הקלדה באמצעות EMG באמצעות MyoWare: 8 שלבים

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

מחברים:

L. Elizabeth Crawford & Dylan T. Vavra

מבוא:

במדריך זה אנו הולכים להראות לך כיצד ליצור מערכת אלקטרומוגרפיה פשוטה בבית (במחיר של כ -100 דולר) שתחוש את הפעלת השרירים מפני השטח של העור ולהשתמש בה לשליחת לחיצה על מחשב, עוקף את המקלדת. השתמשנו במחשב קלאסי MaKey MaKey וחיישן MyoWare כדי להשיג זאת, יחד עם קצת קידוד. פרויקט זה דורש גם הלחמה מסוימת. טיפים שימושיים לטכניקת הלחמה ובטיחות ניתן למצוא כאן.

ראשית, נראה לך כיצד להשיג זאת באמצעות חיישן MyoWare אחד. לאחר מכן, נראה לך כיצד להוסיף אחד נוסף למערכת (למטרותינו השתמשנו בשניים).

התקווה שלנו היא שאחרים יוכלו לחקות את טכנולוגיית ה- EMG הזו של DIY, להתאים אותה לצרכים הספציפיים שלהם ולהשתמש בה לכל מספר יישומים מעניינים. השתמשנו בו במעבדת הפסיכולוגיה הניסיונית שלנו באוניברסיטת ריצ'מונד כדי לשכפל מחקרים המראים שאנשים מחקים הבעות פנים של אחרים.

שלב 1: אסוף את החומרים שלך

חומרים:

• מַחשֵׁב
• MaKey MaKey עם כבל USB נלווה (אתה אמור להיות מסוגל לעשות זאת גם עם ארדואינו לאונרדו, אך לא ניסינו זאת)
• מבודד חשמל USB (אלא אם כן פועל מחשב נייד המונע באמצעות סוללה), כגון מבודד USB של Adafruit - 100mA מבודד USB במהירות נמוכה/מלאה (לא בתמונה)
• חיישן MyoWare
• אלקטרודות (x3 לחיישן MyoWare) - השתמשנו ב- Covidien Kendall משטח חד פעמי EMG/ECG/EKG אלקטרודות 1 אינץ '(24 מ"מ)
• כותרות מתנתקות (השתמשנו בכותרות בצורת L)
• חוטים עם מחבר זכר בקצה אחד, נקבה בצד השני
• לְרַתֵך
• קלטת חשמל

כלים:

• מלחם
• קאטר
• מפצל חוטים

תוֹכנָה:

Arduino IDE עם תוסף MaKey MaKey

שלב 2: הכינו את חיישן MyoWare

1. נתק סט של שלושה כותרות מתפרקות להלחמה ל- MyoWare.

2. כשחיישן MyoWare ממוקם כשהגב בעל ראשי הפנים כלפי מעלה, הכנס את הקצה הקצר יותר של שלוש הכותרות מלמטה לחורים עם "+" (סימן פלוס ","-"(סימן שלילי) ו-" SIG " לידם. (ראו תמונה למעלה.)

3. הלחם את הכותרות במקומן.

שלב 3: חבר את חיישן MyoWare ל- MaKey MaKey

1. בחר שלושה חוטים (באופן אידיאלי בצבעים שונים), זכר בקצה אחד, נקבה בצד השני. אורך החוטים הדרושים לך תלוי עד כמה אתה רוצה ש- MyoWare יהיה מה- MaKey MaKey. כדי לקבל את MyoWare על הפנים ואת MaKey MaKey מונח על שולחן, תזדקק לכ- 18 אינץ '.

2. החליטו לאיזה פונקציה החוט של כל צבע ישמש. אחד ישמש לחשמל (חיבור למחבר + בחיישן MyoWare), אחד ישמש לקרקע (חיבור למחבר - בחיישן MyoWare), והשלישי ישמש כחוט האות (מתחבר לחשמל מחבר SIG ב- MyoWare). בתמונות המוצגות במדריך זה אנו משתמשים בירוק לכוח, חום לקרקע ואפור לאות.

שלב 4: העלה סקיצה ל- MaKey MaKey

1. התקן את Arduino IDE במחשב שלך (הדרכה כאן).

2. התקן את התוסף MaKey MaKey עבור Arduino (הדרכה כאן) על ידי פתיחת העדפות ה- Arduino שלך (קובץ> העדפות), מעבר לתיבת הטקסט 'כתובות אתרים נוספות של מנהל הלוח' והדבקה ב:

raw.githubusercontent.com/sparkfun/Arduino_Boards/master/IDE_Board_Manager/package_sparkfun_index.json

3. ב- IDE של Arduino, לחץ על קובץ, משוך כלפי מטה ליצירת סקיצה חדשה. העתק והדבק קוד זה בחלון הטקסט:

/*ספים לרישום לחיצה על מקשים*/const int thresh1 = 1000;/*הקצאת כניסות ב- MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3;#כלול "Keyboard.h" int LED (9); הגדרת חלל () { pinMode (LED, OUTPUT); Serial.begin (9600);}/*הקוד שלהלן מדגים את MyoWare כל 50 שניות, שולח את ערכו ליציאה הטורית, ואם הערך עולה על הסף, שולח לחיצת מקשים. תוכל לדגום בתדירות גבוהה יותר על ידי הפחתת העיכוב. זה יקשה על הקריאה של הערכים בחלון הסידורי. /שולח לחיצה על האות "c" Keyboard.write ('c'); // המתן 50 ms לפני הדגימה שוב עיכוב (50);} else // המתן 50 ms לפני הדגימה שוב עיכוב (50);}

4. חבר את MaKey MaKey למחשב שלך. משוך את תפריט הכלים למטה וודא שהלוח הנבחר הוא Arduino Leonardo או MaKey MaKey. משוך את תפריט הכלים כלפי מטה ליציאה, וודא שיש ביציאה שנבחרה את שם הלוח שבחרת. העלה את הסקיצה שלך ללוח על ידי לחיצה על החץ הפונה ימינה בחלק העליון של ה- Arduino IDE.

שלב 5: חבר את כל המרכיבים שלך ביחד

1. חבר חוטים מחיישן MyoWare ל- MaKey MaKey כדלקמן:

• ה- "+" ב- MyoWare עובר לחריץ 5V ב- MaKey MaKey.
• ה- "-" ב- MyoWare עובר לקרקע ("כדור הארץ") ב- MaKey MaKey.
• ה- "SIG" ב- MyoWare עובר לחריץ A3 ב- MaKey MaKey.

2. הצמד שלוש אלקטרודות ל- MyoWare.

3. חבר את ה- MaKey MaKey. אם אתה משתמש במחשב המחובר לשקע חשמל, חבר את MaKey MaKey למבודד מתח USB ולאחר מכן חבר אותו ליציאת ה- USB של המחשב. (זוהי אמצעי בטיחות, כך שאם משהו משתבש באספקת החשמל במחשב שלך, הלובש אינו מחובר ישירות לרשת החשמל. אין זה סביר כי בעיה כזו תתרחש, אך אנו מעדיפים שתהיה בטוח.) אם אתה משתמש במחשב נייד שנגמר לו הסוללה (כלומר, לא נתקע בקיר) אתה בטוח ללא המבודד.

4. בדוק שהכל מופעל. נורית LED האדומה של MaKey MaKey ו- LED הירוק MyoWare צריכות להיות מוארות.

5. נקה את העור במקום בו ברצונך לחבר את MyoWare בעזרת אלכוהול שפשוף להסרת לכלוך ושמנים.

6. הסר את גיבוי הדבק באלקטרודות והצמד את MyoWare לעור. אתה רוצה ששתי האלקטרודות הנמצאות ב- MyoWare יהיו על גבי השריר שממנו אתה רוצה להקליט. האלקטרודה המחוברת לחוט משמשת השוואה, ויש להניחה מחוץ לשריר באזור שלא יהיה פעיל כאשר השריר של המטרה מכווץ.

7. בדוק את הדבק על האלקטרודות כדי לוודא שיש לך חותם טוב לעור. ייתכן שיהיה עליך ללחוץ על הקצוות של טבעות הדבק לתוך העור כדי לקבל חותם טוב.

שלב 6: הגדרת סף ב- Arduino IDE

1. כשהכל מחובר ומופעל, פתח את הצג הטורי ב- Arduino IDE על ידי לחיצה על כלי הזכוכית המגדלת בפינה השמאלית העליונה.

2. הצג הטורי צריך כעת להציג את ערכי האות מה- MyoWare. כאשר אתה מגמיש ומרפה את השריר, אתה אמור לראות את הערכים משתנים בהתאם. אתה צריך גם לראות את הנורית האדומה ב- MyoWare נדלקת כאשר אתה מכווץ את השריר מספיק חזק.

3. בזמן הצפייה במסך הסדרתי, כווץ את השריר בעוצמות שונות, הקפד להירגע בין הצירים על מנת לחזור לקו הבסיס. קבעו ערך סף שמעליו אתם רוצים שההתכווצות תייצר לחיצת מקשים. ערכים גבוהים יותר ידרשו התכווצות חזקה יותר לרישום לוח המקשים; ערכים נמוכים יותר יהפכו אותו לרגיש יותר להתכווצויות קטנות אך גם מועד יותר להתראות שווא.

4. בשרטוט Arduino, שנה את ערך הסף (const int thresh1) מ -1000 לסף שבחרת.

5. סגור את הצג הטורי, העלה מחדש את הסקיצה, והתחל להקליד עם EMG. אתה עשוי לגלות שאתה צריך לשנות את הסף כדי לקבל את הרגישות למקום שאתה רוצה אותו. אתה יכול גם להתנסות בעיכוב כך שהוא ידגם בתדירות גבוהה יותר או פחות.

שלב 7: תהנה משימוש במערכת ה- EMG החדשה שלך תוצרת בית

אתה יכול למקם את האלקטרודות בהמון מקומות על הגוף (למשל, על הפנים, כפי שמציינת סייבורג המעבדה שלנו קייל לי למעלה).

התנסו במיקומים למקם את האלקטרודות ועם האפשרויות הרבות של מה שתוכלו להשתמש בלחיצות המקשים לביצוע.

כמו כן, המשך לקרוא כדי ללמוד כיצד להוסיף חיישן MyoWare נוסף למערכת זו.

שלב 8: הוסף חיישן שני למערכת ה- EMG שלך

1. חזור על שלב 2 לחיישן MyoWare שני.

2. כדי לחבר מספר חיישנים ל- MaKey MaKey אחד, תצטרך דרך להעביר כוח לכל אחד. עשינו קצת הפשטה, הלחמה והדבקה של חוטים כדי ליצור מחבר בצורת Y (ראו תמונה למעלה), פיצלנו את הפלט היחיד מספק הכוח של MaKey MaKey לשני חוטים המתחברים לכניסת החשמל "+" על כל אחד מהם. משני MyoWares.

3. חבר את חריצי "SIG" בחיישני MyoWare לחריצי A שונים בצד ימין של MaKey MaKey (הקוד שאנו מספקים להלן מניח שאתה משתמש ב- A3 ו- A4).

4. העלה את הסקיצה לשני חיישנים:

/* מערכון זה קורא שני אותות חיישני MyoWare ושולח לחיצה על מקש 'b' כאשר אחד עולה מעל הסף ו- 'c' כאשר השני עובר את הסף. 1000;/*הקצאת כניסות ב- MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3; const int sensor2Pin = A4;#כולל "LED Keyboard.h" int (9); התקנת void () {pinMode (LED, OUTPUT); סידורי.begin (9600);} לולאת void () {int sensor1Val = analogRead (sensor1Pin); int sensor2Val = analogRead (sensor2Pin); Serial.print (sensor1Val); Serial.print (","); Serial.println (sensor2Val); if (sensor1Val> = thresh1) {Keyboard.begin (); // שלח מקש cKeyboard.write ('c'); עיכוב (50);} if (sensor2Val> = thresh2) {Keyboard.begin (); // שלח לחיצה על bKeyboard.write ('b'); עיכוב (50);} אחר // המתן 50 ms לפני הדגימה שוב עיכוב (50);}

5. כעת שתי קריאות השרירים צריכות להיות גלויות במסך הטורי. הגדר כל סף בנפרד במערכון הארדואינו, בדיוק כמו בשלב 6 ולאחר מכן טען מחדש את הסקיצה.

כעת למערכת ה- EMG שלך יהיו שתי כניסות נפרדות

אם אתה מרגיש קצת פרוע, תוכל לבצע הליכים דומים להוספת חיישני MyoWare נוספים למערכת. אם אתה מרגיש ממש פרוע, אתה יכול אפילו להוסיף עוד MaKey MaKey למערכת. אנו ממליצים לך להתנסות בעיצוב זה.