DIY Emg-sensor med og uten mikrokontroller: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Velkommen til kunnskapsdeling av instruksjonsplattform. I denne instruksen skal jeg diskutere hvordan du lager en grunnleggende emg -krets og bak matematiske beregninger som er involvert i den. Du kan bruke denne kretsen til å observere muskelpulsvariasjoner, kontrollservo, som joystick, motorhastighetsregulator, lys og mange slike apparater. Første bilde indikerer kretsdiagram som er designet i ltspice -programvare, andre bilde indikerer simuleringsutgang av ltspice når inngang er gitt og det tredje bildet indikerer utgang når ingen inngang er gitt.

Rekvisita

KOMPONENTER KREVET

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

MOTSTAND

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1,5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODER -X3

KAPASITOR -22 nf (for 555 TIMER IC)

KAPASITOR -1U -X3

ELEKTROLYTISK KAPASITOR -1U (PÅ UTGANG)

Trinn 1: Trinn involvert i konstruksjon av emg

1 Instrumentasjonsforsterkerdesign

2 Høypassfilter

3 Halvbrobølge -likeretter

4 Utjevningskrets

(valgfri)

5 pwm signalgenerator. (For å utelukke mikrokontroller).

Trinn 2: INSTRUMENTASJONSFORSTERKER

1 instrumenteringsforsterker

I dette trinnet krever vi tre Lm741 ic. Før kretsen kobles til batteriet som vist i figur 1

rødt indikerer positiv 9v og svart indikerer -9v og grønne ledninger som jord

Nå er neste trinn å lage differensialforsterker. Ta en Lm741 ic koble pin 7 til positiv og pin 4 til negativ (ikke jordet). Ta 10k motstand koble mellom 2 og 6 på lm741 ic. Ta andre lm741 gjør tilkoblingen som den samme som første Lm741 ic. Legg nå 500 ohm motstand, en terminal på 500 ohm motstand til den første inverterende terminalen på Lm741 ic og den andre terminalen på 500 ohm motstanden til den andre inverterende terminalen på Lm741 ic som vist i figur 2

Design av instrumenteringsforsterker

På dette stadiet må vi ta utgang fra første Lm741 ic til en terminal på 1k motstand og en annen terminal til motstand 1k til inverterende terminal på tredje Lm741 ic, på samme måte utgang fra andre Lm741 ic til en terminal på motstand 1k og en annen terminal til motstand 1k til ikke -inverterende terminal på tredje Lm741 ic. Legg til 1k motstand mellom inverterende terminal på tredje Lm741 ic og pin 6 på Third Lm741 ic, og 1k motstand mellom ikke inverterende terminal på tredje Lm741 ic og bakken (ikke negativ). Dette fullfører design av instrumentering forsterker

Testing av instrumenteringsforsterker

Ta to signalgeneratorer. Sett den første signalgeneratorinngangen som 0,1 mv 100 hz (du ønsker forskjellige typer verdier), sett på samme måte den andre signalgeneratorinngangen som 0,2 mv 100 hz. Positiv pin på første signalgenerator til pin 3 på første LM741 ic og negative pin til jord, tilsvarende positiv pinne på 2. signalgenerator til pinne 3 på andre LM741 ic og negative pinne til jord

beregning

forsterkning av instrumenteringsforsterker

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

her

Rf = 500 ohm

R1 = 10k

R2 = R3 = 1k

V1 = 0,1mv

V2 = 0,2mv

utgang av differensialforsterker = V2 -V1 = 0.2mv -0.1mv = 0.1mv

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

utgang fra instrumenteringsforsterker = utgang av differensialforsterker*forsterkning

utgang fra instrumenteringsforsterker = 0,1mv * 41 = 4,1v

Og produksjonen av oscilloskop er 4v topp til topp i figur 4, utledet gjennom tinker cad simuleringsprogramvare, derfor er designet riktig og vi går videre til neste trinn

Trinn 3: HØYPASSFILTER

Høypassfilterkonstruksjon

På dette stadiet må vi designe høypassfilter for å unngå unødvendig spenning på grunn av støy. For å undertrykke støy må vi designe filter på 50 Hz frekvens for å unngå unødvendig brummende støy fra batteriet

konstruksjon

Ta utgangen fra instrumenteringsforsterkeren og koble den til den ene enden av 1u kondensator, og en annen ende av kondensatoren er koblet til en ende av 15 k motstand og en annen ende på 15 k motstand til inverterende terminalinngang på 4. Lm741 ic. Ikke inverterende terminal på 4. Lm741 ic er nå jordet. Ta nå 300k motstand mellom pin 2 og 6 i 4. Lm741 ic

beregning

c1 = 1u

R1 = 15k

R2 = Rf = 300K

grensefrekvens for høypassfilter

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

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

forsterkning av høypassfilteret

Ah = -Rf/R1

Ah = -300k/15k = 20

så utgang fra instrumenteringsforsterkeren sendes som inngang til høypassfilter som vil forsterke signalet 20 ganger og signal under 50 Hz dempes

Trinn 4: SMOOTHING CIRCUIT

Utjevningskrets

Mikrokontroller godtar avlesning fra 0 til 5v (enhver annen mikrokontroller spesifisert spenning) annen avlesning annet enn spesifisert vurdering kan gi partisk resultat, derfor kan perifer enhet som servo, led, motoren ikke fungere skikkelig. Derfor er det nødvendig å konvertere dobbeltsidig signal til enkelt For å oppnå dette trenger vi å konstruere halvbølget brigde likeretter (eller helbølgebro -likeretter)

Konstruksjon

Utgang fra høypassfilter gis til positiv ende av 1. diode, negativ ende på 1. diode er koblet til negativ ende på 2. diode. Positiv ende av 2. diode er jordet. Utgangen er hentet fra krysset mellom negative endedioder. Nå ser utgangen ut som utbedret utgang av sinusbølge. Vi kan ikke gi mikrokontrolleren direkte for å kontrollere pherifere enheter fordi utgangen fortsatt varierer i halvbølgesyndformat. Vi må få konstant DC -signal i området fra 0 til 5v. Dette kan oppnås med å gi utgang fra halvbølge -likeretter til positiv ende av 1uf kondensator og negativ ende av kondensator er jordet

KODE:

#inkludere

Servo myservo;

int potpin = 0;

ugyldig oppsett ()

{

Serial.begin (9600);

myservo.attach (13);

}

hulrom ()

{

val = analogRead (potpin);

Serial.println (val);

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

myservo.write (val);

forsinkelse (15);

Serial.println (val);

}

Trinn 5: UTEN MIKROKONTROLLERVERSJON (VALGFRITT)

De som er lei av aurdino -programmering eller ikke liker programmering, ingen bekymringer. Vi har løsning for det. Aurdino bruker teknikk for pulsbreddemodulering for å kjøre perifer enhet (servo, led, motor). Vi trenger å designe det samme. Aurdino pwm -signalet varierer mellom 1 ms og 2,5 ms. Her indikerer 1ms minst eller av signal og 2,5ms indikerer at signalet er fullt på. I mellomtiden kan det brukes til å kontrollere andre parametere for perifer enhet som å kontrollere lysstyrken på LED, servovinkel, kontrollere hastighet på motor etc

Konstruksjon

vi trenger koble utgang fra utjevningskrets til en ende av 5.1k motstand og en annen ende til parallell tilkobling av 220k og diode ett punkt. en ende av parallelt tilkoblet 220k og diode er koblet til pinne 7 på 555 timer ic og en annen punktpinne 2 på 555 timer ic. Pin 4 og 8 av 555 timer er koblet til 5 volt og pin 1 er jordet. En kondensator på 22nf og 0,1 uf er koblet mellom pin 2 og jord. Output er hentet fra pin tre av 555 timer ic

Gratulerer! Du har utelukket mikrokontrolleren

Trinn 6: HVORDAN BRUKE KRETSEN