Sensore Emg fai-da-te con e senza microcontrollore: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Benvenuto nella piattaforma di istruzione per la condivisione della conoscenza. In questo tutorial parlerò di come realizzare un circuito EMG di base e dietro i calcoli matematici coinvolti in esso. È possibile utilizzare questo circuito per osservare le variazioni degli impulsi muscolari, controllare il servo, come joystick, controller di velocità del motore, luce e molti altri apparecchi. e la terza immagine indica l'output quando non viene fornito alcun input.

Forniture

COMPONENTI NECESSARI

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

RESISTORE

10K -X2

1K-X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODI -X3

CONDENSATORE -22 nf (per 555 TIMER IC)

CONDENSATORE -1U -X3

CONDENSATORE ELETTROLITICO -1U (IN USCITA)

Passaggio 1: passaggi coinvolti nella costruzione di Emg

1 Progettazione dell'amplificatore per strumentazione

2 Filtro passa alto

3 Raddrizzatore d'onda a mezzo ponte

4 Circuito di lisciatura

(opzionale)

Generatore di segnale 5 pwm. (per escludere il microcontrollore).

Fase 2: AMPLIFICATORE DELLA STRUMENTAZIONE

1 amplificatore per strumentazione

In questo passaggio sono necessari tre Lm741 ic. Prima di realizzare il circuito, collegare la batteria come mostrato in figura1

il rosso indica 9v positivo e il nero indica -9v e i fili verdi come massa

Ora la fase successiva è creare un amplificatore differenziale. Prendi un Lm741 ic e collega il pin 7 al positivo e il pin 4 al negativo (non a terra). Prendi un resistore da 10 k e collega tra 2 e 6 di lm741 ic. Prendi il secondo lm741 e fai la connessione come prima Lm741 ic. Ora aggiungi un resistore da 500 ohm, un terminale del resistore da 500 ohm al primo terminale invertente di Lm741 ic e il secondo terminale del resistore da 500 ohm al secondo terminale invertente di Lm741 ic come mostrato in figura 2

Progettazione di amplificatore per strumentazione

A questo punto dobbiamo portare l'uscita del primo Lm741 ic a un terminale del resistore 1k e un altro terminale del resistore 1k al terminale invertente del terzo Lm741 ic, allo stesso modo l'uscita del secondo Lm741 ic a un terminale del resistore 1k e un altro terminale del resistore 1k al terminale non invertente del terzo Lm741 ic. Aggiungere un resistore da 1k tra il terminale invertente del terzo Lm741 ic e il pin 6 del terzo Lm741 ic e un resistore da 1k tra il terminale non invertente del terzo Lm741 ic e la massa (non negativa). Questo completa la progettazione della strumentazione amplificatore

Test di amplificatore per strumentazione

Prendi due generatori di segnale. Imposta il primo ingresso del generatore di segnale come 0,1 mv 100 hz (vuoi provare valori diversi), allo stesso modo imposta il secondo ingresso del generatore di segnale come 0,2 mv 100 hz. Il pin positivo del primo generatore di segnale sul pin 3 del primo LM741 ic e il pin negativo a massa, analogamente pin positivo del 2° generatore di segnale al pin 3 del secondo LM741 ic e pin negativo a massa

calcolo

guadagno dell'amplificatore della strumentazione

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

qui

Rf = 500 ohm

R1 = 10k

R2 = R3=1k

V1 = 0,1 mv

V2 = 0,2 mv

uscita amplificatore differenziale = V2 -V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

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

uscita dell'amplificatore della strumentazione = uscita dell'amplificatore differenziale*guadagno

uscita amplificatore strumentazione = 0.1mv * 41=4.1v

E l'uscita dell'oscilloscopio è 4v picco-picco nella figura 4, dedotta tramite il software di simulazione cad tinker, quindi il design è corretto e procediamo al passaggio successivo

Passaggio 3: FILTRO PASSA ALTO

Costruzione del filtro passa alto

In questa fase dobbiamo progettare un filtro passa alto per evitare tensioni inutili prodotte a causa del rumore. Per sopprimere il rumore dobbiamo progettare un filtro di frequenza di 50 Hz per evitare rumori inutili prodotti dalla batteria

costruzione

Prendi l'uscita dell'amplificatore della strumentazione e collegalo a un'estremità del condensatore da 1u e un'altra estremità del condensatore è collegata a un'estremità del resistore da 15 k e un'altra estremità del resistore da 15 k all'ingresso del terminale invertente del 4° Lm741 ic. Terminale non invertente del 4° Lm741 ic è messo a terra. Ora prendi una resistenza da 300k e collega tra il pin 2 e 6 del 4th Lm741 ic

calcolo

c1 =1 u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

frequenza di taglio del filtro passa alto

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

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

guadagno del filtro passa alto

Ah=-Rf/R1

Ah=-300k/15k=20

quindi l'uscita dall'amplificatore della strumentazione viene passata come ingresso al filtro passa alto che amplificherà il segnale 20 volte e il segnale al di sotto di 50 Hz viene attenuato

Fase 4: CIRCUITO DI LEVIGATURA

Circuito levigante

Il microcontrollore accetta la lettura da 0 a 5v (qualsiasi altra tensione specificata dal microcontrollore) qualsiasi altra lettura diversa da quella specificata può dare un risultato distorto, quindi il dispositivo periferico come servo, led, motore potrebbe non funzionare correttamente. Quindi è necessario convertire il segnale a doppia faccia in singolo segnale laterale. Per raggiungere questo obiettivo è necessario costruire un raddrizzatore a ponte a mezza onda (o raddrizzatore a ponte a onda intera)

Costruzione

L'uscita dal filtro passa alto è data all'estremità positiva del 1° diodo, l'estremità negativa del 1° diodo è collegata all'estremità negativa del 2° diodo. L'estremità positiva del secondo diodo è messa a terra. L'uscita è presa dalla giunzione dei diodi dell'estremità negativa. Ora l'uscita sembra un'uscita rettificata dell'onda sinusoidale. Non possiamo fornire direttamente al microcontrollore per il controllo dei dispositivi periferici perché l'uscita varia ancora nel formato sin a semionda. Dobbiamo ottenere un segnale cc costante nell'intervallo da 0 a 5 V. Questo può essere ottenuto da l'uscita dal raddrizzatore a semionda all'estremità positiva del condensatore da 1 uf e l'estremità negativa del condensatore è collegata a terra

CODICE:

#includere

Servo mio servo;

int potpin = 0;

configurazione nulla()

{

Serial.begin(9600);

mioservo.attach(13);

}

ciclo vuoto()

{

val = analogRead(potpin);

Serial.println(val);

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

mioservo.write(val);

ritardo(15);

Serial.println(val);

}

Step 5: SENZA VERSIONE MICRO-CONTROLLER (OPZIONALE)

Coloro che sono stufi della programmazione aurdino o non amano programmare non si preoccupano. Abbiamo una soluzione per questo. Audino utilizza la tecnica di modulazione della larghezza di impulso per eseguire il dispositivo periferico (servo, led, motore). Dobbiamo progettare lo stesso. Aurdino Il segnale pwm varia tra 1 ms e 2,5 ms. Qui 1 ms indica il segnale minimo o spento e 2,5 ms indica che il segnale è completamente attivo. Nel periodo di tempo intermedio può essere utilizzato per controllare altri parametri del dispositivo periferico come il controllo della luminosità del led, l'angolo del servo, il controllo della velocità del motore, ecc

Costruzione

abbiamo bisogno di collegare l'uscita dal circuito di livellamento a un'estremità del resistore da 5.1k e un'altra estremità alla connessione parallela di 220k e diodo un punto. Un'estremità di 220k collegato in parallelo e il diodo è collegato al pin 7 di 555 timer ic e un altro punto pin 2 di 555 timer ic. I pin 4 e 8 del timer 555 sono collegati a 5 volt e il pin 1 è collegato a terra. Un condensatore di 22nf e 0,1 uf è collegato tra il pin 2 e la massa. L'uscita è presa dal pin tre del timer 555 ic

Congratulazioni, hai escluso con successo il micro controller

Passaggio 6: COME UTILIZZARE IL CIRCUITO