DIY Emg Sensor med och utan mikrokontroller: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Välkommen till kunskapsdelande instruktionsplattform. I denna instruktioner ska jag diskutera hur man gör grundläggande emg -kretsar och bakom matematisk beräkning som är involverad i den. Du kan använda denna krets för att observera variationer i muskelpuls, styrservo, som joystick, motorvarvtalsregulator, ljus och många sådana apparater. Första bilden indikerar kretsschema som är utformat i ltspice -programvara, andra bilden indikerar simuleringsutmatning av ltspice när ingång ges och tredje bilden indikerar utmatning när ingen ingång ges.

Tillbehör

KOMPONENTER KRAV

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

MOTSTÅND

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1,5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODER -X3

KAPACITOR -22 nf (för 555 TIMER IC)

KAPACITOR -1U -X3

ELEKTROLYTISK KAPACITOR -1U (PÅ UTGÅNG)

Steg 1: Steg involverade i konstruktion av emg

1 Instrumentförstärkare design

2 Högpassfilter

3 Halvbryggvågslikriktare

4 Utjämningskrets

(frivillig)

5 pwm signalgenerator. (För att utesluta mikrokontroller).

Steg 2: INSTRUMENTATIONSFÖRSTÄRKARE

1 Instrumentförstärkare

I detta steg kräver vi tre Lm741 ic. Innan du gör kretsen ansluter du batteriet enligt figur 1

rött anger positivt 9v och svart indikerar -9v och gröna trådar som mark

Nu är nästa steg att göra differentialförstärkare. Ta en Lm741 ic anslut stift 7 till positiv och stift 4 till negativ (ej jordad). Ta 10k motstånd anslut mellan 2 och 6 på lm741 ic. Ta andra lm741 gör anslutningen som densamma som första Lm741 ic. Lägg nu till 500 ohm motstånd, en terminal på 500 ohm motstånd till första inverterande terminal på Lm741 ic och andra terminal på 500 ohm motstånd till andra inverterande terminal på Lm741 ic som visas i figur 2

Design av instrumentförstärkare

I detta skede måste vi ta utgången från första Lm741 ic till en terminal på 1k motstånd och en annan terminal på motstånd 1k till inverterande terminal på tredje Lm741 ic, på samma sätt utmatning av andra Lm741 ic till en terminal på resistor 1k och en annan terminal på resistor 1k till icke -inverterande terminal på tredje Lm741 ic. Lägg till 1k motstånd mellan inverterande terminal för tredje Lm741 ic och pin 6 på Third Lm741 ic och 1k resistor mellan icke inverterande terminal på tredje Lm741 ic och jord (inte negativt). Detta slutför design av instrumentering förstärkare

Test av instrumentförstärkare

Ta två signalgeneratorer. Ställ in den första signalgeneratoringången som 0,1 mv 100 hz (ur wish try diiferent -värden), ställ likadant in den andra signalgeneratoringången som 0,2 mv 100 hz. Positiv stift på första signalgeneratorn till pin 3 på första LM741 ic och negativa stift till jord, liknande positiv stift på andra signalgeneratorn till stift 3 på andra LM741 ic och negativa stift till jord

beräkning

förstärkning av instrumentförstärkare

förstärkning = (1+ (2*R1)/Rf)*R2/R3

här

Rf = 500 ohm

R1 = 10k

R2 = R3 = 1k

V1 = 0,1 mv

V2 = 0,2mv

utgång för differentialförstärkare = V2 -V1 = 0,2mv -0,1mv = 0,1mv

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

utgång från instrumentförstärkare = utmatning av differentialförstärkare*förstärkning

utgång för instrumentförstärkare = 0,1mv * 41 = 4,1v

Och utsignalen från oscilloskopet är 4v topp till topp i figur 4, härledd via tinker cad simuleringsprogramvara, därför är designen korrekt och vi fortsätter till nästa steg

Steg 3: HÖGPASSFILTER

Högpassfilterkonstruktion

I detta skede måste vi designa högpassfilter för att undvika onödig spänning som orsakas av brus

konstruktion

Ta ut utgången från instrumentförstärkaren och anslut den till ena änden av 1u -kondensatorn och en annan ände av kondensatorn är ansluten till ena änden av 15 k -motståndet och en annan ände på 15k -motståndet till inverterande terminalingång på 4: e Lm741 ic. är nu jordad. Ta nu 300k motstånd anslutning mellan stift 2 och 6 i 4: e Lm741 ic

beräkning

c1 = 1u

R1 = 15k

R2 = Rf = 300K

avstängningsfrekvens för högpassfilter

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

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

förstärkning av högpassfiltret

Ah = -Rf/R1

Ah = -300k/15k = 20

så utsignalen från instrumentförstärkaren överförs som ingång till högpassfilter som förstärker signalen 20 gånger och signalen under 50 Hz dämpas

Steg 4: SMOOTHING CIRCUIT

Utjämningskrets

Mikrokontroller accepterar läsning från 0 till 5v (någon annan mikrokontroller specificerad spänning) någon annan avläsning annan än angiven klassificering kan ge partiskt resultat, därför kan perifer enhet som servo, led, motorn inte fungera korrekt. Därför är det nödvändigt att konvertera dubbelsidig signal till enkel För att uppnå detta behöver vi konstruera halvvågsbrygga likriktare (eller helvågsbrygglikriktare)

Konstruktion

Utgång från högpassfilter ges till positiva änden av första dioden, negativa änden på första dioden är ansluten till negativa änden av andra dioden. Positiv ände på 2: a dioden är jordad. Utgången tas från korsningen av negativa änddioder. Nu ser utgången ut som likriktad utmatning av sinusvåg. Vi kan inte direkt ge mikrokontrollern för att styra pherifunktioner eftersom utgången fortfarande varierar i halvvågs -sinformat. Vi måste få konstant likströmssignal inom intervallet från 0 till 5v. Detta kan uppnås med vilket ger utmatning från halvvågslikriktare till positiv ände av 1uf kondensator och negativ ände på kondensator jordas

KODA:

#omfatta

Servo myservo;

int potpin = 0;

void setup ()

{

Serial.begin (9600);

myservo.attach (13);

}

void loop ()

{

val = analogRead (potpin);

Serial.println (val);

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

myservo.write (val);

fördröjning (15);

Serial.println (val);

}

Steg 5: UTAN MIKROKONTROLLERVERSION (TILLVAL)

De som har tröttnat på aurdino -programmering eller inte gillar att programmera behöver inte oroa sig. Vi har en lösning för det. Aurdino använder pulsbreddsmoduleringsteknik för att köra kringutrustning (servo, led, motor). Vi måste designa samma. Aurdino pwm -signalen varierar mellan 1 ms och 2,5 ms. Här indikerar 1ms minst eller av signal och 2,5 ms indikerar att signalen är helt på. Mellan tidsperioden kan användas för att styra andra parametrar för perifer enhet som att styra ljusstyrkan på LED, servovinkel, motorns hastighet etc

Konstruktion

vi behöver ansluta utgången från utjämningskretsen till ena änden av 5.1k motstånd och en annan ände till parallellanslutning av 220k och diod en punkt. ena änden av parallellt ansluten 220k och diod är ansluten till stift 7 på 555 timer ic och en annan punktstift 2 på 555 timer ic. Pin 4 och 8 av 555 timer är ansluten till 5 volt och pin 1 är jordad. En kondensator på 22nf och 0.1 uf är ansluten mellan pin 2 och jord. Utgången tas från pin tre på 555 timer ic

Grattis! Du har framgångsrikt uteslutit mikrokontroller

Steg 6: HUR DU ANVÄNDER KRETSEN