Svalová hudba s Arduinom: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Ahoj všetci, toto je môj prvý Instructables, tento projekt bol inšpirovaný po zhliadnutí videoreklamy Old Spice Muscle Music, kde môžeme sledovať, ako Terry Crews hrá na rôzne nástroje so signálmi EMG.

Túto cestu plánujeme začať týmto prvým projektom, kde generujeme signál štvorcovej vlny s frekvenciou, ktorá sa líši v závislosti od amplitúdy získaného signálu EMG. Neskôr bude tento signál pripojený k reproduktoru, ktorý bude hrať túto frekvenciu.

Na vybudovanie tohto projektu použijeme ako jadro Arduino UNO a svalový senzor MyoWare. Ak nemôžete získať senzor MyoWare, nebojte sa, vysvetlíme vám, ako si vytvoriť svoj vlastný. Je to trochu náročné, ale stojí za to to vyskúšať, pretože sa veľa naučíte !!

Začnime.

Krok 1: Získajte požadované diely

Existujú dva spôsoby, ako vytvoriť tento projekt: pomocou senzora MyoWare (krok 2 a 3) a bez neho (krok 4 a 5).

Používanie senzora MyoWare je jednoduchšie, pretože nevyžaduje pokročilé znalosti o elektronike, je to takmer len zapojenie a prehrávanie. Bez systému MyoWare vyžaduje, aby ste mali určité znalosti o OpAmps, ako je zosilnenie a filtrovanie, ako aj oprava signálu. Tento spôsob je náročnejší, ale umožňuje vám pochopiť, čo sa skrýva za obvodom MyoWare.

Na cestu MyoWare potrebujeme nasledujúce súčasti a nástroje:

• Svalový senzor MyoWare (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Rečník
• Breadboard
• 22 AWG kábel
• 3 x 3M elektródy (Amazon)
• Skrutkovač
• 2 x aligátorové spony
• USB kábel Arduino
• Odizolovače drôtov
• 1 x 1000uF (Amazon)

Bez MyoWare budete potrebovať predchádzajúce komponenty (bez MyoWare) a tiež:

• Napájanie +12 V, -12 V a 5 V (môžete si vytvoriť svoj vlastný pomocou počítača PS, ako je znázornené v tomto návode)
• Ak je napájací kábel striedavého prúdu trojžilovým káblom, možno budete potrebovať trojžilový alebo dvojžilový adaptér alebo zástrčku podvádzača. (Niekedy môže tento zvláštny hrot vytvárať nežiaduce zvuky).
• Multimetr
• Zosilňovač dokumentov AD620
• Operačné zosilňovače 2 x LM324 (alebo podobné)
• Diódy 3 x 1N4007 (alebo podobné)

• Kondenzátory

  • Nepolarizované (môžu to byť keramické kondenzátory, polyester atď.)

    • 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

  • Polarizovaný (elektrolytický kondenzátor)

    2 x 1 mF

• Rezistory

  • 1 x 100 ohmov
  • 1 x 3,9 kOhm
  • 1 x 5,6 kOhm
  • 1 x 1,2 kOhm
  • 1 x 2,7 kOhm
  • 3 x 8,2 kOhm
  • 1 x 6,8 kOhm
  • 2 x 1 kOhm
  • 1 x 68 kOhm
  • 1 x 20 kOhm
  • 4 x 10 kOhm
  • 6 x 2 kOhm
  • Potenciometer 1 x 10 kOhm

Krok 2: (S MyoWare) Pripravte elektródy a pripojte ich

Na túto časť potrebujeme senzor MyoWare a 3 elektródy.

Ak máte veľké elektródy ako my, musíte orezať okraje, aby ste zmenšili ich priemer, inak zablokuje druhú elektródu, čo spôsobí rušenie signálu.

Pripojte zariadenie MyoWare tak, ako je to vyznačené na 4. strane príručky senzorov.

Krok 3: (S MyoWare) Pripojte snímač k doske Arduino

Doska MyoWare má 9 pinov: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E a M. Pre tento projekt vyžadujeme iba „ +“na pripojenie 5V, „ -“pre uzemnenie a „SIG“pre výstupný signál, spojený s 3 veľkými káblami (~ 2 ft).

Ako bolo uvedené vyššie, „+“pin je potrebné pripojiť k 5V pinu Arduina, „-“k GND a pre SIG potrebujeme ďalší filter, aby sme sa vyhli náhlym zmenám amplitúdy signálu.

K reproduktoru potrebujeme pripojiť iba kladný vodič na pin 13 a záporný na GND.

A sme pripravení na kód !!!

Krok 4: (Bez MyoWare) Postavte kondicionačný obvod signálu

Tento obvod je integrovaný do 8 stupňov:

1. Prístrojový zosilňovač
2. Nízkopriepustný filter
3. High-pass filter
4. Invertorový zosilňovač
5. Presný usmerňovač s plnou vlnou
6. Pasívny dolnopriepustný filter
7. Diferenciálny zosilňovač
8. Predpätý paralelný strojček

1. Zosilňovač prístrojov

Táto fáza sa používa na predbežné zosilnenie signálu zosilnením 500 a elimináciu signálu 60 Hz, ktorý sa môže nachádzať v systéme. Získame tým signál s maximálnou amplitúdou 200 mV.

2. Nízkopriepustný filter

Tento filter sa používa na odstránenie akéhokoľvek signálu nad 300 Hz.

3. High-pass filter

Tento filter sa používa na zamedzenie akéhokoľvek signálu nižšieho než 20 Hz generovaného pohybom elektród pri jeho nosení.

4. Invertorový zosilňovač

So zosilnením 68 bude tento zosilňovač generovať signál s amplitúdou pohybujúcou sa od - 8 do 8 V.

5. Presný usmerňovač s plnou vlnou

Tento usmerňovač prevádza akýkoľvek negatívny signál na pozitívny signál, pričom nám zostáva iba pozitívny signál. To je užitočné, pretože Arduino prijíma v analógových vstupoch iba signál od 0 do 5 V.

6. Pasívny dolnopriepustný filter

Aby sme sa vyhli náhlym zmenám amplitúdy, používame 2 x 1 000 uF elektrolytické kondenzátory.

7. Diferenciálny zosilňovač

Po fáze 6 si uvedomujeme, že náš signál má posun 1,5 V, to znamená, že náš signál nemôže klesnúť na 0 V, iba na 1,5 V a maximálne na 8 voltov. Diferenciálny zosilňovač použije signál 1,5 V (získané deličom napätia a 5 V, upravených potenciometrom 10 k) a signál, ktorý chceme upraviť, a 1,5 V uloží do svalového signálu, čím nám zostane krásny signál s minimom 0 V a maximom 6,5 V.

8. Predpätý paralelný strojček

Nakoniec, ako sme už uviedli, Arduino prijíma iba signály s maximálnou amplitúdou 5 V. Aby sme znížili maximálnu amplitúdu nášho signálu, musíme odstrániť napätie nad 5 voltov. Tento Clipper nám to pomôže dosiahnuť.

Krok 5: (Bez MyoWare) Pripojte elektródy k obvodu a Arduinu

Elektródy umiestnené v bicepsoch sú elektródy 1, 2 a elektróda najbližšie k lakťu je známa ako referenčná elektróda.

Elektróda 1 a 2 sú pripojené k vstupom + a - na AD620 bez ohľadu na to, v akom poradí.

Referenčná elektróda je pripojená k GND.

Filtrovaný signál ide priamo na pin A0 Arduina.

** NEZABUDNITE SPOJIŤ GND ARDUINA NA GND OKRUHU **

Krok 6: Kód !!

Nakoniec kódy.

1. Prvý z nich je pohyb frekvencie od 400 Hz do 912 Hz, v závislosti od amplitúdy signálu získaného z bicepsu.

2. Druhá je treťou oktávou stupnice primátora C, v závislosti od amplitúdy zvolí tón.

Frekvencie nájdete na Wikipédii, desatinné miesta jednoducho ignorujte

Krok 7: Konečné výsledky

Toto sú získané výsledky, môžete kód zmeniť tak, aby hral noty, ktoré CHCETE !!!

Ďalšou fázou tohto projektu je integrácia niektorých krokových motorov a iných typov pohonov, aby bolo možné hrať na hudobný nástroj. A tiež cvičte, aby ste získali silné signály.

Teraz prinútite svaly, aby vám hrali HUDBU. ZABAVTE SA !!:)