Muskuļu mūzika ar Arduino: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Sveiki visiem, šis ir mans pirmais Instructables, šis projekts tika iedvesmots pēc Old Spice Muscle Music video reklāmas noskatīšanās, kur varam vērot, kā Terijs Krūvs spēlē dažādus instrumentus ar EMG signāliem.

Mēs plānojam sākt šo ceļojumu ar šo pirmo projektu, kur mēs ģenerējam kvadrātveida viļņu signālu ar frekvenci, kas mainās atkarībā no iegūtā EMG signāla amplitūdas. Vēlāk šis signāls tiks savienots ar skaļruni, lai atskaņotu šo frekvenci.

Lai izveidotu šo projektu, mēs kā kodolu izmantosim Arduino UNO un MyoWare muskuļu sensoru. Ja nevarat iegūt MyoWare sensoru, neuztraucieties, mēs paskaidrosim, kā izveidot savu, tas ir nedaudz viltīgi, bet ir vērts mēģināt, jo jūs uzzināsit DAUDZ !!

Nu, sāksim.

1. darbība: iegūstiet nepieciešamās detaļas

Ir divi veidi, kā izveidot šo projektu: izmantojot MyoWare sensoru (2. un 3. darbība) un bez tā (4. un 5. darbība).

MyoWare sensora lietošana ir vieglāka, jo tai nav vajadzīgas padziļinātas zināšanas par elektroniku, tas ir gandrīz tikai plug and play. Bez MyoWare jums ir jābūt zināmām zināšanām par OpAmps, piemēram, pastiprināšanai un filtrēšanai, kā arī signāla labošanai. Šis veids ir grūtāks, taču tas ļauj saprast, kas slēpjas aiz MyoWare ķēdes.

Lai izmantotu MyoWare veidu, mums ir nepieciešami šādi komponenti un rīki:

• MyoWare muskuļu sensors (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Runātājs
• Maizes dēlis
• 22 AWG kabelis
• 3 x 3M elektrodi (Amazon)
• Skrūvgriezis
• 2 x aligatora skavas
• Arduino USB kabelis
• Stiepļu noņēmēji
• 1 x 1000uF (Amazon)

Bez MyoWare jums būs nepieciešami iepriekšējie komponenti (bez MyoWare), kā arī:

• Barošanas avots ar +12 V, -12 V un 5 V (jūs varat izveidot savu, izmantojot datoru PS, kā parādīts šajā instrukcijā)
• Ja jūsu strāvas padeves maiņstrāvas kabelis ir 3 zaru kabelis, jums var būt nepieciešams trīszaru/divu zaru adapteris vai krāpniecisks spraudnis. (Dažreiz šis papildu zars var radīt nevēlamu troksni).
• Multimetrs
• Instrumentu pastiprinātājs AD620
• OpAmps 2 x LM324 (vai līdzīgs)
• Diodes 3 x 1N4007 (vai līdzīgas)

• Kondensatori

  • Nepolarizēts (var būt keramikas kondensatori, poliesters utt.)

    • 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

  • Polarizēts (elektrolītiskais kondensators)

    2 x 1 mF

• Rezistori

  • 1 x 100 omi
  • 1 x 3,9 k omi
  • 1 x 5,6 k omi
  • 1 x 1,2k omi
  • 1 x 2,7 k omi
  • 3 x 8,2 k omi
  • 1 x 6,8 kΩ
  • 2 x 1k omi
  • 1 x 68k omi
  • 1 x 20k omi
  • 4 x 10k omi
  • 6 x 2k omi
  • 1 x 10k omi potenciometrs

2. solis: (ar MyoWare) Sagatavojiet elektrodus un pievienojiet tos

Šajā daļā mums ir nepieciešams MyoWare sensors un 3 elektrodi.

Ja jums ir lieli elektrodi, kā mums, jums ir jāsamazina malas, lai samazinātu tā diametru, pretējā gadījumā tas bloķēs otru elektrodu, kas izraisīs signāla traucējumus.

Pievienojiet MyoWare, kā norādīts sensora rokasgrāmatas 4. lappusē.

3. darbība: (izmantojot MyoWare) Savienojiet sensoru ar Arduino dēli

MyoWare plāksnei ir 9 tapas: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E un M. Šim projektam mēs tikai pieprasa " +", lai pievienotu 5V, " -" zemei un "SIG" izejas signāls, savienots ar 3 lieliem kabeļiem (~ 2 pēdas).

Kā minēts iepriekš, "+" tapai jābūt savienotai ar Arduino 5V tapu, "-" ar GND, un SIG ir nepieciešams papildu filtrs, lai izvairītos no pēkšņām signāla amplitūdas izmaiņām.

Skaļrunim mums tikai jāpievieno pozitīvais vads ar tapu 13 un negatīvais ar GND.

Un mēs esam gatavi kodam !!!

4. solis: (bez MyoWare) Izveidojiet signāla kondicionēšanas shēmu

Šī shēma ir integrēta 8 posmos:

1. Instrumentu pastiprinātājs
2. Zemas caurlaidības filtrs
3. Augstas caurlaidības filtrs
4. Invertora pastiprinātājs
5. Pilna viļņa precizitātes taisngriezis
6. Pasīvs zemas caurlaidības filtrs
7. Diferenciālais pastiprinātājs
8. Neobjektīvs paralēlais griezējs

1. Instrumentu pastiprinātājs

Šo posmu izmanto, lai iepriekš pastiprinātu signālu ar 500 Gain, un novērstu 60 Hz signālu, kas var būt sistēmā. Tādējādi mēs saņemsim signālu ar maksimālo amplitūdu 200 mV.

2. Zemas caurlaidības filtrs

Šo filtru izmanto, lai novērstu jebkādu signālu virs 300 Hz.

3. Augstas caurlaidības filtrs

Šo filtru izmanto, lai izvairītos no signāla, kas zemāks par 20 Hz, kas rodas, elektrodiem kustoties, to valkājot.

4. Invertora pastiprinātājs

Ar 68 pastiprinājumu šis pastiprinātājs ģenerēs signālu ar amplitūdu, kas svārstās no - 8 līdz 8 V.

5. Pilna viļņa precizitātes taisngriezis

Šis taisngriezis jebkuru negatīvo signālu pārvērš pozitīvā signālā, atstājot mums tikai pozitīvu signālu. Tas ir noderīgi, jo Arduino pieņem signālu tikai no 0 līdz 5 V analogās ieejās.

6. Pasīvs zemas caurlaidības filtrs

Mēs izmantojam 2 x 1000uF elektrolītiskos kondensatorus, lai izvairītos no pēkšņām amplitūdas izmaiņām.

7. Diferenciālais pastiprinātājs

Pēc 6. posma mēs saprotam, ka mūsu signālam ir 1,5 V nobīde, tas nozīmē, ka mūsu signāls nevar samazināties līdz 0 V, tikai līdz 1,5 V un ne vairāk kā 8 volti. Diferenciālais pastiprinātājs izmantos signālu 1,5 V (iegūts ar sprieguma dalītāju un 5 V, noregulēts ar 10 k potenciometru) un signālu, kuru mēs vēlamies modificēt, un 1,5 V atstās muskuļu signālam, atstājot mums skaistu signālu ar minimālo 0 V un maksimālo no 6,5 V.

8. Neobjektīvs paralēlais griezējs

Visbeidzot, kā jau iepriekš minējām, Arduino pieņem tikai signālus ar maksimālo amplitūdu 5 V. Lai samazinātu mūsu signāla maksimālo amplitūdu, mums ir jānovērš spriegums virs 5 voltiem. Šis Clipper palīdzēs mums to sasniegt.

5. solis: (bez MyoWare) Pievienojiet elektrodus ķēdei un Arduino

Bicepsos ievietotie elektrodi ir elektrodi 1, 2, un elektrods, kas atrodas vistuvāk elkoņam, ir pazīstams kā atsauces elektrods.

Elektrods 1 un 2 ir savienoti ar AD620 + un - ieejām, nav svarīgi, kādā secībā.

Standarta elektrods ir savienots ar GND.

Filtrētais signāls iet tieši uz Arduino A0 tapu.

** NEaizmirstiet ARDUINO GND PIEVIENOT SĒDES GND **

6. darbība: kods !

Visbeidzot, kodi.

1. Pirmais ir biežums no 400 Hz līdz 912 Hz, atkarībā no signāla amplitūdas, kas iegūts no bicepsiem.

2. Otrā ir C mēra skalas trešā oktāva, atkarībā no amplitūdas tā izvēlēsies toni.

Biežumu var atrast Vikipēdijā, vienkārši ignorējiet decimāldaļas

7. darbība. Galīgie rezultāti

Šie ir iegūtie rezultāti, jūs varat modificēt kodu, lai atskaņotu vēlamās notis !!!

Nākamais šī projekta posms ir dažu soļu motoru un cita veida izpildmehānismu integrēšana, lai spēlētu mūzikas instrumentu. Un arī treniņš, lai iegūtu spēcīgus signālus.

Tagad liek muskuļiem spēlēt MŪZIKU. PRIEKOTIES !!:)