Otot-Musik Dengan Arduino: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Halo semuanya, ini adalah Instructables pertama saya, proyek ini terinspirasi setelah menonton iklan video Old Spice Muscle Music, di mana kita dapat menonton bagaimana Terry Crews memainkan instrumen yang berbeda dengan sinyal EMG.

Kami berencana untuk memulai perjalanan ini dengan proyek pertama ini, di mana kami menghasilkan sinyal gelombang persegi dengan frekuensi yang bervariasi tergantung pada amplitudo sinyal EMG yang diperoleh. Nantinya, sinyal ini akan disambungkan ke Speaker untuk memutar frekuensi tersebut.

Untuk membangun proyek ini, kami akan menggunakan sebagai inti, Arduino UNO dan Sensor Otot MyoWare. Jika Anda tidak bisa mendapatkan Sensor MyoWare jangan khawatir kami akan menjelaskan cara membuatnya sendiri, Ini sedikit rumit tetapi patut dicoba, karena Anda akan belajar BANYAK!!

Nah, mari kita mulai.

Langkah 1: Dapatkan Suku Cadang yang Dibutuhkan

Ada dua cara untuk membangun proyek ini: menggunakan sensor MyoWare (Langkah 2 & 3), dan tanpa sensor (Langkah 4 & 5).

Menggunakan sensor MyoWare lebih mudah karena tidak memerlukan pengetahuan lanjutan tentang elektronika, hampir hanya plug and play. Tanpa MyoWare mengharuskan Anda untuk memiliki beberapa pengetahuan tentang OpAmps, seperti amplifikasi dan penyaringan, serta perbaikan sinyal. Cara ini lebih sulit, tetapi memungkinkan Anda memahami apa yang ada di balik sirkuit MyoWare.

Untuk cara MyoWare, kita membutuhkan komponen dan alat berikut:

• Sensor Otot MyoWare (Sparkfun)
• ArduinoUNO (Amazon)
• Pembicara
• Papan tempat memotong roti
• Kabel 22AWG
• 3 x 3M Elektroda (Amazon)
• Obeng
• 2 x Klip Buaya
• Kabel USB Arduino
• Penari telanjang kawat
• 1 x 1000uF (Amazon)

Tanpa MyoWare, Anda akan memerlukan komponen sebelumnya (tanpa MyoWare) serta:

• Catu Daya dengan +12 V, -12 V dan 5 V (Anda dapat membuatnya sendiri dengan PS Komputer seperti yang ditunjukkan dalam Instruksi ini)
• Jika kabel Power Supply AC Anda adalah kabel 3 cabang, Anda mungkin memerlukan adaptor tiga cabang/dua cabang atau steker cheater. (Terkadang cabang ekstra itu dapat menghasilkan suara yang tidak diinginkan).
• Multimeter
• Penguat Intrumentasi AD620
• OpAmps 2 x LM324 (atau serupa)
• Dioda 3 x 1N4007 (atau serupa)

• Kapasitor

  • Non-polarized (bisa kapasitor keramik, Polyester, dll)

    • 2 x 100 nF
    • 1 x 120 nF
    • 1 x 820 nF
    • 1 x 1,2 uF
    • 1 x 1 uF
    • 1 x 4,7 uF
    • 1 x 1,8 uF

  • Terpolarisasi (Kapasitor elektrolit)

    2 x 1mF

• Resistor

  • 1x100 Ohm
  • 1 x 3,9 k Ohm
  • 1 x 5.6k Ohm
  • 1x1.2k Ohm
  • 1 x 2,7 k Ohm
  • 3 x 8.2k Ohm
  • 1x6.8k Ohm
  • 2 x 1k Ohm
  • 1x68k Ohm
  • 1x20k Ohm
  • 4x10k Ohm
  • 6 x 2k Ohm
  • Potensiometer 1 x 10k Ohm

Langkah 2: (Dengan MyoWare) Siapkan Elektroda dan Hubungkan Mereka

Untuk bagian ini kita membutuhkan Sensor MyoWare dan 3 elektroda.

Jika Anda mendapatkan elektroda besar seperti yang kami lakukan, Anda perlu memotong ujungnya untuk mengurangi diameternya, jika tidak, itu akan memblokir elektroda lain yang akan menyebabkan gangguan sinyal.

Hubungkan MyoWare seperti yang ditandai di halaman ke-4 Manual Sensor.

Langkah 3: (Dengan MyoWare) Hubungkan Sensor ke Papan Arduino

Papan MyoWare memiliki 9 Pin: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E dan M. Untuk proyek ini kami hanya memerlukan " +" untuk menghubungkan 5V, " - " untuk Ground dan " SIG " untuk sinyal output, terhubung dengan 3 kabel besar (~2 kaki).

Seperti disebutkan di atas, pin "+" perlu dihubungkan ke pin 5V Arduino, "-" ke GND dan untuk SIG kita memerlukan filter tambahan untuk menghindari perubahan mendadak pada amplitudo sinyal.

Untuk speaker kita hanya perlu menghubungkan kabel Positif ke pin 13 dan Negatif ke GND.

Dan kami siap untuk kodenya!!!

Langkah 4: (Tanpa MyoWare) Bangun Sirkuit Pengkondisian Sinyal

Sirkuit ini terintegrasi dengan 8 tahap:

1. Penguat Instrumentasi
2. Filter lolos rendah
3. Pass filter tinggi
4. Penguat Inverter
5. Penyearah presisi gelombang penuh
6. Filter lolos-rendah pasif
7. Penguat Diferensial
8. Pemotong Paralel Bias

1. Penguat Instrumentasi

Tahap ini digunakan untuk memperkuat sinyal dengan 500 Gain, dan menghilangkan sinyal 60 Hz yang mungkin ada di sistem. Ini akan memberi kita sinyal dengan amplitudo maksimum 200 mV.

2. Filter lolos rendah

Filter ini digunakan untuk menghilangkan sinyal di atas 300 Hz.

3. Filter lolos tinggi

Filter ini digunakan untuk menghindari sinyal yang lebih rendah dari 20 Hz yang dihasilkan dengan pergerakan elektroda saat memakainya.

4. Penguat Inverter

Dengan gain 68, amplifier ini akan menghasilkan sinyal dengan amplitudo bervariasi dari - 8 hingga 8 V.

5. Penyearah presisi gelombang penuh

Penyearah ini mengubah sinyal negatif menjadi sinyal positif, meninggalkan kita hanya dengan sinyal positif. Ini berguna karena Arduino hanya menerima sinyal dari 0 hingga 5 V di input Analog.

6. Filter Pasif Low-pass

Kami menggunakan Kapasitor Elektrolit 2 x 1000uF untuk menghindari perubahan amplitudo yang tiba-tiba.

7. Penguat Diferensial

Setelah tahap 6, kami menyadari bahwa sinyal kami memiliki offset 1,5 V, ini berarti sinyal kami tidak bisa turun ke 0 V, cukup 1,5 V, dan maksimal 8 Volt. Penguat Diferensial akan menggunakan sinyal 1,5 V (diperoleh dengan pembagi tegangan dan 5V, disesuaikan dengan Potensiometer 10k) dan sinyal yang ingin kita modifikasi dan akan mengistirahatkan 1,5 V ke sinyal otot, meninggalkan kita dengan sinyal yang indah dengan minimum 0 V dan maksimum dari 6,5V.

8. Pemotong Paralel Bias

Akhirnya, seperti yang kami sebutkan sebelumnya Arduino hanya menerima sinyal dengan amplitudo maksimum 5 V. Untuk mengurangi amplitudo maksimum sinyal kami, kami perlu menghilangkan tegangan di atas 5 Volt. Clipper ini akan membantu kami mencapai itu.

Langkah 5: (Tanpa MyoWare) Hubungkan Elektroda ke Sirkuit dan Arduino

Elektroda yang ditempatkan di bisep adalah Elektroda 1, 2, dan elektroda yang paling dekat dengan siku dikenal sebagai elektroda referensi.

Elektroda 1 dan 2 terhubung ke input + dan - dari AD620, tidak peduli urutannya.

Elektroda referensi terhubung ke GND.

Sinyal yang difilter langsung menuju pin A0 Arduino.

**JANGAN LUPA GND ARDUINO KE GND CIRCUIT**

Langkah 6: Kode!

Akhirnya, kode-kode.

1. Yang pertama adalah sapuan frekuensi dari 400 Hz ke 912 Hz, tergantung pada amplitudo sinyal yang diperoleh dari bisep.

2. Yang kedua adalah oktaf ketiga dari skala mayor C, tergantung pada amplitudo itu akan memilih nada.

Anda dapat menemukan frekuensi di Wikipedia, abaikan saja desimal

Langkah 7: Hasil Akhir

Ini adalah hasil yang diperoleh, Anda BISA memodifikasi kode untuk memainkan nada yang Anda INGINKAN!!!

Tahap selanjutnya dari proyek ini adalah mengintegrasikan beberapa motor stepper, dan jenis aktuator lainnya untuk memainkan alat musik. Dan juga Workout untuk mendapatkan sinyal yang kuat.

Sekarang buat otot Anda memainkan beberapa MUSIK. SELAMAT BERSENANG-SENANG!!:)