سنسور DIY Emg با و بدون میکرو کنترلر: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

به پلت فرم آموزشی قابل اشتراک گذاری دانش خوش آمدید. در این دستورالعمل من قصد دارم در مورد نحوه ایجاد مدار اولیه EMG و پشت محاسبه ریاضی در آن بحث کنم. شما می توانید از این مدار برای مشاهده تغییرات نبض ماهیچه ، کنترل سروو ، به عنوان جوی استیک ، کنترل کننده سرعت موتور ، نور و بسیاری از وسایل دیگر استفاده کنید. تصویر اول نشان دهنده نمودار مدار است که در نرم افزار ltspice طراحی شده است ، تصویر دوم نشان دهنده خروجی شبیه سازی ltspice هنگام داده شدن ورودی است و تصویر سوم خروجی را نشان می دهد که هیچ ورودی داده نشده است.

تدارکات

اجزای مورد نیاز

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

مقاومت

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

دیود -X3

خازن -22 nf (برای 555 TIMER IC)

خازن -1U -X3

خازن الکترولیتی -1U (در خروجی)

مرحله 1: مراحل مربوط به ساخت Emg

1 طراحی تقویت کننده ابزار دقیق

2 فیلتر بالا گذر

3 یکسو کننده موج نیم پل

4 مدار صاف کننده

(اختیاری)

تولید کننده سیگنال 5 pwm. (برای حذف میکروکنترلر).

مرحله 2: تقویت کننده دستگاه

1 تقویت کننده ابزار دقیق

در این مرحله ما به سه Lm741 ic نیاز داریم. قبل از ایجاد مدار ، باتری را در شکل 1 وصل کنید

قرمز نشان دهنده 9 ولت مثبت و سیاه نشان دهنده 9 ولت و سیمهای سبز به عنوان زمین است

اکنون مرحله بعدی ساخت تقویت کننده دیفرانسیل است. یک Lm741 ic را وصل کنید و پین 7 را به مثبت و پایه 4 را به منفی (بدون اتصال زمین) وصل کنید. مقاومت 2k را بین 2 تا 6 از lm741 ic بردارید. از lm741 دوم استفاده کنید ، مانند اولین اتصال Lm741 ic. در حال حاضر مقاومت 500 اهم ، یک ترمینال مقاومت 500 اهم را به اولین ترمینال معکوس Lm741 ic و پایانه دوم مقاومت 500 اهم را به ترمینال معکوس دوم Lm741 ic اضافه کنید ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است

طراحی تقویت کننده ابزار دقیق

در این مرحله باید خروجی اولین Lm741 ic را به یک ترمینال مقاومت 1k و پایانه دیگر مقاومت 1k را به ترمینال Lm741 سوم وارونه تبدیل کنیم ، به طور مشابه خروجی Lm741 ic دوم به یک ترمینال مقاومت 1k و پایانه دیگر مقاومت 1k به ترمینال غیر معکوس سوم Lm741 ic. یک مقاومت 1k بین ترمینال معکوس Lm741 سوم و پین 6 سوم Lm741 ic و مقاومت 1k بین ترمینال غیر معکوس سوم Lm741 ic و زمین (منفی) اضافه کنید. این طراحی ابزار دقیق را تکمیل می کند تقویت کننده

آزمایش تقویت کننده ابزار دقیق

دو ژنراتور سیگنال بگیرید. ورودی ژنراتور سیگنال اول را 0.1mv 100 هرتز تنظیم کنید (در صورت تمایل مقادیر متفاوتی را امتحان کنید) ، به طور مشابه ورودی ژنراتور سیگنال دوم را 0.2mv 100hz تنظیم کنید. پین مثبت ژنراتور سیگنال اول را به پین 3 اولین LM741 ic و پین منفی به زمین ، پین مثبت مشابه مولد سیگنال دوم به پین 3 دوم LM741 ic و پین منفی به زمین

محاسبه

افزایش تقویت کننده ابزار دقیق

افزایش = (1+ (2*R1)/Rf)*R2/R3

اینجا

Rf = 500 اهم

R1 = 10k

R2 = R3 = 1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0.2mv

خروجی تقویت کننده دیفرانسیل = V2 -V1 = 0.2mv -0.1mv = 0.1mv

سود = (1+ (2*10k)/500)*1k/1k = 41

خروجی تقویت کننده ابزار دقیق = خروجی تقویت کننده دیفرانسیل*افزایش

خروجی تقویت کننده ابزار دقیق = 0.1mv * 41 = 4.1v

و خروجی اسیلوسکوپ 4v پیک تا اوج در شکل 4 است ، که از طریق نرم افزار شبیه سازی tinker cad استنباط می شود ، بنابراین طراحی صحیح است و ما به مرحله بعدی ادامه می دهیم

مرحله 3: فیلتر گذر بالا

ساخت فیلتر بالا گذر

در این مرحله ما باید فیلتر بالا گذر را طراحی کنیم تا از ولتاژ غیر ضروری ناشی از نویز جلوگیری شود. برای جلوگیری از نویز ، باید فیلتری با فرکانس 50 هرتز طراحی کنیم تا از صدای ناهنجار غیر ضروری تولید شده توسط باتری جلوگیری شود

ساخت و ساز

خروجی تقویت کننده ابزار را بگیرید و آن را به یک سر خازن 1u وصل کنید و سر دیگر خازن به یک سر مقاومت 15 کیلو و انتهای دیگر مقاومت 15k به ورودی ترمینال معکوس 4 Lm741 ic وارونه متصل شود. پایانه معکوس 4 Lm741 IC 4 اتصال داده شده است. اکنون 300k مقاومت را بین پین 2 و 6 از 4 Lm741 ic متصل کنید

محاسبه

c1 = 1u

R1 = 15 هزار

R2 = Rf = 300K

فرکانس قطع فیلتر بالا گذر

Fh = 1/2 (pi)*R1*C1

Fh = 1/2 (pi)*15k*1u = 50hz

افزایش فیلتر گذر بالا

Ah = -Rf/R1

Ah = -300k/15k = 20

بنابراین خروجی از تقویت کننده ابزار به عنوان ورودی به فیلتر با گذر بالا منتقل می شود که سیگنال را 20 بار تقویت می کند و سیگنال زیر 50 هرتز ضعیف می شود

مرحله 4: صاف کردن مدار

مدار هموارسازی

میکروکنترلر خواندن از 0 تا 5 ولت (هر ولتاژ مشخص دیگر میکروکنترلر) هرگونه قرائت دیگری که در آن درجه بندی مشخص شده است را می پذیرد ، بنابراین دستگاه جانبی مانند سروو ، LED ، موتور ممکن است به درستی کار نکند. بنابراین لازم است سیگنال دو طرفه را به یک تبدیل کنید سیگنال جانبی. برای رسیدن به این هدف ما باید یکسو کننده بریج نیم موج (یا یکسو کننده پل کامل موج) بسازیم

ساخت و ساز

خروجی از فیلتر بالا گذر به انتهای مثبت دیود اول داده می شود ، انتهای منفی دیود اول به انتهای منفی دیود دوم متصل می شود. انتهای مثبت دیود دوم زمین است. خروجی از محل اتصال دیودهای انتهایی منفی گرفته شده است. در حال حاضر خروجی شبیه خروجی اصلاح شده موج سینوسی است. ما نمی توانیم به طور مستقیم به میکروکنترلرها برای کنترل دستگاه های پیش ساز کمک کنیم زیرا خروجی هنوز در قالب sin sin موج متفاوت است. ما باید سیگنال dc ثابت را در محدوده 0 تا 5v دریافت کنیم. این را می توان به دست آورد دادن خروجی از یکسو کننده نیمه موج به انتهای مثبت خازن 1uf و انتهای منفی خازن زمین است

کد:

#عبارتند از

Servo myservo؛

int potpin = 0؛

void setup ()

{

Serial.begin (9600)؛

myservo.attach (13)؛

}

حلقه خالی ()

{

val = analogRead (potpin) ؛

Serial.println (val)؛

val = map (val، 0، 1023، 0، 180)؛

myservo.write (val)؛

تأخیر (15) ؛

Serial.println (val)؛

}

مرحله 5: بدون نسخه MICRO-CONTROLLER (اختیاری)

کسانی که از برنامه نویسی aurdino خسته شده اند یا برنامه نویسی را دوست ندارند نگران نباشید. ما راه حلی برای آن داریم. Aurdino از تکنیک مدولاسیون عرض پالس برای اجرای دستگاه های جانبی (سروو ، led ، موتور) استفاده می کند. ما باید همان را طراحی کنیم. Aurdino سیگنال pwm بین 1ms تا 2.5ms متغیر است. در اینجا 1ms نشانگر سیگنال حداقل یا خاموش و 2.5ms نشان می دهد که سیگنال به طور کامل روشن است. در فاصله زمانی می توان از آن برای کنترل سایر پارامترهای دستگاه جانبی مانند کنترل روشنایی led ، زاویه سروو ، کنترل سرعت موتور و غیره استفاده کرد

ساخت و ساز

ما نیاز به اتصال خروجی از مدار صاف به یک سر مقاومت 5.1k و سر دیگر به اتصال موازی 220k و دیود یک نقطه داریم. یک انتهای موازی متصل 220k و دیود به پین 7 از 555 تایمر ic و نقطه دیگر پین 2 از 555 تایمر ic. پین 4 و 8 از 555 تایمر به 5 ولت متصل است و پین 1 زمین است. یک خازن 22nf و 0.1 uf بین پین 2 و زمین متصل است. خروجی از پین سه از 555 تایمر IC گرفته شده است

تبریک می گوییم که میکرو کنترلر را با موفقیت حذف کردید

مرحله 6: نحوه استفاده از مدار