Мускулна музика с Arduino: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Здравейте всички, това е първият ми Instructables, този проект е вдъхновен след гледане на видео рекламата на Old Spice Muscle Music, където можем да гледаме как Тери Крюс свири на различни инструменти с EMG сигнали.

Планираме да започнем това пътуване с този първи проект, където генерираме сигнал с квадратна вълна с честота, която варира в зависимост от амплитудата на получения EMG сигнал. По -късно този сигнал ще бъде свързан към високоговорител, за да възпроизведе тази честота.

За да изградим този проект, ще използваме като ядро, Arduino UNO и MyoWare мускулен сензор. Ако не можете да получите сензор MyoWare, не се притеснявайте, ние ще ви обясним как да създадете свой собствен, Това е малко коварно, но си струва да опитате, тъй като ще научите МНОГО !!

Е, нека започнем.

Стъпка 1: Вземете необходимите части

Има два начина за изграждане на този проект: с помощта на сензора MyoWare (стъпки 2 и 3) и без него (стъпки 4 и 5).

Използването на сензора MyoWare е по -лесно, тъй като не изисква напреднали познания по електрониката, това е почти просто plug and play. Без MyoWare изисква да имате известни познания за OpAmps, като усилване и филтриране, както и коригиране на сигнал. Този начин е по -труден, но ви позволява да разберете какво стои зад веригата MyoWare.

За начина на MyoWare се нуждаем от следните компоненти и инструменти:

• MyoWare мускулен сензор (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Говорителят
• Платка
• 22 AWG кабел
• 3 x 3M електроди (Amazon)
• Отвертка
• 2 x клипове от алигатор
• USB кабел Arduino
• Машини за сваляне на тел
• 1 x 1000uF (Amazon)

Без MyoWare ще ви трябват предишните компоненти (без MyoWare), както и:

• Захранване с +12 V, -12 V и 5 V (можете да направите своя собствена с компютърна PS, както е показано в тази инструкция)
• Ако вашият захранващ кабел за променлив ток е кабел с 3 зъба, може да се нуждаете от адаптер с три зъба/с два зъба или щепсел. (Понякога този допълнителен зъб може да генерира нежелан шум).
• Мултиметър
• Интрументационен усилвател AD620
• OpAmps 2 x LM324 (или подобен)
• Диоди 3 x 1N4007 (или подобни)

• Кондензатори

  • Неполяризирани (могат да бъдат керамични кондензатори, полиестер и др.)

    • 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

  • Поляризиран (електролитен кондензатор)

    2 x 1 mF

• Резистори

  • 1 x 100 ома
  • 1 x 3,9 k ома
  • 1 x 5.6k ома
  • 1 x 1.2k ома
  • 1 x 2,7 k ома
  • 3 x 8,2 k ома
  • 1 x 6.8k ома
  • 2 x 1k ома
  • 1 x 68k ома
  • 1 x 20k ома
  • 4 x 10k ома
  • 6 x 2k ома
  • 1 x 10k Ohms потенциометър

Стъпка 2: (С MyoWare) Подгответе електроди и ги свържете

За тази част се нуждаем от сензора MyoWare и 3 електрода.

Ако имате големи електроди, както ние, трябва да отрежете ръбовете, за да намалите диаметъра му, в противен случай той ще блокира другия електрод, което ще причини смущения в сигнала.

Свържете MyoWare, както е отбелязано на четвъртата страница от Ръководството на сензора.

Стъпка 3: (С MyoWare) Свържете сензора към дъската Arduino

Платката MyoWare има 9 пина: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E и M. За този проект ние изискваме само " +" за свързване на 5V, " -" за заземяване и "SIG" за изходен сигнал, свързан с 3 големи кабела (~ 2 фута).

Както бе споменато по-горе, "+" щифтът трябва да бъде свързан към 5V пина на Arduino, "-" към GND и за SIG се нуждаем от допълнителен филтър, за да избегнем внезапни промени в амплитудата на сигнала.

За високоговорителя трябва само да свържем положителния проводник към щифта 13 и отрицателния към GND.

И ние сме готови за кода !!!

Стъпка 4: (Без MyoWare) Изградете кондициониращата верига на сигнала

Тази схема е интегрирана от 8 етапа:

1. Инструментален усилвател
2. Нискочестотен филтър
3. Високочестотен филтър
4. Инверторен усилвател
5. Прецизен токоизправител с пълна вълна
6. Пасивен нискочестотен филтър
7. Диференциален усилвател
8. Склонен паралелен нож за подстригване

1. Инструментален усилвател

Този етап се използва за предварително усилване на сигнала с усилване 500 и елиминиране на 60 Hz сигнал, който може да бъде в системата. Това ще ни осигури сигнал с максимална амплитуда 200 mV.

2. Нискочестотен филтър

Този филтър се използва за премахване на всеки сигнал над 300 Hz.

3. Високочестотен филтър

Този филтър се използва, за да се избегне сигнал, по -нисък от 20 Hz, генериран от движението на електродите, докато го носите.

4. Инверторен усилвател

С усилване 68, този усилвател ще генерира сигнал с амплитуда, варираща от - 8 до 8 V.

5. Токоизправител с пълна вълна

Този токоизправител преобразува всеки отрицателен сигнал в положителен сигнал, оставяйки ни само положителен сигнал. Това е полезно, защото Arduino приема само сигнал от 0 до 5 V в аналоговите входове.

6. Пасивен нискочестотен филтър

Използваме 2 x 1000uF електролитни кондензатора, за да избегнем внезапни промени в амплитудата.

7. Диференциален усилвател

След етап 6 осъзнаваме, че нашият сигнал има отместване от 1,5 V, това означава, че нашият сигнал не може да слезе до 0 V, само до 1,5 V и максимум 8 волта. Диференциалният усилвател ще използва сигнал от 1.5 V (получен с делител на напрежение и 5V, регулиран с 10k потенциометър) и сигнала, който искаме да модифицираме и ще остави 1,5 V към мускулния сигнал, оставяйки ни с красив сигнал с минимум 0 V и максимум от 6,5 V.

8. Наклонена паралелна машинка за подстригване

И накрая, както споменахме преди, Arduino приема само сигнали с максимална амплитуда от 5 V. За да намалим максималната амплитуда на нашия сигнал, трябва да премахнем напрежението над 5 волта. Този Clipper ще ни помогне да постигнем това.

Стъпка 5: (Без MyoWare) Свържете електродите към веригата и Arduino

Електродите, поставени в бицепсите, са електродите 1, 2, а най -близкият до лакътя електрод е известен като референтния електрод.

Електродът 1 и 2 са свързани към + и - входовете на AD620, няма значение в кой ред.

Референтният електрод е свързан към GND.

Филтрираният сигнал отива директно към щифта A0 на Arduino.

** НЕ ЗАБРАВЯЙТЕ ДА СЕ СВЪРЗВАТЕ GND на ARDUINO с GND на веригата **

Стъпка 6: Кодът !

И накрая, кодовете.

1. Първият е размах на честота от 400 Hz до 912 Hz, в зависимост от амплитудата на сигнала, получен от бицепсите.

2. Вторият е третата октава от скалата на C кмет, в зависимост от амплитудата, която ще избере тон.

Можете да намерите честотите в Уикипедия, просто игнорирайте десетичните знаци

Стъпка 7: Крайни резултати

Това са получените резултати, МОЖЕТЕ да промените кода, за да свирите нотите, които ИСКАТЕ !!!

Следващият етап от този проект е да интегрира някои стъпкови двигатели и други видове задвижвания, за да свири на музикален инструмент. А също и тренировка за получаване на силни сигнали.

Сега накарайте мускулите ви да свирят на МУЗИКА. ЗАБАВЛЯВАЙ СЕ!!:)