Lihasmuusika Arduinoga: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Tere kõigile, see on minu esimene Instructables, see projekt sai inspiratsiooni pärast Old Spice Muscle Music videoreklaami vaatamist, kus saame jälgida, kuidas Terry Crews mängib erinevaid instrumente EMG signaalidega.

Plaanime seda teekonda alustada selle esimese projektiga, kus genereerime ruutlaine signaali sagedusega, mis varieerub sõltuvalt saadud EMG signaali amplituudist. Hiljem ühendatakse see signaal kõlariga, et seda sagedust esitada.

Selle projekti loomiseks kasutame tuumana Arduino UNO -d ja MyoWare lihasesensorit. Kui te ei saa MyoWare andurit, siis ärge muretsege, me selgitame, kuidas seda ise ehitada. See on küll pisut nunnu, kuid tasub proovida, sest õpid PALJU !!

Noh, alustame.

Samm: hankige vajalikud osad

Selle projekti koostamiseks on kaks võimalust: MyoWare anduri kasutamine (2. ja 3. samm) ja ilma selleta (4. ja 5. samm).

MyoWare anduri kasutamine on lihtsam, kuna see ei nõua elektroonika alaseid teadmisi, see on peaaegu lihtsalt plug and play. Ilma MyoWare'ita peab teil olema mõningaid teadmisi OpAmpsi kohta, nagu võimendus ja filtreerimine, samuti signaali parandamine. See viis on keerulisem, kuid võimaldab teil mõista, mis on MyoWare ahela taga.

MyoWare'i jaoks vajame järgmisi komponente ja tööriistu:

• MyoWare lihasesensor (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Kõlar
• Leivalaud
• 22 AWG kaabel
• 3 x 3M elektroodi (Amazon)
• Kruvikeeraja
• 2 x alligaatoriklambrit
• Arduino USB -kaabel
• Traadi eemaldajad
• 1 x 1000uF (Amazon)

Ilma MyoWare'ita vajate eelnevaid komponente (ilma MyoWare'ita) ja järgmist:

• Toiteallikas +12 V, -12 V ja 5 V (saate seda ise teha arvuti PS -iga, nagu on näidatud selles juhendis)
• Kui teie toiteallika vahelduvvoolukaabel on kolmeharuline, võite vajada kolmeharulist/kaheharulist adapterit või petturit. (Mõnikord võib see lisaharu tekitada soovimatut müra).
• Multimeeter
• Intrumentatsiooni võimendi AD620
• OpAmps 2 x LM324 (või sarnane)
• Dioodid 3 x 1N4007 (või sarnane)

• Kondensaatorid

  • Mittepolariseeritud (võivad olla keraamilised kondensaatorid, polüester 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

  • Polariseeritud (elektrolüütkondensaator)

    2 x 1 mF

• Takistid

  • 1 x 100 oomi
  • 1 x 3,9k oomi
  • 1 x 5,6 kΩ
  • 1 x 1,2 kΩ
  • 1 x 2,7k oomi
  • 3 x 8,2 kΩ
  • 1 x 6,8 kΩ
  • 2 x 1 kΩ
  • 1 x 68k oomi
  • 1 x 20k oomi
  • 4 x 10 kΩ
  • 6 x 2k oomi
  • 1 x 10k oomi potentsiomeeter

2. samm: (MyoWare'iga) Valmistage elektroodid ette ja ühendage need

Selle osa jaoks vajame MyoWare andurit ja 3 elektroodi.

Kui teil on suured elektroodid, nagu meil, peate selle servad lõikama, et vähendada selle läbimõõtu, vastasel juhul blokeerib see teise elektroodi, mis põhjustab signaali häireid.

Ühendage MyoWare, nagu on märgitud anduri kasutusjuhendi neljandal leheküljel.

Samm: (MyoWare'iga) Ühendage andur Arduino plaadiga

MyoWare plaadil on 9 kontakti: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E ja M. Selle projekti jaoks vajame ainult " +", et ühendada 5V, " -" maa jaoks ja "SIG" jaoks väljundsignaal, ühendatud 3 suure kaabliga (~ 2 jalga).

Nagu eespool mainitud, tuleb "+" tihvt ühendada Arduino 5V pistikuga, "-" GND-ga ja SIG-i jaoks vajame täiendavat filtrit, et vältida signaali amplituudi järske muutusi.

Kõlari jaoks on meil vaja ühendada ainult positiivne juhe tihvtiga 13 ja negatiivne GND -ga.

Ja me oleme koodiks valmis !!!

Samm 4: (ilma MyoWare'ita) Looge signaali konditsioneerimisahel

See ahel on integreeritud 8 etappi:

1. Seadmete võimendi
2. Madalpääsfilter
3. Kõrgpääsfilter
4. Invertervõimendi
5. Täislaine täpsusega alaldi
6. Passiivne madalpääsfilter
7. Diferentsiaalvõimendi
8. Biased Parallel Clipper

1. Seadmete võimendi

Seda etappi kasutatakse signaali eelvõimendamiseks 500 võimendusega ja 60 Hz signaali kõrvaldamiseks süsteemis. See annab meile signaali maksimaalse amplituudiga 200 mV.

2. Madalpääsfilter

Seda filtrit kasutatakse signaali kõrvaldamiseks üle 300 Hz.

3. Kõrgpääsfilter

Seda filtrit kasutatakse selleks, et vältida 20 Hz madalamat signaali, mis tekib elektroodide liikumisel selle kandmise ajal.

4. Invertervõimendi

68 võimendusega genereerib see võimendi signaali amplituudiga - 8 kuni 8 V.

5. Täislaine täpsusega alaldi

See alaldi muudab negatiivse signaali positiivseks, jättes meile ainult positiivse signaali. See on kasulik, kuna Arduino aktsepteerib analoogsisendites ainult signaali vahemikus 0–5 V.

6. Passiivne madalpääsfilter

Kasutame 2 x 1000uF elektrolüütkondensaatorit, et vältida äkilisi amplituudi muutusi.

7. Diferentsiaalvõimendi

Pärast 6. etappi mõistame, et meie signaal on 1,5 V nihkega, mis tähendab, et meie signaal ei saa langeda 0 V -ni, vaid 1,5 V -ni ja maksimaalselt 8 voltini. Diferentsiaalvõimendi kasutab signaali 1,5 V (saadud pingejaguriga ja 5 V, reguleeritud 10 k potentsiomeetriga) ja signaal, mida me soovime muuta, ja toetame 1,5 V lihaste signaalile, jättes meile ilusa signaali, mille miinimum on 0 V ja maksimaalne 6,5 V.

8. Biased Parallel Clipper

Lõpuks, nagu me varem mainisime, võtab Arduino vastu ainult maksimaalse amplituudiga 5 V. Signaali maksimaalse amplituudi vähendamiseks peame kõrvaldama pinge üle 5 volti. See Clipper aitab meil seda saavutada.

Samm: (ilma MyoWare'ita) Ühendage elektroodid vooluringi ja Arduinoga

Biitsepsisse paigutatud elektroodid on elektroodid 1, 2 ja küünarnukile kõige lähemal asuv elektrood on tuntud kui võrdlus -elektrood.

Elektrood 1 ja 2 on ühendatud AD620 + ja - sisenditega. Pole tähtis, millises järjekorras.

Võrdluselektrood on ühendatud GND -ga.

Filtreeritud signaal läheb otse Arduino A0 tihvti.

** ÄRA UNUSTA ARDUINO GND ÜHENDAMA AHINGU GND -ga **

6. samm: kood !

Lõpuks koodid.

1. Esimene neist on sageduspiirang vahemikus 400 Hz kuni 912 Hz, sõltuvalt biitsepsist saadud signaali amplituudist.

2. Teine on C -linnapea skaala kolmas oktaav, sõltuvalt amplituudist valib see tooni.

Wikipediast leiate sagedused, lihtsalt ignoreerige kümnendkohti

7. samm: lõpptulemused

Need on saadud tulemused, saate koodi muuta, et esitada soovitud noote !!!

Selle projekti järgmine etapp on integreerida mõned samm -mootorid ja muud ajamid, et mängida muusikariista. Ja ka treening, et saada tugevaid signaale.

Nüüd pane oma lihased sulle muusikat mängima. LÕBUTSE HÄSTI!!:)