Czujnik Emg DIY z mikrokontrolerem i bez niego: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Witamy na platformie instruktażowej do dzielenia się wiedzą. W tej instrukcji omówię, jak wykonać podstawowy obwód emg i związane z nim obliczenia matematyczne. Możesz użyć tego obwodu do obserwowania zmian pulsu mięśni, serwa sterującego, jako joysticka, regulatora prędkości silnika, światła i wielu podobnych urządzeń. Pierwsze zdjęcie wskazuje schemat obwodu, który jest zaprojektowany w oprogramowaniu ltspice, drugie zdjęcie wskazuje wyjście symulacji ltspice po podaniu danych wejściowych a trzeci obraz wskazuje wyjście, gdy nie podano danych wejściowych.

Kieszonkowe dzieci

WYMAGANE KOMPONENTY

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

REZYSTOR

10K-X2

1K-X4

500 -X2

1,5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K-X1

DIODY -X3

KONDENSATOR -22 nf (dla 555 TIMER IC)

KONDENSATOR -1U -X3

KONDENSATOR ELEKTROLITYCZNY -1U (NA WYJŚCIU)

Krok 1: Kroki zaangażowane w budowę Emg

1 Konstrukcja wzmacniacza oprzyrządowania

2 Filtr górnoprzepustowy

3 Prostownik półmostkowy

4 Obwód wygładzający

(opcjonalny)

Generator sygnału 5 pwm. (w celu wykluczenia mikrokontrolera).

Krok 2: WZMACNIACZ NARZĘDZIOWY

1 Wzmacniacz oprzyrządowania

W tym kroku potrzebujemy trzech Lm741 ic. Przed wykonaniem obwodu podłącz baterię, jak pokazano na rysunku 1

czerwony wskazuje dodatnie 9 v, a czarny wskazuje -9 v, a zielone przewody jako uziemienie

Teraz następnym etapem jest wykonanie wzmacniacza różnicowego. Weź jeden układ Lm741 i podłącz pin 7 do plusa i pin 4 do minusa (nie do masy). Weź rezystor 10k podłącz między 2 a 6 układu lm741. Weź drugi lm741 wykonaj połączenie tak samo jak pierwsze Lm741 ic. Teraz dodaj rezystor 500 omów, jeden zacisk rezystora 500 omów do pierwszego zacisku odwracającego Lm741 ic i drugi zacisk rezystora 500 omów do drugiego zacisku opornika odwracającego Lm741 ic, jak pokazano na rysunku 2

Konstrukcja wzmacniacza instrumentacyjnego

Na tym etapie musimy przenieść wyjście pierwszego Lm741 ic do jednego zacisku rezystora 1k i drugiego zacisku rezystora 1k do zacisku odwracającego trzeciego Lm741 ic, podobnie wyjście drugiego Lm741 ic do jednego zacisku rezystora 1k i drugiego zacisku rezystora 1k do zacisku nieodwracającego trzeciego układu Lm741 ic. Dodaj rezystor 1k między zaciskiem odwracającym trzeciego układu Lm741 a stykiem 6 trzeciego układu Lm741 i rezystor 1k między zaciskiem nieodwracającym trzeciego układu Lm741 ic a masą (nie ujemny). wzmacniacz

Testowanie wzmacniacza pomiarowego

Weź dwa generatory sygnału. Ustaw wejście pierwszego generatora sygnału jako 0,1 mv 100 Hz (możesz spróbować różnych wartości), podobnie ustaw drugie wejście generatora sygnału jako 0,2 mv 100 Hz. do masy, podobnie dodatni pin drugiego generatora sygnału do pinu 3 drugiego układu LM741 i ujemny pin do masy

obliczenie

wzmocnienie wzmacniacza pomiarowego,

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

tutaj

Rf = 500 omów

R1 = 10 tys

R2 = R3=1k

V1 = 0,1 mv

V2 = 0,2 mv

wyjście wzmacniacza różnicowego = V2 -V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

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

wyjście wzmacniacza oprzyrządowania = wyjście wzmacniacza różnicowego*wzmocnienie

wyjście wzmacniacza pomiarowego = 0.1mv * 41=4.1v

A wyjście oscyloskopu to 4 V od szczytu do szczytu na rysunku 4, wydedukowane przez oprogramowanie do symulacji majsterkowania, dlatego projekt jest poprawny i przechodzimy do następnego kroku

Krok 3: FILTR GÓRNOPRZEPUSTOWY

Konstrukcja filtra górnoprzepustowego

Na tym etapie musimy zaprojektować filtr górnoprzepustowy, aby uniknąć niepotrzebnego napięcia wytwarzanego z powodu szumów. Aby stłumić szumy, musimy zaprojektować filtr o częstotliwości 50 Hz, aby uniknąć niepotrzebnego buczenia wytwarzanego przez akumulator

budowa

Weź wyjście wzmacniacza pomiarowego i podłącz je do jednego końca kondensatora 1u, a drugi koniec kondensatora jest podłączony do jednego końca rezystora 15k, a drugi koniec rezystora 15k do wejścia odwracającego zacisku 4th Lm741 ic. Nieodwracający zacisk 4th Lm741 ic jest uziemiony. Teraz weź rezystor 300k połączyć między pinem 2 i 6 czwartego Lm741 ic

obliczenie

c1=1u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

częstotliwość odcięcia filtra górnoprzepustowego

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

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

wzmocnienie filtra górnoprzepustowego

Ah=-Rf/R1

Ah=-300k/15k=20

więc wyjście ze wzmacniacza oprzyrządowania jest przekazywane jako wejście do filtra górnoprzepustowego, który wzmocni sygnał 20 razy, a sygnał poniżej 50 Hz jest tłumiony

Krok 4: OBWÓD WYGŁADZANIA

Obwód wygładzający

Mikrokontroler akceptuje odczyty od 0 do 5V (dowolne inne napięcie określone przez mikrokontroler) każdy inny odczyt inny niż określona wartość może dawać wyniki obciążone, dlatego urządzenia peryferyjne, takie jak serwo, dioda, silnik mogą nie działać poprawnie. Dlatego konieczne jest przekonwertowanie sygnału dwustronnego na pojedynczy sygnał jednostronny. Aby to osiągnąć, musimy zbudować prostownik mostkowy półfalowy (lub prostownik mostkowy pełnofalowy)

Budowa

Wyjście z filtra górnoprzepustowego jest podawane na dodatni koniec pierwszej diody, ujemny koniec pierwszej diody jest podłączony do ujemnego końca drugiej diody. Dodatni koniec drugiej diody jest uziemiony. Wyjście jest pobierane ze złącza ujemnych diod. Teraz wyjście wygląda jak wyprostowane wyjście fali sinusoidalnej. Nie możemy bezpośrednio przekazać mikrokontrolerowi do sterowania urządzeniami peryferyjnymi, ponieważ wyjście nadal zmienia się w formacie sinusoidalnym. Musimy uzyskać stały sygnał DC w zakresie od 0 do 5 V. Można to osiągnąć poprzez dając wyjście z prostownika półfalowego do dodatniego końca kondensatora 1uf, a ujemny koniec kondensatora jest uziemiony

KOD:

#włączać

Serwo myservo;

int pinezka = 0;

pusta konfiguracja()

{

Serial.początek(9600);

myservo.attach(13);

}

pusta pętla()

{

val = analogRead(potpin);

Serial.println(val);

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

myservo.write(val);

opóźnienie(15);

Serial.println(val);

}

Krok 5: WERSJA BEZ MIKROKONTROLERA (OPCJA)

Ci, którzy mają dość programowania w aurdino lub nie lubią programowania, nie martwią się. Mamy na to rozwiązanie. Aurdino wykorzystuje technikę modulacji szerokości impulsu do uruchamiania urządzeń peryferyjnych (serwo, led, silnik). Sygnał pwm waha się od 1ms do 2,5ms. Tutaj 1ms oznacza najmniejszy lub wyłączony sygnał, a 2,5ms oznacza, że sygnał jest w pełni włączony. W międzyczasie może być używany do kontrolowania innych parametrów urządzenia peryferyjnego, takich jak sterowanie jasnością diody, kątem serw, sterowanie prędkością silnika itp

Budowa

musimy podłączyć wyjście z obwodu wygładzającego do jednego końca rezystora 5.1k, a drugi koniec do równoległego połączenia 220k i diody jeden punkt. jeden koniec równolegle połączonego 220k, a dioda jest podłączona do pinu 7 timera 555 ic, a drugi punkt pin 2 555 timera ic. Pin 4 i 8 timera 555 jest podłączony do 5 V i pin 1 jest uziemiony. Kondensator 22nf i 0,1 uf jest podłączony między pinem 2 a ziemią. Wyjście jest pobierane z pinu trzeciego timera 555 ic

Gratulacje, pomyślnie wykluczyłeś mikrokontroler

Krok 6: JAK KORZYSTAĆ Z OBWODU