Sensor Emg DIY Dengan dan Tanpa Pengontrol Mikro: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Selamat datang di platform pembelajaran berbagi pengetahuan. Dalam instruksi ini saya akan membahas cara membuat rangkaian emg dasar dan di balik perhitungan matematis yang terlibat di dalamnya. Anda dapat menggunakan sirkuit ini untuk mengamati variasi pulsa otot, servo kontrol, sebagai joystick, pengontrol kecepatan motor, lampu dan banyak peralatan semacam itu. Gambar pertama menunjukkan diagram sirkuit yang dirancang dalam perangkat lunak ltspice, gambar kedua menunjukkan output simulasi ltspice ketika input diberikan dan gambar ketiga menunjukkan output ketika tidak ada input yang diberikan.

Perlengkapan

KOMPONEN YANG DIPERLUKAN

LM741 IC-X 4

NE555 -X 1

PENGHAMBAT

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODA -X3

KAPASITOR -22 nf (untuk IC TIMER 555)

KAPASITOR -1U -X3

ELECTROLYTIC CAPACITOR -1U (AT OUTPUT)

Langkah 1: Langkah-Langkah yang Terlibat dalam Konstruksi Emg

1 Desain penguat instrumentasi

2 Filter lolos tinggi

3 Penyearah gelombang setengah jembatan

4 Memperlancar sirkuit

(opsional)

Generator sinyal 5 pwm. (untuk mengecualikan mikrokontroler).

Langkah 2: INSTRUMENTASI AMPLIFIER

1 Penguat instrumentasi

Dalam langkah ini kita membutuhkan tiga ic Lm741. Sebelum membuat rangkaian sambungkan baterai seperti yang ditunjukkan pada gambar 1

merah menunjukkan 9v positif dan hitam menunjukkan -9v dan kabel hijau sebagai ground

Sekarang tahap selanjutnya adalah membuat penguat diferensial. Ambil satu ic Lm741 sambungkan pin 7 ke positif dan pin 4 ke negatif (bukan ground). Ambil resistor 10k yang menghubungkan antara 2 dan 6 dari ic lm741. Ambil kedua lm741 buat koneksi sama seperti yang pertama Lm741 ic. Sekarang tambahkan resistor 500 ohm, satu terminal resistor 500 ohm ke terminal pembalik pertama ic Lm741 dan terminal kedua resistor 500 ohm ke terminal pembalik kedua ic Lm741 seperti yang ditunjukkan pada gambar 2

Desain penguat instrumentasi

Pada tahap ini kita harus mengambil output dari ic Lm741 pertama ke satu terminal resistor 1k dan terminal lain dari resistor 1k ke terminal pembalik ic Lm741 ketiga, demikian juga output dari ic Lm741 kedua ke satu terminal resistor 1k dan terminal lain dari resistor 1k ke terminal non pembalik ic Lm741 Ketiga. Tambahkan resistor 1k antara terminal pembalik ic Lm741 ketiga dan pin 6 dari ic Lm741 Ketiga, dan resistor 1k antara terminal non pembalik ic Lm741 ketiga dan ground (bukan negatif). Ini melengkapi desain instrumentasi penguat

Pengujian penguat instrumentasi

Ambil dua generator sinyal. Atur input generator sinyal pertama sebagai 0.1mv 100 hz (Anda ingin mencoba nilai yang berbeda), sama-sama mengatur input generator sinyal kedua sebagai 0.2mv 100hz. Pin positif dari generator sinyal pertama ke pin 3 dari ic LM741 pertama dan pin negatif ke ground, begitu pula pin positif generator sinyal ke-2 ke pin 3 ic LM741 kedua dan pin negatif ke ground

perhitungan

gain penguat instrumentasi

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

di sini

Rf = 500 ohm

R1 = 10rb

R2 = R3=1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0.2mv

keluaran penguat diferensial = V2 -V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

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

keluaran penguat instrumentasi = keluaran penguat diferensial*gain

keluaran penguat instrumentasi = 0.1mv * 41=4.1v

Dan output dari osiloskop adalah 4v puncak ke puncak pada gambar 4, disimpulkan melalui perangkat lunak simulasi tinker cad maka desain sudah benar dan kami melanjutkan ke langkah berikutnya

Langkah 3: FILTER LULUS TINGGI

Konstruksi filter lolos tinggi

Pada tahap ini kita harus merancang filter high pass untuk menghindari tegangan yang tidak perlu yang dihasilkan karena kebisingan. Untuk menekan kebisingan kita harus merancang filter frekuensi 50 Hz untuk menghindari suara dengungan yang tidak perlu yang dihasilkan oleh baterai

konstruksi

Ambil output penguat instrumentasi dan hubungkan ke salah satu ujung kapasitor 1u dan ujung kapasitor lainnya terhubung ke salah satu ujung resistor 15 k dan ujung lain resistor 15k ke input terminal pembalik ic Lm741 ke-4. Terminal non pembalik dari ic Lm741 ke-4 di-ground. Sekarang ambil resistor 300k yang menghubungkan antara pin 2 dan 6 dari ic Lm741 ke-4

perhitungan

c1 = 1u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

frekuensi cutoff filter lolos tinggi

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

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

keuntungan dari filter lolos tinggi

Ah=-Rf/R1

Ah=-300k/15k=20

jadi output dari penguat instrumentasi dilewatkan sebagai input ke filter lolos tinggi yang akan memperkuat sinyal 20 kali dan sinyal di bawah 50 Hz dilemahkan

Langkah 4: HALUS SIRKUIT

Sirkuit penghalusan

Mikrokontroler menerima pembacaan dari 0 hingga 5v (tegangan yang ditentukan mikrokontroler lainnya) pembacaan lain selain peringkat yang ditentukan dapat memberikan hasil yang bias sehingga perangkat periferal seperti servo, led, motor mungkin tidak berfungsi dengan baik. Oleh karena itu perlu untuk mengubah sinyal dua sisi menjadi tunggal sinyal sisi. Untuk mencapai ini kita perlu membangun penyearah jembatan setengah gelombang (atau penyearah jembatan gelombang penuh)

Konstruksi

Output dari high pass filter diberikan ke ujung positif dioda ke-1, ujung negatif dioda ke-1 dihubungkan ke ujung negatif dioda ke-2. Ujung positif dari dioda ke-2 diarde. Output diambil dari sambungan dioda ujung negatif. Sekarang output terlihat seperti output gelombang sinus yang diperbaiki. Kita tidak dapat langsung memberikan ke mikrokontroler untuk mengendalikan perangkat periferal karena output masih bervariasi dalam format sin setengah gelombang. Kita perlu mendapatkan sinyal dc konstan dalam kisaran 0 hingga 5v. Hal ini dapat dicapai dengan memberikan output dari penyearah setengah gelombang ke ujung positif kapasitor 1uf dan ujung negatif kapasitor di-ground

KODE:

#termasuk

Servo myservo;

int potpin = 0;

batalkan pengaturan()

{

Serial.begin(9600);

myservo.attach(13);

}

lingkaran kosong()

{

val = analogRead(potpin);

Serial.println(val);

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

myservo.write(val);

penundaan (15);

Serial.println(val);

}

Langkah 5: TANPA VERSI MICRO-CONTROLLER (OPSIONAL)

Yang muak dengan pemrograman aurdino atau tidak suka pemrograman jangan khawatir. Kami punya solusi untuk itu. Aurdino menggunakan teknik modulasi lebar pulsa untuk menjalankan perangkat periferal (servo, led, motor). Kita perlu merancang yang sama. Aurdino sinyal pwm bervariasi antara 1ms dan 2.5ms. Di sini 1 ms menunjukkan sinyal paling sedikit atau tidak aktif dan 2,5 ms menunjukkan sinyal sepenuhnya aktif. Di antara periode waktu dapat digunakan untuk mengontrol parameter lain dari perangkat periferal seperti mengendalikan kecerahan led, sudut servo, mengendalikan kecepatan motor, dll

Konstruksi

kita perlu menghubungkan output dari rangkaian pemulusan ke salah satu ujung resistor 5.1k dan ujung lainnya ke koneksi paralel 220k dan dioda satu titik. Salah satu ujung paralel terhubung 220k dan dioda terhubung ke pin 7 dari 555 timer ic dan titik lain pin 2 555 timer ic. Pin 4 dan 8 dari 555 timer terhubung ke 5 volt dan pin 1 di-ground. Kapasitor 22nf dan 0,1 uf dihubungkan antara pin 2 dan ground. Output diambil dari pin tiga dari ic timer 555

Selamat Anda telah berhasil mengecualikan pengontrol mikro

Langkah 6: CARA MENGGUNAKAN SIRKUIT