MuscleCom - rozhranie ovládané svalmi: 5 krokov (s obrázkami)

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

MuscleCom ponúka nový inovatívny spôsob komunikácie pre telesne postihnutých pacientov ako nikdy predtým. Meraním hodnôt EMG zo svalov osoby môže používateľ ovládať používateľské rozhranie, ktoré mu pomôže každodenne komunikovať. Použitím relatívne lacných a trvanlivých komponentov sme vyvinuli lacný a ľahko použiteľný produkt/prototyp s nízkou krivkou učenia.

Hardvérový prototyp je založený na Raspberry Pi 3 Model B v 3D tlačenom kryte, na ktorom je spustený server NodeJS s rozhraním REACT, ktoré synchronizuje impulzy zo svalov používateľov.

Príkladom ľudí, ktorí by mohli používať tento výrobok, sú pacienti s ALS a podobne. Ľudia, ktorí sú schopní ovládať (niekoľko) svalov, ale nedokážu hovoriť ani ukazovať. Toto zariadenie je ľahko použiteľné rozhranie, ktoré dáva pacientovi väčšiu nezávislosť a väčšiu zábavu.

Vezmite prosím na vedomie: Tento výrobok NIE je zdravotníckou pomôckou a nie je určený na to, aby sa používal ako taký alebo ako príslušenstvo k nemu. Navrhli ho študenti ako triedny projekt.

Krok 1: Požiadavky

Hardvérové požiadavky

• 1x Raspberry Pi 3B (OpenCircuit)
• 1x 8GB Micro SD karta + adaptér (OpenCircuit)
• 1x Napájací kábel Micro USB + zástrčka 5V 2,5A (Amazon)
• 1x 5 -palcový dotykový LCD displej RPI3 (AliExpress)
• 1x kábel UTP (Amazon)
• 3x svalové snímače Myoware (Adafruit)
• (vrátane 9x 24 mm biomedicínskych senzorových podložiek (Sparkfun))
• 1x 12-bitový ADC: ADS1015 (Adafruit)
• 3x konektor typu jack, zástrčka (tento)
• 3x Jack Plug Female (takto)
• 4x 1,5 m kábel senzora (dvojžilový, tienený) (AliExpress)
• 1x prototypová doska (AliExpress)
• 4x odpor 330 ohmov (AliExpress)
• Nejaký červený, čierny a inak farebný drôt

Približné celkové náklady s vyššie uvedenými odkazmi: ~ 130 USD

Požiadavky na softvér (miestny vývojár)

• NPM (stiahnutie)
• NodeJS (Stiahnuť)
• Priadza (na stiahnutie)
• Git (Stiahnuť)
• Úložisko MuscleCom (na stiahnutie)

Voliteľné

5V / min. 2,5A (!) Batéria (ako Nierle, ktorá funguje perfektne)

Poznámka: Niektoré z vyššie uvedených webových obchodov sú v holandčine, ale nájsť anglické ekvivalenty by nemalo byť ťažké.

Krok 2: Nastavenie Raspberry Pi

Požiadavky na stiahnutie

Pri príprave si stiahnite nasledujúce položky:

• Raspbian s počítačom
• Formátovač karty SD
• Etcher
• Windows: Tmel

Formátovanie karty Micro SD

1. Vložte kartu SD do počítača. Po zobrazení výzvy na formátovanie zvoľte č
2. Otvorte formátovač karty SD
3. Vyberte kartu Micro SD
4. Vyberte položku Rýchle formátovanie
5. Kliknite na položku Formátovať

Nainštalujte Raspbian

1. Rozbaľte stiahnutý súbor.zip Raspbian.
2. Otvorte softvér Etcher
3. Vyberte rozbalený súbor.img Raspbian
4. Vyberte kartu Micro SD, na ktorú chcete písať
5. Kliknite na položku Flash
6. Po dokončení procesu blikania: Ak vás operačný systém vyzve na formátovanie, zvoľte č
7. Otvorte koreň karty Micro SD a umiestnite do adresára súbor s názvom ssh (bez prípony)

Pripojte sa k Raspberry

Raspberry má predvolené prihlasovacie údaje, ktoré sa používajú v nižšie uvedených krokoch.

• Názov hostiteľa: raspberrypi
• Používateľské meno: pi
• Heslo: malina

1. Odpojte kartu Micro SD od počítača a vložte ju do Raspberry Pi
2. Uistite sa, že je váš počítač pripojený k internetu prostredníctvom siete Wi -Fi
3. Pripojte kábel UTP k maline a druhý koniec k počítaču
4. Pripojte napájací adaptér Micro USB

Tu sa návod rozdelí na 2 časti. Jeden pre používateľov systému Windows a druhý pre používateľov počítačov Mac.

Windows

1. Pomocou klávesovej skratky Windows+R otvorte okno Spustiť
2. Zadajte: ncpa.cpl a stlačením OK otvorte ovládací panel so sieťovými adaptérmi
3. Kliknite na svoj adaptér Wi -Fi pravým tlačidlom myši a vyberte vlastnosti
4. Prejdite na kartu zdieľania a začiarknite políčko „Povoliť iným používateľom siete pripojenie prostredníctvom internetového pripojenia tohto počítača“. POZNÁMKA: Ak to už bolo začiarknuté, zrušte začiarknutie, uložte a znova skontrolujte.
5. Uložte zmeny stlačením OK
6. Otvorte tmel
7. Do hostname zadajte (a nahraďte HOSTNAME správnou hodnotou): HOSTNAME.mshome.net
8. Kliknite na položku Otvoriť

Mac

1. Otvorte Nastavenia systému
2. Prejdite na zdieľanie
3. V ľavom stĺpci vyberte zdieľanie internetu (zatiaľ nepovoliť)
4. Zdieľajte svoje pripojenie cez Wi-Fi
5. Na počítače využívajúce ethernet
6. Začiarknutím políčka v ľavom stĺpci povoľte zdieľanie internetu
7. Spustite terminál a zadajte (a nahraďte HOSTNAME správnou hodnotou):
8. ssh [email protected]

Aktualizujte balíky

Pred inštaláciou čohokoľvek aktualizujte nainštalované balíky spustením nasledujúcich príkazov:

sudo apt-get aktualizácia

sudo apt-get upgrade

Inštalovať Git Na inštaláciu Gitu použite nasledujúci príkaz:

sudo apt-get install git

Nainštalujte ovládač obrazovky

Ak obrazovka nefunguje po vybalení z krabice. V tomto odkaze nájdete podrobné informácie o tom, ako začať, na obrazovke.

Nainštalujte si MuscleCom

Klonujte úložisko

Nainštalujte Musclecom spustením tohto príkazu:

bash /PATH/TO/REPO/scripts/setup.sh

Krok 3: Pripojenie drôtov

Pripojte vodiče podľa schémy. Upozorňujeme, že tieto schémy obsahujú 3 senzory. K tomuto nastaveniu môžete pripojiť maximálne 4 senzory, pretože ADC má iba 4 analógové vstupy.

Štíty budú potrebovať približne 2,9 V až 5,7 V. V tomto prevedení ich použijeme pri 5,0 V, pretože oproti 3,3 V má niekoľko výhod.

Pri spájkovaní káblov snímača používajte tienenie ako uzemnenie. To zaisťuje silu signálu a menší šum.

Ak na napájanie Pi nepoužívate zástrčku micro USB (ako sme to urobili my), zapojte vodiče ku kontaktom pod zástrčkou micro USB pí. Týmto spôsobom stále používa všetky obvody, ktoré sú potrebné pre bezpečnosť a správnu funkciu.

Poznámka: V schémach nie sú snímače skutočnými senzormi, pretože súbory Fritzing pre tie ešte neboli na Githube.

Krok 4: 3D tlač

Všetky obaly, ktoré boli navrhnuté pre tento prototyp, sú k dispozícii vo formáte STL a boli vytlačené na strojoch Ultimaker 2+ a Ultimaker 2Go s vysokým detailom.

Existujú 4 súbory STL:

• Hlavný prípad
• Veko hlavného kufra
• Puzdro senzora
• Veko puzdra senzora

Krok 5: Ako používať

Poznámka: Používateľská príručka tohto produktu je napísaná v holandčine, pretože to bola nešťastná požiadavka projektu. V budúcnosti bude preložené do angličtiny.