Muscle-Music avec Arduino : 7 étapes

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

Bonjour à tous, c'est mon premier Instructables, ce projet a été inspiré après avoir regardé la publicité vidéo Old Spice Muscle Music, où nous pouvons voir comment Terry Crews joue différents instruments avec des signaux EMG.

Nous prévoyons de commencer ce voyage avec ce premier projet, où nous générons un signal d'onde carrée avec une fréquence qui varie en fonction de l'amplitude du signal EMG obtenu. Plus tard, ce signal sera connecté à un haut-parleur pour jouer cette fréquence.

Pour construire ce projet, nous utiliserons comme noyau, un Arduino UNO et un MyoWare Muscle Sensor. Si vous ne pouvez pas obtenir un capteur MyoWare, ne vous inquiétez pas, nous vous expliquerons comment créer le vôtre. C'est un peu délicat mais cela vaut la peine d'essayer, car vous apprendrez BEAUCOUP !!

Eh bien, commençons.

Étape 1: Obtenez les pièces requises

Il y a deux façons de construire ce projet: en utilisant le capteur MyoWare (étapes 2 et 3) et sans lui (étapes 4 et 5).

L'utilisation du capteur MyoWare est plus facile car il ne nécessite pas de connaissances avancées en électronique, il s'agit presque simplement de plug and play. Sans le MyoWare, vous devez avoir quelques connaissances sur les amplis-op, comme l'amplification et le filtrage, ainsi que la rectification d'un signal. Ce chemin est plus difficile, mais il vous permet de comprendre ce qui se cache derrière le circuit MyoWare.

Pour la méthode MyoWare, nous avons besoin des composants et outils suivants:

• Capteur musculaire MyoWare (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Conférencier
• Planche à pain
• Câble 22 AWG
• 3 électrodes 3M (Amazon)
• Tournevis
• 2 pinces crocodiles
• Câble USB Arduino
• Pince à dénuder
• 1 x 1000 uF (Amazon)

Sans le MyoWare, vous aurez besoin des composants précédents (sans le MyoWare) ainsi que:

• Alimentation avec +12 V, -12 V et 5 V (vous pouvez créer le vôtre avec un ordinateur PS comme indiqué dans ce Instructables)
• Si votre câble d'alimentation CA est un câble à 3 broches, vous aurez peut-être besoin d'un adaptateur à trois ou deux broches ou d'une fiche tricheur. (Parfois, cette broche supplémentaire peut générer des bruits indésirables).
• Multimètre
• Amplificateur d'instrumentation AD620
• OpAmps 2 x LM324 (ou similaire)
• Diodes 3 x 1N4007 (ou similaire)

• Condensateurs

  • Non polarisé (peut être des condensateurs en céramique, du polyester, etc.)

    • 2 x 100 nF
    • 1x120nF
    • 1 x 820 nF
    • 1 x 1,2 µF
    • 1 x 1 uF
    • 1 x 4,7 µF
    • 1 x 1,8 µF

  • Polarisé (condensateur électrolytique)

    2 x 1 mF

• Résistances

  • 1 x 100 Ohms
  • 1 x 3,9 kOhms
  • 1 x 5,6 kOhms
  • 1x1.2k Ohms
  • 1 x 2,7 kOhms
  • 3 x 8,2 kOhms
  • 1x6,8k Ohms
  • 2 x 1k Ohms
  • 1 x 68k Ohms
  • 1 x 20k Ohms
  • 4 x 10k Ohms
  • 6 x 2k Ohms
  • 1 potentiomètre 10k Ohms

Étape 2: (Avec MyoWare) Préparez les électrodes et connectez-les

Pour cette partie, nous avons besoin du capteur MyoWare et de 3 électrodes.

Si vous avez de grosses électrodes comme nous l'avons fait, vous devez couper les bords pour réduire son diamètre, sinon cela bloquera l'autre électrode, ce qui provoquera des interférences de signal.

Connectez le MyoWare comme indiqué à la 4e page du manuel du capteur.

Étape 3: (Avec MyoWare) Connectez le capteur à la carte Arduino

La carte MyoWare a 9 broches: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E et M. Pour ce projet, nous n'avons besoin que du " + " pour connecter 5V, " - " pour la masse et " SIG " pour le signal de sortie, connecté avec 3 gros câbles (~2 pi).

Comme mentionné ci-dessus, la broche "+" doit être connectée à la broche 5V de l'Arduino, "-" à GND et pour le SIG, nous avons besoin d'un filtre supplémentaire pour éviter les changements soudains dans l'amplitude du signal.

Pour le haut-parleur, il suffit de connecter le fil positif à la broche 13 et le négatif à GND.

Et nous sommes prêts pour le code !!!

Étape 4: (Sans MyoWare) Construisez le circuit de conditionnement du signal

Ce circuit est intégré par 8 étages:

1. Amplificateur d'instrumentation
2. Filtre passe bas
3. Filtre passe-haut
4. Amplificateur onduleur
5. Redresseur de précision pleine onde
6. Filtre passe-bas passif
7. Amplificateur différentiel
8. Tondeuse parallèle biaisée

1. Amplificateur d'instrumentation

Cet étage est utilisé pour pré-amplifier le signal avec un gain de 500, et éliminer le signal 60 Hz qui peut être dans le système. Cela nous donnera un signal d'une amplitude maximale de 200 mV.

2. Filtre passe-bas

Ce filtre est utilisé pour éliminer tout signal supérieur à 300 Hz.

3. Filtre passe-haut

Ce filtre est utilisé pour éviter tout signal inférieur à 20 Hz généré avec le mouvement des électrodes en le portant.

4. Amplificateur onduleur

Avec un gain de 68, cet amplificateur va générer un signal d'amplitude variant de - 8 à 8 V.

5. Redresseur de précision pleine onde

Ce redresseur convertit tout signal négatif en un signal positif, ne nous laissant qu'un signal positif. Ceci est utile car l'Arduino n'accepte qu'un signal de 0 à 5 V dans les entrées analogiques.

6. Filtre passe-bas passif

Nous utilisons 2 condensateurs électrolytiques 1000uF afin d'éviter les changements brusques d'amplitude.

7. Amplificateur différentiel

Après l'étape 6, nous réalisons que notre signal a un décalage de 1,5 V, cela signifie que notre signal ne peut pas descendre à 0 V, juste à 1,5 V, et un maximum de 8 Volts. L'amplificateur différentiel utilisera un signal de 1,5 V (obtenu avec un diviseur de tension et 5V, ajusté avec un potentiomètre 10k) et le signal que nous voulons modifier et reposera le 1,5 V au signal musculaire, nous laissant avec un beau signal avec un minimum de 0 V et un maximum de 6,5 V.

8. Tondeuse parallèle biaisée

Enfin, comme nous l'avons mentionné précédemment, l'Arduino n'accepte que les signaux d'une amplitude maximale de 5 V. Afin de réduire l'amplitude maximale de notre signal, nous devons éliminer la tension supérieure à 5 volts. Ce Clipper nous aidera à y parvenir.

Étape 5: (Sans MyoWare) Connectez les électrodes au circuit et à l'Arduino

Les électrodes placées dans le biceps sont les électrodes 1, 2, et l'électrode la plus proche du coude est appelée électrode de référence.

Les électrodes 1 et 2 sont connectées aux entrées + et - de l'AD620 quel que soit l'ordre.

L'électrode de référence est connectée à GND.

Le signal filtré va directement à la broche A0 de l'Arduino.

**N'OUBLIEZ PAS DE GONNER LA MASSE DE L'ARDUINO À LA MASSE DU CIRCUIT**

Étape 6: Le Code !

Enfin, les codes.

1. Le premier est un balayage de fréquence de 400 Hz à 912 Hz, en fonction de l'amplitude du signal obtenu du biceps.

2. La seconde est la troisième octave de l'échelle C mayor, en fonction de l'amplitude elle choisira une tonalité.

Vous pouvez trouver les fréquences dans Wikipedia, ignorez simplement les décimales

Étape 7: Résultats finaux

Ce sont les résultats obtenus, vous POUVEZ modifier le code afin de jouer les notes que vous VOULEZ !!!

La prochaine étape de ce projet est d'intégrer des moteurs pas à pas et d'autres types d'actionneurs afin de jouer d'un instrument de musique. Et aussi Workout pour obtenir des signaux forts.

Maintenant, faites jouer de la MUSIQUE à vos muscles. S'AMUSER!!:)