DIY snímač Emg s a bez mikro-ovládača: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Vitajte na platforme návodov na zdieľanie znalostí. V tomto návode budem diskutovať o tom, ako vytvoriť základný obvod emg a za ním zahrnuté matematické výpočty. Tento obvod môžete použiť na sledovanie variácií svalového pulzu, ovládania serva, ako joysticku, regulátora otáčok motora, svetla a mnohých ďalších zariadení. Prvý obrázok ukazuje schému zapojenia, ktorá je navrhnutá v softvéri ltspice, druhý obrázok ukazuje simulačný výstup ltspice, keď je zadaný vstup. a tretí obrázok indikuje výstup, ak nie je zadaný žiadny vstup.

Zásoby

POŽADOVANÉ KOMPONENTY

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

ODPOR

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1,5 K -X1

15K -X1

300 000 x 1

220K -X1

5K -X1

DIODY -X3

KAPACITOR -22 nf (pre 555 TIMER IC)

KAPACITOR -1U -X3

ELEKTROLYTICKÝ KAPACITOR -1U (NA VÝSTUPE)

Krok 1: Kroky zapojené do konštrukcie obr

1 Konštrukcia zosilňovača prístrojov

2 Hornopriepustný filter

3 Polovičný mostíkový usmerňovač vlny

4 Vyhladzovací obvod

(voliteľné)

Generátor signálu 5 pwm. (S vylúčením mikrokontroléra).

Krok 2: INSTRUMENTAČNÝ ZOSILŇOVAČ

1 Zosilňovač prístrojov

V tomto kroku požadujeme tri Lm741 ic. Pred vytvorením obvodu zapojte batériu podľa obrázku 1

červená označuje kladné 9 V a čierna označuje -9 V a zelené vodiče sú uzemnené

Teraz je ďalšou fázou vytvorenie diferenciálneho zosilňovača. Vezmite jeden prepojovací kolík Lm741 ic 7 na kladný a kolík 4 na záporný (nie uzemnený). Vezmite 10k rezistorový spoj medzi 2 a 6 z lm741 ic. Vezmite druhé lm741 a urobte pripojenie rovnaké ako prvé Lm741 ic. Teraz pridajte odpor 500 ohmov, jednu svorku rezistora 500 ohmov k prvej invertujúcej svorke ic Lm741 a druhú svorku rezistora 500 ohmov na druhú invertujúcu svorku Lm741 ic, ako je znázornené na obrázku 2

Návrh zosilňovača prístrojov

V tomto štádiu musíme vziať výstup prvého Lm741 ic na jeden terminál odporu 1k a ďalší terminál rezistora 1k na invertujúci terminál tretieho Lm741 ic, podobne výstup druhého Lm741 ic na jeden terminál rezistora 1k a ďalší terminál rezistora 1k na neinvertujúci terminál tretieho Lm741 ic. Pridajte 1k odpor medzi invertujúci terminál tretieho Lm741 ic a pin 6 tretieho Lm741 ic a 1k odpor medzi neinvertujúci terminál tretieho Lm741 ic a uzemnenie (nie je záporné). Tým sa dokončí návrh prístrojového vybavenia. zosilňovač

Testovanie prístrojového zosilňovača

Vezmite dva generátory signálu. Nastavte vstup prvého generátora signálu na 0,1 mv 100 Hz (ak si želáte vyskúšať rôzne hodnoty), podobne nastavte vstup druhého generátora signálu na 0,2 mv 100 Hz. Kladný kolík 1. generátora signálu na kolík 3 prvého ic LM741 a záporný kolík na zem, podobne kladný pin 2. generátora signálu na pin 3 druhého ic LM741 a záporný pin na uzemnenie

kalkulácia

zosilnenie prístrojového zosilňovača

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

tu

Rf = 500 ohmov

R1 = 10 tis

R2 = R3 = 1k

V1 = 0,1 mv

V2 = 0,2 mv

výstup diferenciálneho zosilňovača = V2 -V1 = 0,2 mv -0,1 mv = 0,1 mv

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

výstup prístrojového zosilňovača = výstup diferenciálneho zosilňovača*zosilnenie

výstup zosilňovača prístrojov = 0,1mv * 41 = 4,1v

A výstup osciloskopu je 4v od vrcholu k vrcholu na obrázku 4, odvodený prostredníctvom softvéru na simuláciu tinker cad, preto je návrh správny a pokračujeme k ďalšiemu kroku

Krok 3: FILTER S VYSOKÝM PRECHODOM

Konštrukcia vysoko priepustného filtra

V tejto fáze musíme navrhnúť vysokopriepustný filter, aby sme sa vyhli zbytočnému napätiu spôsobenému hlukom. Na potlačenie šumu musíme navrhnúť filter s frekvenciou 50 Hz, aby sme sa vyhli zbytočnému bzučaniu, ktoré vytvára batéria

konštrukcia

Vezmite výstup zosilňovača prístrojov a pripojte ho k jednému koncu 1u kondenzátora a ďalší koniec kondenzátora je pripojený k jednému koncu rezistora 15 k a druhému koncu 15 k rezistora k invertujúcemu koncovému vstupu 4. Lm741 ic. Neinvertujúci terminál 4. Lm741 ic je uzemnený. Teraz vezmite 300k rezistor pripojte medzi kolíky 2 a 6 4. Lm741 ic

kalkulácia

c1 = 1u

R1 = 15k

R2 = Rf = 300 K

medzná frekvencia hornopriepustného filtra

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

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

zosilnenie hornopriepustného filtra

Ah = -Rf/R1

Ah = -300k/15k = 20

takže výstup zo zosilňovača prístrojov je vedený ako vstup do hornopriepustného filtra, ktorý zosilní signál 20 -krát a signál pod 50 Hz sa zoslabí

Krok 4: OBMEDZENÝ OKRUH

Vyrovnávací obvod

Mikrokontrolér akceptuje čítanie od 0 do 5v (akékoľvek iné napätie špecifikované mikrokontrolérom) akékoľvek iné čítanie iné ako špecifikované hodnotenie môže poskytnúť skreslený výsledok, preto periférne zariadenie, ako je servo, LED, motor nemusí správne fungovať. Preto je potrebné previesť obojstranný signál na jeden obojstranný signál. Aby sme to dosiahli, musíme skonštruovať polovičný vlnový usmerňovač (alebo usmerňovač s plným vlnovým mostom)

Konštrukcia

Výstup z hornopriepustného filtra je daný kladným koncom 1. diódy, záporný koniec 1. diódy je spojený so záporným koncom 2. diódy. Pozitívny koniec 2. diódy je uzemnený. Výstup je odobratý zo spojenia záporných koncových diód. Teraz výstup vyzerá ako usmernený výstup sínusovej vlny. Nemôžeme priamo dávať mikrokontroléru na ovládanie periférnych zariadení, pretože výstup sa stále líši vo formáte polvlnového hriechu. Potrebujeme získať konštantný DC signál v rozsahu od 0 do 5v. To sa dá dosiahnuť výstup z polovičného usmerňovača na kladný koniec 1uf kondenzátora a záporný koniec kondenzátora je uzemnený

KÓD:

#zahrnúť

Servo myservo;

int potpin = 0;

neplatné nastavenie ()

{

Serial.begin (9600);

myservo.attach (13);

}

prázdna slučka ()

{

val = analogRead (potpin);

Serial.println (val);

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

myservo.write (val);

oneskorenie (15);

Serial.println (val);

}

Krok 5: BEZ VERZIE MIKRO OVLÁDAČA (VOLITEĽNÉ)

Tí, ktorých programovanie aurdino omrzelo alebo sa im programovanie nepáči, sa nebojte. Máme na to riešenie. Aurdino používa na spustenie periférneho zariadenia (servo, LED, motor) techniku modulácie šírky impulzu. Musíme navrhnúť to isté. Aurdino Signál pwm sa pohybuje od 1 ms do 2,5 ms. Tu 1 ms označuje minimálny alebo vypnutý signál a 2,5 ms znamená, že signál je úplne zapnutý. V medziobdobí je možné použiť na ovládanie ďalších parametrov periférneho zariadenia, ako je ovládanie jasu diódy, uhla serva, ovládanie rýchlosti motora atď

Konštrukcia

potrebujeme pripojiť výstup z vyhladzovacieho obvodu na jeden koniec rezistora 5,1 k a druhý koniec na paralelné pripojenie 220 k a diódu jeden bod. jeden koniec paralelne zapojeného 220 k a dióda je pripojený na pin 7 z 555 ic časovača a ďalší bod pin 2 z Ic. Časovača 555. Pin 4 a 8 z časovača 555 je pripojený na 5 voltov a kolík 1 je uzemnený. Kondenzátor 22nf a 0,1 uf je zapojený medzi pin 2 a uzemnenie. Výstup sa odoberá z pinu tri z 555 ic časovača

Blahoželáme, úspešne ste vylúčili mikroprocesor

Krok 6: AKO POUŽÍVAŤ OBVOD