler og 5V, justeret med et 10k Potentiometer) og det signal, vi ønsker at ændre, og vil hvile 1,5 V til muskelsignalet, hvilket efterlader os med et smukt signal med et minimum på 0 V og et maksimum på 6,5 V.

8. Partisk parallelklipper

Endelig, som vi nævnte før, accepterer Arduino kun signaler med en maksimal amplitude på 5 V. For at reducere den maksimale amplitude af vores signal skal vi fjerne spændingen over 5 volt. Denne Clipper hjælper os med at opnå det.

Trin 5: (Uden MyoWare) Tilslut elektroderne til kredsløbet og Arduino

Elektroderne placeret i biceps er elektroderne 1, 2, og elektroden tættest på albuen er kendt som referenceelektroden.

Elektroden 1 og 2 er forbundet til + og - indgangene på AD620, det er ligegyldigt i hvilken rækkefølge.

Referenceelektroden er forbundet til GND.

Det filtrerede signal går direkte til A0 -stiften på Arduino.

** GLEM IKKE AT KOBLE ARDUINO'S GND TIL KREDSENS GND **

Trin 6: Koden !

Endelig koderne.

1. Den første er en frekvensfejl fra 400 Hz til 912 Hz, afhængigt af amplituden af signalet opnået fra biceps.

2. Den anden er den tredje oktav i C -borgmesterskalaen, afhængigt af amplituden, den vælger en tone.

Du kan finde frecuencies i Wikipedia, bare ignorer decimaler

Trin 7: Endelige resultater

Dette er de opnåede resultater, du KAN ændre koden for at spille de toner, du VIL !!!

Den næste fase af dette projekt er at integrere nogle stepper motorer og andre slags aktuatorer for at spille et musikinstrument. Og også træning for at få stærke signaler.

Få nu dine muskler til at spille lidt musik. HAV DET SJOVT!!:)