Capteur DIY Emg avec et sans micro-contrôleur : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Bienvenue sur la plate-forme instructables de partage de connaissances. Dans ces instructables, je vais discuter de la façon de créer un circuit emg de base et du calcul mathématique qui y est impliqué. Vous pouvez utiliser ce circuit pour observer les variations du pouls musculaire, contrôler le servo, comme joystick, contrôleur de vitesse du moteur, lumière et de nombreux appareils de ce type. La première image indique le schéma de circuit conçu dans le logiciel ltspice, la deuxième image indique la sortie de simulation de ltspice lorsque l'entrée est donnée et la troisième image indique la sortie lorsqu'aucune entrée n'est donnée.

Fournitures

COMPOSANTS REQUIS

LM741 IC-X 4

NE555 -X 1

RESISTANCE

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODES -X3

CONDENSATEUR -22 nf (pour 555 TIMER IC)

CONDENSATEUR -1U -X3

CONDENSATEUR ELECTROLYTIQUE -1U (EN SORTIE)

Étape 1: Étapes impliquées dans la construction d'Emg

1 Conception d'amplificateur d'instrumentation

2 Filtre passe-haut

3 Redresseur d'onde demi-pont

4 Circuit de lissage

(optionnel)

Générateur de signal 5 pwm. (pour exclure le microcontrôleur).

Étape 2: INSTRUMENTATION AMPLIFICATEUR

1 Amplificateur d'instrumentation

Dans cette étape, nous avons besoin de trois ic Lm741. Avant de faire le circuit, connectez la batterie comme indiqué sur la figure1

le rouge indique 9v positif et le noir indique -9v et les fils verts comme masse

Maintenant, la prochaine étape consiste à fabriquer un amplificateur différentiel. Prenez un Lm741 ic connectez la broche 7 au positif et la broche 4 au négatif (pas à la terre). Prenez une résistance de 10k entre 2 et 6 de lm741 ic. Lm741 ic. Ajoutez maintenant une résistance de 500 ohms, une borne de résistance de 500 ohms à la première borne inverseuse de Lm741 ic et la deuxième borne de résistance de 500 ohms à la deuxième borne inverseuse de Lm741 ic, comme illustré à la figure 2

Conception d'amplificateur d'instrumentation

À ce stade, nous devons prendre la sortie du premier Lm741 ic vers une borne de la résistance 1k et une autre borne de la résistance 1k vers la borne inverseuse du troisième Lm741 ic, de même la sortie du deuxième Lm741 ic vers une borne de la résistance 1k et une autre borne de la résistance 1k à la borne non inverseuse du troisième ic Lm741. Ajoutez une résistance de 1k entre la borne inverseuse du troisième ic Lm741 et la broche 6 du troisième ic Lm741 et une résistance de 1k entre la borne non inverseuse du troisième ic Lm741 et la masse (pas négative). Ceci termine la conception de l'instrumentation amplificateur

Test d'amplificateur d'instrumentation

Prenez deux générateurs de signaux. Définissez la 1ère entrée du générateur de signaux sur 0,1 mv 100 Hz (vous souhaitez essayer différentes valeurs), définissez de la même manière la deuxième entrée du générateur de signaux sur 0,2 mv 100 Hz. La broche positive du 1er générateur de signaux sur la broche 3 du premier LM741 ic et la broche négative à la terre, de la même manière, la broche positive du 2ème générateur de signal à la broche 3 du deuxième circuit intégré LM741 et la broche négative à la terre

calcul

gain de l'amplificateur d'instrumentation

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

ici

Rf = 500 ohms

R1 = 10k

R2 = R3=1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0.2mv

sortie de l'amplificateur différentiel = V2 -V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

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

sortie de l'amplificateur d'instrumentation = sortie de l'amplificateur différentiel*gain

sortie de l'amplificateur d'instrumentation = 0,1 mv * 41 = 4,1 v

Et la sortie de l'oscilloscope est de 4v crête à crête dans la figure 4, déduite par le logiciel de simulation Tinker cad donc la conception est correcte et nous passons à l'étape suivante

Étape 3: FILTRE PASSE-HAUT

Construction de filtre passe-haut

À ce stade, nous devons concevoir un filtre passe-haut pour éviter une tension inutile produite à cause du bruit. Pour supprimer le bruit, nous devons concevoir un filtre de fréquence 50 Hz pour éviter le bourdonnement inutile produit par la batterie

construction

Prenez la sortie de l'amplificateur d'instrumentation et connectez-la à une extrémité du condensateur 1u et une autre extrémité du condensateur est connectée à une extrémité de la résistance de 15 k et une autre extrémité de la résistance de 15 k à l'entrée de la borne inverseuse du 4ème Lm741 ic. Borne non inverseuse du 4ème Lm741 ic est mis à la terre. Maintenant, prenez une résistance de 300k connectée entre les broches 2 et 6 du 4ème Lm741 ic

calcul

c1 =1u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

fréquence de coupure du filtre passe-haut

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

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

gain du filtre passe haut

Ah=-Rf/R1

Ah=-300k/15k=20

la sortie de l'amplificateur d'instrumentation est donc transmise en entrée au filtre passe-haut qui amplifiera le signal 20 fois et les signaux inférieurs à 50 Hz sont atténués

Étape 4: CIRCUIT DE LISSAGE

Circuit de lissage

Le microcontrôleur accepte la lecture de 0 à 5v (toute autre tension spécifiée par le microcontrôleur). signal latéral. Pour y parvenir, nous devons construire un pont redresseur demi-onde (ou un pont redresseur pleine onde)

Construction

La sortie du filtre passe-haut est transmise à l'extrémité positive de la 1ère diode, l'extrémité négative de la 1ère diode est connectée à l'extrémité négative de la 2ème diode. L'extrémité positive de la 2e diode est mise à la terre. La sortie provient de la jonction des diodes d'extrémité négative. Maintenant, la sortie ressemble à une sortie rectifiée de l'onde sinusoïdale. Nous ne pouvons pas donner directement au microcontrôleur pour contrôler les périphériques car la sortie varie toujours dans le format de demi-onde sin. Nous devons obtenir un signal continu constant dans une plage de 0 à 5 v. donnant la sortie du redresseur demi-onde à l'extrémité positive du condensateur 1uf et l'extrémité négative du condensateur est mise à la terre

CODE:

#comprendre

Servo myservo;

int potpin = 0;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

monservo.attache(13);

}

boucle vide()

{

val = analogRead(potpin);

Serial.println(val);

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

monservo.write(val);

retard(15);

Serial.println(val);

}

Étape 5: SANS VERSION MICRO-CONTROLEUR (EN OPTION)

Ceux qui en ont marre de la programmation aurdino ou qui n'aiment pas programmer, pas de soucis. Nous avons une solution pour cela. Aurdino utilise la technique de modulation de largeur d'impulsion pour faire fonctionner un périphérique (servo, led, moteur). Nous devons concevoir le même. Aurdino Le signal pwm varie entre 1 ms et 2,5 ms. Ici, 1 ms indique le signal le plus faible ou désactivé et 2,5 ms indique que le signal est entièrement activé. Entre la période de temps, il peut être utilisé pour contrôler d'autres paramètres du périphérique, tels que le contrôle de la luminosité de la LED, l'angle du servo, le contrôle de la vitesse du moteur, etc

Construction

nous devons connecter la sortie du circuit de lissage à une extrémité de la résistance de 5,1 k et une autre extrémité à la connexion parallèle de 220 k et une diode à un point. Minuterie 555 ic. Les broches 4 et 8 de la minuterie 555 sont connectées à 5 volts et la broche 1 est mise à la terre. Un condensateur de 22nf et 0,1 uf est connecté entre la broche 2 et la masse. La sortie est prise à partir de la broche trois de la minuterie 555 ic

Félicitations, vous avez réussi à exclure le microcontrôleur

Étape 6: COMMENT UTILISER LE CIRCUIT