Muscle-Music With Arduino: 7 Step

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سلام به همه ، این اولین دستورالعمل آموزشی من است ، این پروژه پس از تماشای تبلیغات ویدیویی Old Spice Muscle Music الهام گرفته شد ، جایی که می توانیم ببینیم چگونه تری کروز سازهای مختلف را با سیگنال های EMG می نوازد.

ما قصد داریم این سفر را با این اولین پروژه آغاز کنیم ، جایی که یک سیگنال موج مربعی با فرکانسی تولید می کنیم که بسته به دامنه سیگنال EMG به دست آمده متفاوت است. بعداً ، این سیگنال برای پخش آن فرکانس به بلندگو متصل می شود.

برای ساخت این پروژه ، ما به عنوان یک هسته ، یک Arduino UNO و یک MyoWare Muscle Sensor استفاده خواهیم کرد. اگر نمی توانید سنسور MyoWare بگیرید نگران نباشید ما نحوه ساختن خود را توضیح می دهیم ، این کمی مشکل است اما ارزش امتحان کردن را دارد ، زیرا شما خیلی چیزها یاد خواهید گرفت !!

خوب ، بیایید شروع کنیم.

مرحله 1: قطعات مورد نیاز را تهیه کنید

دو روش برای ایجاد این پروژه وجود دارد: استفاده از سنسور MyoWare (مرحله 2 و 3) و بدون آن (مرحله 4 و 5).

استفاده از سنسور MyoWare آسان تر است زیرا نیازی به دانش پیشرفته در زمینه لوازم الکترونیکی ندارد ، تقریباً فقط plug and play است. بدون MyoWare شما نیاز دارید که در مورد OpAmps اطلاعاتی مانند تقویت و فیلتر کردن و همچنین اصلاح سیگنال داشته باشید. این راه دشوارتر است ، اما به شما امکان می دهد بفهمید که پشت مدار MyoWare چیست.

برای راه MyoWare ، ما به اجزا و ابزارهای زیر نیاز داریم:

• سنسور عضله MyoWare (Sparkfun)
• آردوینو UNO (آمازون)
• گوینده
• تخته نان
• کابل 22 AWG
• 3 x 3M الکترود (آمازون)
• پیچ گوشتی
• 2 عدد گیره تمساح
• کابل USB آردوینو
• استریپرهای سیم
• 1 x 1000uF (آمازون)

بدون MyoWare ، به اجزای قبلی (بدون MyoWare) و همچنین موارد زیر نیاز خواهید داشت:

• منبع تغذیه با +12 ولت ، -12 ولت و 5 ولت (همانطور که در این دستورالعمل نشان داده شده است می توانید آن را با PS رایانه تهیه کنید)
• اگر کابل برق منبع تغذیه شما یک کابل 3 شاخه است ، ممکن است به یک آداپتور سه شاخه/دو شاخه یا دوشاخه تقلبی نیاز داشته باشید. (گاهی اوقات آن شاخک اضافی می تواند سر و صدای ناخواسته ایجاد کند).
• مولتی متر
• Intrumentation Amplifier AD620
• OpAmps 2 x LM324 (یا مشابه)
• دیودها 3 x 1N4007 (یا مشابه)

• خازن ها

  • غیر قطبی (می تواند خازن های سرامیکی ، پلی استر و غیره باشد)

    • 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

  • Polarized (خازن الکترولیتی)

    2 x 1mF

• مقاومت ها

  • 1 x 100 اهم
  • 1 x 3.9k اهم
  • 1 x 5.6k اهم
  • 1 x 1.2k اهم
  • 1 x 2.7k اهم
  • 3 x 8.2k اهم
  • 1 x 6.8k اهم
  • 2 x 1k اهم
  • 1 x 68k اهم
  • 1 x 20k اهم
  • 4 x 10k اهم
  • 6 x 2k اهم
  • پتانسیومتر 1 x 10k اهم

مرحله 2: (با MyoWare) الکترودها را آماده کرده و آنها را وصل کنید

برای این قسمت ما به سنسور MyoWare و 3 الکترود نیاز داریم.

اگر مانند ما الکترودهای بزرگ دارید ، باید لبه ها را ببرید تا قطر آن کاهش یابد ، در غیر این صورت ، الکترود دیگر را مسدود می کند که باعث تداخل سیگنال می شود.

MyoWare را همانطور که در صفحه 4 دفترچه راهنمای سنسور مشخص شده است ، وصل کنید.

مرحله 3: (با MyoWare) سنسور را به برد آردوینو وصل کنید

برد MyoWare دارای 9 پین است: RAW ، SHID ، GND ، + ، - ، SIG ، R ، E و M. سیگنال خروجی ، متصل به 3 کابل بزرگ (~ 2 فوت).

همانطور که در بالا ذکر شد ، پین "+" باید به پین 5V آردوینو ، "-" به GND و برای SIG به یک فیلتر اضافی برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی در دامنه سیگنال وصل شود.

برای بلندگو فقط باید سیم مثبت را به پین 13 و منفی را به GND وصل کنیم.

و ما آماده کد هستیم !!!

مرحله 4: (بدون MyoWare) مدار تهویه سیگنال را بسازید

این مدار با 8 مرحله یکپارچه شده است:

1. تقویت کننده ابزار دقیق
2. فیلتر پایین گذر
3. فیلتر گذر بالا
4. تقویت کننده اینورتر
5. یکسو کننده دقیق موج کامل
6. فیلتر کم گذر منفعل
7. تقویت کننده دیفرانسیل
8. کلیپر موازی جانبدار

1. تقویت کننده ابزار دقیق

این مرحله برای پیش تقویت سیگنال با 500 Gain و حذف سیگنال 60 هرتز که ممکن است در سیستم باشد استفاده می شود. این یک سیگنال با حداکثر دامنه 200 میلی ولت به ما می دهد.

2. فیلتر کم گذر

این فیلتر برای از بین بردن هرگونه سیگنال بالای 300 هرتز استفاده می شود.

3. فیلتر گذر بالا

این فیلتر برای جلوگیری از هرگونه سیگنال کمتر از 20 هرتز با حرکت الکترودها هنگام پوشیدن استفاده می شود.

4. تقویت کننده اینورتر

با تقویت 68 ، این تقویت کننده سیگنالی با دامنه متغیر - 8 تا 8 ولت تولید می کند.

5. یکسو کننده دقیق موج کامل

این یکسو کننده هر سیگنال منفی را به یک سیگنال مثبت تبدیل می کند و فقط یک سیگنال مثبت برای ما باقی می گذارد. این مفید است زیرا آردوینو فقط سیگنالی از 0 تا 5 ولت را در ورودی های آنالوگ می پذیرد.

6. فیلتر کم گذر منفعل

ما از 2 خازن الکترولیتی 1000uF برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی در دامنه استفاده می کنیم.

7. تقویت کننده دیفرانسیل

پس از مرحله 6 ، متوجه می شویم که سیگنال ما دارای ولتاژ 1.5 ولت است ، این بدان معناست که سیگنال ما نمی تواند تا 0 ولت ، فقط تا 1.5 ولت و حداکثر 8 ولت پایین بیاید. تقویت کننده دیفرانسیل از یک سیگنال استفاده می کند 1.5 ولت (با تقسیم کننده ولتاژ و 5 ولت ، تنظیم شده با پتانسیومتر 10k) و سیگنالی که می خواهیم تغییر دهیم و 1.5 ولت را به سیگنال ماهیچه ها می رساند و یک سیگنال زیبا با حداقل 0 ولت و حداکثر برای ما باقی می گذارد. از 6.5 ولت

8. تعصب گیر موازی

سرانجام ، همانطور که قبلاً اشاره کردیم ، آردوینو فقط سیگنال هایی با حداکثر دامنه 5 ولت می پذیرد. به منظور کاهش حداکثر دامنه سیگنال ، باید ولتاژ بالای 5 ولت را حذف کنیم. این Clipper به ما در دستیابی به آن کمک می کند.

مرحله 5: (بدون MyoWare) الکترودها را به مدار و آردوینو وصل کنید

الکترودهایی که در دوسر بازو قرار می گیرند الکترودهای 1 ، 2 هستند و الکترود نزدیک به آرنج به عنوان الکترود مرجع شناخته می شود.

الکترود 1 و 2 به ورودی های + و - AD620 متصل هستند ، مهم نیست که در چه ترتیبی باشد.

الکترود مرجع به GND متصل می شود.

سیگنال فیلتر شده مستقیماً به پین A0 آردوینو می رود.

** فراموش نکنید که GND ARDUINO را به GND مدار متصل کنید **

مرحله ششم: کد !

در نهایت ، کدها.

1. اولین مورد ، رفت و برگشت فرکانس از 400 هرتز تا 912 هرتز است که بستگی به دامنه سیگنال بدست آمده از دوسر بازو دارد.

2. دومین اکتاو سوم مقیاس C شهردار است ، بسته به دامنه ای که انتخاب می کند.

شما می توانید فراوانی ها را در ویکی پدیا پیدا کنید ، فقط اعشار را نادیده بگیرید

مرحله 7: نتایج نهایی

اینها نتایج بدست آمده هستند ، شما می توانید کد را برای پخش نت هایی که می خواهید تغییر دهید !!!

مرحله بعدی این پروژه ادغام برخی از موتورهای پله ای و سایر محرک ها به منظور نواختن یک ساز موسیقی است. و همچنین برای دریافت سیگنال های قوی تمرین کنید.

حالا ماهیچه های خود را وادار کنید تا برای شما موسیقی بازی کنند. خوش بگذره!!:)