Sensor EMG de bricolatge amb i sense microcontrolador: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Benvingut a la plataforma instructables per compartir coneixement. En aquest instructable parlaré de com fer un circuit bàsic d’emg i el càlcul matemàtic que hi participa. Podeu utilitzar aquest circuit per observar les variacions del pols muscular, controlar el servo, com el joystick, el controlador de velocitat del motor, la llum i molts aparells d’aquest tipus. i la tercera imatge indica la sortida quan no es dóna cap entrada.

Subministraments

COMPONENTS NECESSARIS

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

RESISTOR

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1,5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODES -X3

CAPACITOR -22 nf (per 555 TIMER IC)

CAPACITADOR -1U -X3

CAPACITADOR ELECTROLÍTIC -1U (A LA SORTIDA)

Pas 1: passos implicats en la construcció d'emg

1 disseny d'amplificador d'instrumentació

2 Filtre de pas alt

3 Rectificador d'ones de mig pont

4 Circuit de suavitzat

(opcional)

Generador de senyals de 5 pwm. (Per excloure el microcontrolador).

Pas 2: AMPLIFICADOR D'INSTRUMENTACIÓ

1 amplificador d'instrumentació

En aquest pas necessitem tres ic Lm741 Abans de fer un circuit connecteu la bateria tal com es mostra a la figura 1

el vermell indica 9v positiu i el negre indica -9v i els cables verds com a terra

Ara la següent fase és fer un amplificador diferencial. Agafeu un Lm741 ic connecteu el pin 7 a positiu i el pin 4 a negatiu (no a terra). Agafeu la resistència de 10 k connecteu entre 2 i 6 de lm741 ic. Agafeu el segon lm741 que la connexió sigui igual que la primera Ara afegiu una resistència de 500 ohms, un terminal de resistència de 500 ohm al primer terminal inversor de Lm741 ic i un segon terminal de resistència de 500 ohm al segon terminal inversor de Lm741 ic, tal com es mostra a la figura 2

Disseny d'amplificadors d'instrumentació

En aquesta etapa hem de portar la sortida del primer Lm741 ic a un terminal de resistència 1k i un altre terminal de la resistència 1k a terminal inversor del tercer Lm741 ic, de manera similar la sortida del segon Lm741 ic a un terminal de la resistència 1k i un altre terminal de la resistència 1k a la terminal no inversora del tercer Lm741 ic. Afegiu una resistència 1k entre el terminal inversor del tercer Lm741 ic i el pin 6 del tercer Lm741 ic i la resistència 1k entre el terminal no inversor del tercer Lm741 ic i el sòl (no negatiu). Això completa el disseny de la instrumentació amplificador

Proves d'amplificadors d'instrumentació

Prengui dos generadors de senyal. Estableix la primera entrada del generador de senyal com a 0,1mv 100 hz (vols provar valors diiferents), estableix de manera similar la segona entrada del generador de senyal com a 0,2mv 100hz. Pin positiu del primer generador de senyal al pin 3 del primer LM741 ic i pin negatiu a terra, pin similar positiu del segon generador de senyal al pin 3 del segon LM741 ic i pin negatiu a terra

càlcul

guany d'amplificació d'instrumentació

guany = (1+ (2 * R1) / Rf) * R2 / R3

aquí

Rf = 500 ohms

R1 = 10k

R2 = R3 = 1k

V1 = 0,1 mv

V2 = 0,2 mv

sortida de l'amplificador diferencial = V2 -V1 = 0,2mv-0,1mv = 0,1mv

guany = (1+ (2 * 10k) / 500) * 1k / 1k = 41

sortida de l’amplificador d’instrumentació = sortida del guany de l’amplificador diferencial *

sortida de l’amplificador d’instrumentació = 0,1mv * 41 = 4,1v

I la sortida de l’oscil·loscopi és de 4 v de pico a pic a la figura 4, deduïda a través del programari de simulació de tinker cad, per tant, el disseny és correcte i passem al següent pas

Pas 3: FILTRE DE PASS ALT

Construcció de filtres de pas alt

En aquesta etapa hem de dissenyar un filtre de pas alt per evitar tensions innecessàries produïdes a causa del soroll. Per suprimir el soroll hem de dissenyar un filtre de freqüència de 50 Hz per evitar el soroll innecessari produït per la bateria

construcció

Preneu la sortida de l’amplificador d’instrumentació i connecteu-lo a un extrem del condensador 1u i un altre extrem del condensador està connectat a un extrem de la resistència de 15 k i a un altre extrem de la resistència de 15 k a la terminal d’inversió d’entrada de 4t Lm741 ic. està connectat a terra. Ara agafeu una resistència de 300k que es connecti entre els pins 2 i 6 del 4t Lm741 ic

càlcul

c1 = 1u

R1 = 15.000

R2 = Rf = 300K

freqüència de tall del filtre de pas alt

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

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

guany del filtre de pas alt

Ah = -Rf / R1

Ah = -300k / 15k = 20

de manera que la sortida de l'amplificador d'instrumentació es passa com a entrada al filtre de pas alt que amplificarà el senyal 20 vegades i el senyal per sota de 50 Hz s'atenua

Pas 4: CIRCUIT DE LLISCAMENT

Circuit de suavitzat

El microcontrolador accepta la lectura de 0 a 5 v (qualsevol altre voltatge especificat pel microcontrolador) qualsevol altra lectura que la qualificació especificada pot donar un resultat esbiaixat, per tant, el dispositiu perifèric com el servo, el led, el motor pot no funcionar correctament. Per tant, és necessari convertir el senyal de doble cara a simple Per aconseguir-ho, hem de construir un rectificador de mitja ona (o rectificador de pont d’ona completa)

Construcció

La sortida del filtre de pas alt es dóna a l'extrem positiu del primer díode, l'extrem negatiu del primer díode està connectat a l'extrem negatiu del segon díode. L’extrem positiu del segon díode està connectat a terra. La sortida es pren de la unió dels díodes finals negatius. Ara la sortida sembla una sortida rectificada d’ona sinusoïdal. No podem donar directament al microcontrolador per controlar dispositius perifèrics, ja que la sortida continua variant en format de sinada de mitja ona. donant sortida del rectificador de mitja ona a l'extrem positiu del condensador de 1 uf i l'extrem negatiu del condensador està connectat a terra

CODI:

#incloure

Servo miservo;

int potpin = 0;

configuració nul·la ()

{

Serial.begin (9600);

myservo.attach (13);

}

bucle buit ()

{

val = analogRead (potpin);

Serial.println (val);

val = mapa (val, 0, 1023, 0, 180);

myservo.write (val);

retard (15);

Serial.println (val);

}

Pas 5: SENSE VERSIÓ DE MICRO CONTROLADOR (OPCIONAL)

Els que estem farts de la programació aurdino o no els agrada programar no es preocupin. Tenim solució per això. Aurdino utilitza la tècnica de modulació d’amplada de pols per executar un dispositiu perifèric (servo, led, motor). Hem de dissenyar el mateix. El senyal pwm varia entre 1 ms i 2,5 ms. Aquí 1 ms indica que el senyal és mínim o apagat i 2,5 ms indica que el senyal està completament activat. Entre un període de temps es pot utilitzar per controlar altres paràmetres del dispositiu perifèric, com ara controlar la brillantor del led, l'angle de servo, controlar la velocitat del motor, etc

Construcció

necessitem connectar la sortida del circuit de suavitzat a un extrem de la resistència 5.1k i un altre extrem a la connexió paral·lela de 220k i un díode un punt. El temporitzador 555 ic. El pin 4 i el 8 del temporitzador 555 està connectat a 5 volts i el pin 1 està connectat a terra. Un condensador de 22 nf i 0,1 uf està connectat entre el pin 2 i la terra. La sortida es pren del pin tres del 555 ic temporitzador

Enhorabona, heu exclòs correctament el microcontrolador

Pas 6: COM UTILITZAR EL CIRCUIT