MuscleCom - muskelstyrt grensesnitt: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

MuscleCom tilbyr en ny og innovativ måte for fysisk funksjonshemmede pasienter å kommunisere som aldri før. Ved å måle EMG -verdier fra en persons muskler, kan brukeren kontrollere et brukergrensesnitt som vil hjelpe dem å kommunisere daglig. Gjennom bruk av relativt billige og holdbare komponenter har vi utviklet et rimelig og brukervennlig produkt/prototype med lav læringskurve.

Maskinvareprototypen er basert på en Raspberry Pi 3 Model B i et 3D -trykt kabinett som kjører en NodeJS -server med en REACT -frontend som synkroniserer pulser fra brukernes muskler.

Et eksempel på mennesker som kan bruke dette produktet er ALS -pasienter og på samme måte. Folk som er i stand til å kontrollere en (få) muskel (er), men som ikke er i stand til å snakke eller peke. Denne enheten er et brukervennlig grensesnitt som gir pasienten mer uavhengighet og mer moro.

Vær oppmerksom på: Dette produktet er IKKE et medisinsk utstyr og er ikke ment å brukes som sådan eller som tilbehør til slikt. Det er designet av studenter, som et klasseprosjekt.

Trinn 1: Krav

Krav til maskinvare

• 1x Raspberry Pi 3B (OpenCircuit)
• 1x 8 GB Micro SD -kort + adapter (OpenCircuit)
• 1x mikro -USB -strømkabel + plugg 5V 2,5A (Amazon)
• 1x RPI3 5 tommers LCD -berøringsskjerm (AliExpress)
• 1x UTP -kabel (Amazon)
• 3x Myoware muskelsensorer (Adafruit)
• (inkl. 9x 24 mm biomedisinske sensorputer (Sparkfun))
• 1x 12-biters ADC: ADS1015 (Adafruit)
• 3x jackplugg hann (som dette)
• 3x Jack Plug Female (som denne)
• 4x 1,5 m sensorkabel (dobbeltkjerne, skjermet) (AliExpress)
• 1x prototypebrett (AliExpress)
• 4x motstand 330 Ohm (AliExpress)
• Noen røde, svarte og andre fargede ledninger

Omtrentlig total kostnad med lenker ovenfor: ~ $ 130

Programvarekrav (lokal utvikling)

• NPM (Last ned)
• NodeJS (Last ned)
• Garn (Last ned)
• Git (Last ned)
• MuscleCom Repository (Last ned)

Valgfri

5V / min. 2,5A (!) Batteripakke (som Nierle, som fungerer perfekt)

Vær oppmerksom på: Noen av nettbutikkene som brukes ovenfor er på nederlandsk, men engelske ekvivalenter burde ikke være vanskelig å finne.

Trinn 2: Oppsett av Raspberry Pi

Krav til nedlasting

Last ned følgende elementer under forberedelse:

• Raspbian med skrivebord
• Formater for SD -kort
• Etser
• Windows: Kitt

Formatering av Micro SD -kort

1. Sett SD -kortet i datamaskinen. Når du blir bedt om å formatere, velger du nei
2. Åpne SD -kortformatering
3. Velg Micro SD -kortet
4. Velg Hurtigformat
5. Klikk Format

Installer Raspbian

1. Pakk ut den nedlastede Raspbian.zip -filen.
2. Åpne Etcher -programvaren
3. Velg den utpakkede Raspbian.img -filen
4. Velg Micro SD -kortet du vil skrive til
5. Klikk på Flash
6. Etter at den blinkende prosessen er fullført: Hvis du blir bedt om å formatere av operativsystemet, velger du nei
7. Åpne Micro SD -kortroten og plasser en fil som heter ssh i katalogen (ingen utvidelse)

Koble til bringebæret

Bringebæret har standard påloggingsinformasjon, brukt i trinnene nedenfor.

• Vertsnavn: raspberrypi
• Brukernavn: pi
• Passord: bringebær

1. Koble Micro SD -kortet fra datamaskinen og legg det i Raspberry Pi
2. Sørg for at datamaskinen er koblet til internett via wifi
3. Koble en UTP -kabel til bringebæret og den andre enden på PCen
4. Koble til mikro -USB -strømadapteren

Herfra vil opplæringen dele seg i 2 deler. En for Windows og en for Mac -brukere.

Windows

1. Bruk hurtigtasten Windows+R for å åpne Kjør -vinduet
2. Skriv inn: ncpa.cpl og trykk OK for å åpne kontrollpanelet med nettverkskort
3. Klikk på Wifi -adapteren med høyre museknapp, og velg egenskaper
4. Gå til delingsfanen, og sjekk "Tillat andre nettverksbrukere å koble seg til denne datamaskinens internettforbindelse". MERK: Hvis dette allerede er merket, må du fjerne merket, lagre og sjekke igjen.
5. Lagre endringene ved å trykke OK
6. Åpne kitt
7. Skriv inn følgende i vertsnavn (og erstatt HOSTNAME med riktig verdi): HOSTNAME.mshome.net
8. Klikk på Åpne

Mac

1. Åpne Systeminnstillinger
2. Gå til deling
3. Velg internettdeling i venstre kolonne (ikke aktiver ennå)
4. Del tilkoblingen din fra Wi-Fi
5. Til datamaskiner som bruker Ethernet
6. Aktiver internettdeling ved å merke av i boksen i venstre kolonne
7. Start terminalen og skriv inn (og erstatt HOSTNAME med riktig verdi):
8. ssh [email protected]

Oppdater pakker

Oppdater de installerte pakkene før du installerer noe ved å kjøre følgende kommandoer:

sudo apt-get oppdatering

sudo apt-get oppgradering

Installer Git Bruk følgende kommando for å installere Git:

sudo apt-get install git

Installer skjermdriveren

Hvis skjermen ikke fungerer ut av esken. Sjekk denne lenken for en trinnvis begynnelse på skjermen.

Installer MuscleCom

Klon depotet

Installer Musclecom ved å kjøre denne kommandoen:

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

Trinn 3: Koble til ledninger

Koble ledningene i henhold til skjemaene. Vær oppmerksom på at disse skjemaene inneholder 3 sensorer. Du kan koble til maksimalt 4 sensorer med dette oppsettet fordi ADC bare har 4 analoge innganger.

Skjoldene trenger omtrent 2,9V opptil 5,7V. I dette designet bruker vi dem på 5.0V fordi det har flere fordeler i forhold til 3.3V.

Sørg for å bruke skjermen som jord ved lodding av sensorkablene. Dette sikrer signalstyrke og mindre støy.

Hvis du ikke bruker en mikro -USB -plugg for å drive Pi (som vi gjorde), må du sørge for å lodde ledningene til kontaktene under mikro -USB -kontakten på Pi. På denne måten bruker den fremdeles all kretsen som er nødvendig for sikkerhet og for å fungere skikkelig.

Vær oppmerksom på: I skjemaene er sensorene ikke de virkelige sensorene fordi Fritzing -filene for dem ikke var på Github ennå.

Trinn 4: 3D -utskrift

Alle foringsrørene som ble designet for denne prototypen er tilgjengelige i STL -format og har blitt skrevet ut på en Ultimaker 2+ og Ultimaker 2Go i høy detalj.

Det er 4 STL -filer:

• Hovedsak
• Lokket på hovedetuiet
• Sensorhus
• Sensorhus lokk

Trinn 5: Hvordan bruke

Vær oppmerksom på: Brukermanualen for dette produktet er skrevet på nederlandsk, da dette var et uheldig krav for prosjektet. Blir oversatt til engelsk i fremtiden.