Arduino – sterowanie za pomocą aktywności mięśni dzięki Muscle Sensor 3

muscle_smallDotarła do mnie w tym tygodniu paczka z zamówionym SparkFun Muscle Sensor 3, za pomocą którego chciałem przetestować możliwość sterowania wyjściem Arduino poprzez sygnały odczytywane na podstawie aktywności pracy mięśni.

Dosyć sceptycznie podchodziłem do tego tematu, jednak naprawdę miło się zaskoczyłem.

 Elementy zestawu

W skład kompletu do pomiaru aktywności mięśni EMG wchodzą (tym razem zamówiłem w kamami.pl):

1. Muscle Sensor v3

Główny moduł. Jest dosyć mały – o rozmiarze monety 5 zł.

muscle-sensor-v3_frontmuscle-sensor-v3_back

muscle-sensor-v3_scale

 

 

2. Elektrody biomedyczne

To właśnie je przyklejamy na skórę. W komplecie znajduje się dziesięć sztuk. Teoretycznie są one jednorazowego użytku, jednak wykorzystywałem je wiele razy bez konieczności wymiany. Być może chodzi tu o kwestie higieniczne.

biomedical-sensor-pad-10-pack (2)biomedical-sensor-pad-10-pack (1)

 

 

biomedical-sensor-pad-10-pack

 

3. Przewody do elektrod

Moduł i elektrody łączymy za pomocą takich przewodów:

sensor-cable-electrode-pads-3-connector

 

Przygotowania

Otrzymawszy paczkę chciałem tego samego dnia przetestować zestaw, jednak pojawiły się problemy. Zamawiając go nie zagłębiałem się w szczegóły podłączenia go z Arduino, przez co straciłem niepotrzebnie trochę czasu. Moja wina.

Zobaczcie na schemat podłączenia do Arduino (z dokumentacji producenta):

schemat_alpha_bg

Schemat podłączenia

 

 

Nasz moduł musimy zasilać napięciem symetrycznym z zakresu ± 3V do ± 30V. Kluczowym tutaj słowem jest „symetrycznym”. W skrócie – zasilanie niesymetryczne to dwa przewody np +5V i masa, natomiast symetryczne to trzy przewody np +5V masa i -5V (dwa równe napięcia o odwrotnej polaryzacji).

Jak podaje producent, do wykonania zasilania modułu Muscle Sensor v3  możemy wykorzystać dwie baterie 9v połączone według powyższego rysunku.

Jeśli będziemy wykorzystywać baterie 9v, to przydałyby się również klipsy z przewodami do łatwego montażu. Sam niestety nie posiadałem ani baterii, ani klipów, było już późno, a następnego dnia wszystkie sklepy były zamknięte ze względu na święto. Musiałem poczekać dwa dni aby przetestować układ.

Ostatecznie w lokalnym sklepie kupiłem klipy, baterie i podłączenie można zrealizować np. w taki sposób:

baterie

Przed rozpoczęciem prac trzeba również wlutować goldpiny do pięciu otworów. U mnie wygląda to tak:

 

frontback

 

Montaż

Układ montujemy zgodnie z wcześniejszym rysunkiem „Schemat podłączenia”. Ja jednak podłączyłem wejście analogowe pod port nr. 1 (na schemacie jest nr. 0). Ponadto dodajemy diodę, łączymy ją szeregowo z rezystorem i podłączamy do masy i wyjścia (w moim przypadku nr. 8).

Program

Na samym początku chcemy zobaczyć jakie wartości będą przyjmowały odczyty na podstawie różnych ruchów ręką. Dlatego piszemy program, który wyświetli nam stany wejść analogowych w monitorze szeregowym. Tutaj wersja wyświetlająca stany wszystkich sześciu wejść w Arduino:

W moim przypadku gdy ręka swobodnie spoczywała wartość wejścia analogowego mieściła się w zakresie 5-20. Wystarczyło tylko lekko unieść rękę lub napiąć mięśnie i wartość wzrastała. Wartość odczytu jest tym większa im silniej napięte są mięśnie.

Ustawiłem granicę zaświecenia diody na poziomie dosyć mocnego napięcia mięśni o wartości 500, ustawiłem wyjście nr. 8 jako wyjście diody, zmniejszyłem opóźnienie pętli do 10ms i program wygląda tak:

Zobaczcie:

 

Podsumowanie

To tylko wstęp dotyczący modułu Muscle Sensor. A jak ten projekt można dalej rozwijać? Przykłady:

  • sterowanie pięcioma diodami odpowiadającymi unoszenia jednego z pięciu palców dłoni
  • sterowanie serwomechanizmami
  • inteligentna odzież – np. rowerzysta skręcający głowę w lewą czy prawą stroną automatycznie mógłby włączać diodowy kierunkowskaz

 

Przykłady z Youtube:

Polecane książki dla Arduino

Autor: Simon Monk

ISBN: 978-83-283-0016-3

Format: , stron:

Data wydania:

Opis: Arduino — mała płytka o ogromnym potencjale — otworzyła świat elektroniki dla szerokiego grona pasjonatów, którym pozwoliła wreszcie zrealizować wymarzone projekty. Błyskawicznie zdobyła ogromną popularność, na co szybko zareagował rynek — pojawiło się mnóstwo dodatkowych akcesoriów, instrukcji i książek. Wśród tych ostatnich na szczególną uwagę zasługują publikacje autorstwa Simona Monka. Elektroniczne projekty jego autorstwa zdobyły sobie licznych fanów. W Twoje ręce oddajemy kolejną książkę w całości poświęconą platformie Arduino. Sięgnij po nią i poznaj tajemnice pracy z tą płytką! W trakcie lektury poznasz krótką historię platformy, a następnie zobaczysz, jak obsługiwać przerwania sprzętowe, współpracować z urządzeniami 1-wire oraz obsługiwać interfejs USB. Ponadto przyśpieszysz działanie swojej płytki, zoptymalizujesz pobór prądu oraz zmniejszysz zużycie pamięci RAM. Na sam koniec nauczysz się obsługiwać sieć oraz tworzyć własne biblioteki. Książka ta jest doskonałą lekturą dla wszystkich fanów Arduino chcących jeszcze lepiej poznać tę platformę! Poznaj zaawansowane techniki programowania Arduino! Korzystaj z przerwań sprzętowych i zegarowych. Zwiększ wydajność pracy mikrokontrolera pisząc efektywne szkice. Minimalizuj ilość pamięci zajmo

Cena: 39.00zł


Autor: Rick Anderson, Dan Cervo

ISBN: 978-83-246-8225-6

Format: , stron:

Data wydania:

Opis: Platforma Arduino to cudowne dziecko inżynierów, dzięki któremu świat elektroniki zyskał tysiące nowych entuzjastów. Skąd oni się wzięli? Dzięki Arduino nawet kompletny laik może zbudować atrakcyjny układ elektroniczny, który ułatwi mu życie. Jeżeli do tego dołożymy świetną dokumentację oraz środowisko przeznaczone specjalnie do tworzenia oprogramowania, to staje się jasne, dlaczego Arduino jest tak popularne. Na rynku wydawniczym obecnych jest już kilka pozycji poświęconych Arduino, jednak zazwyczaj zawierają one zbiory projektów, które czytelnik może wykonać we własnym zakresie. Tymczasem jeżeli masz ambicję tworzyć nowatorskie rozwiązania, których nie spotkasz w sieci ani w książkach, musisz zdobyć zdecydowanie szerszą wiedzę. Ta książka Ci jej dostarczy. W trakcie lektury dowiesz się, jak wykorzystać sieci radiowe XBee, komunikować się z systemem Android oraz integrować Arduino z niestandardowymi układami, takimi jak Atmel. Ponadto dowiesz się, jak wykorzystać wiele platform Arduino do pracy nad jednym problemem. A potem nauczysz się tworzyć biblioteki dla Arduino i udostępniać je społeczności. W tym tkwi największa siła platformy! Dowiedz się: jak zwiększyć wydajność Arduino jak zbudować sieć sensorową do czego wykorzystać moduły radiowe XBee jak stworzyć grę na Arduino Obowiązkowa lektura dla każdego pasjonata ele

Cena: 54.89zł

To również może Cię zainteresować:

  • Świąteczny konkurs, do wyboru nagrody o wartości 450 zł!Świąteczny konkurs, do wyboru nagrody o wartości 450 zł! Kilka dni temu pytałem się na Facebooku, czy chciałby ktoś z Was otrzymać całkowicie za darmo zestaw do Adafruit Flory. Zgłosił się Kamil i w tym tygodniu paczka o wartości ok. 300 zł […]
  • Raspberry PI 2 jako ekran infokioskuRaspberry PI 2 jako ekran infokiosku Zapewne nie jeden z Was widział na stacjach benzynowych ekrany LCD wyświetlające informacje o prognozowanych warunkach pogodowych, czy utrudnieniach w ruchu. W witrynach sklepowych możemy […]
  • Arduino – przyciski i szeregowy monitorArduino – przyciski i szeregowy monitor W drugim dniu zabawy z Arduino postanowiłem przede wszystkim wykonać coś do odczytu wejść. Zmontowałem układ realizujący dwa cele: Wysyłka informacji do komputera przez szeregowy […]
  • Arduino – zdalne sterowanie oświetleniemArduino – zdalne sterowanie oświetleniem W tym artykule opiszę sposób wykonania zdalnego sterowania jednym urządzeniem wpinanym do gniazdka 230V z wykorzystaniem Arduino. Wykorzystane będzie połączenie przez USB z komputerem, […]
  • KAmduino UNO – polskie Arduino za 50 zł!KAmduino UNO – polskie Arduino za 50 zł! Dzięki uprzejmości firmy Kamami.pl miałem okazję przed chwilą przetestować polskie Arduino - KAmduino UNO. Przyznam, że uruchomienie układu z przykładowym programem zajęło mi dosłownie […]
  • Adafruit Flora – wstęp do inteligentnej odzieżyAdafruit Flora – wstęp do inteligentnej odzieży Zaopatrzyłem się w ostatnim czasie w powyższy zestaw Adafruit Flora, którego chciałbym wykorzystać do kilku projektów związanych z "inteligentną odzieżą". Lecz tym razem Was, czytelników […]

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *