DIY snímač Emg s mikrořadičem i bez: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Vítejte na platformě instructables pro sdílení znalostí. V této instruktáži budu diskutovat o tom, jak vytvořit základní obvod emg a za ním zapojené matematické výpočty. Tento obvod můžete použít k pozorování změn svalových pulzů, ovládání serva, joysticku, regulátoru otáček motoru, světla a mnoha dalších zařízení. První obrázek ukazuje schéma zapojení navržené v softwaru ltspice, druhý obrázek ukazuje simulační výstup ltspice, když je zadán vstup a třetí obrázek ukazuje výstup, pokud není zadán žádný vstup.

Zásoby

POŽADOVANÉ KOMPONENTY

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

ODPOR

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1,5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODY -X3

KAPACITOR -22 nf (pro 555 TIMER IC)

KAPACITOR -1U -X3

ELEKTROLYTICKÝ KAPACITOR -1U (NA VÝSTUPU)

Krok 1: Kroky zapojené do konstrukce obr

1 Konstrukce zesilovače instrumentace

2 Horní propust

3 Poloviční můstkový usměrňovač

4 Vyhlazovací obvod

(volitelný)

Generátor signálu 5 pwm. (S vyloučením mikrokontroléru).

Krok 2: INSTRUMENTAČNÍ ZESILOVAČ

1 Zesilovač instrumentace

V tomto kroku požadujeme tři Lm741 ic. Před vytvořením obvodu připojte baterii podle obrázku 1

červená indikuje kladné 9v a černá indikuje -9v a zelené vodiče jako uzemnění

Nyní další fází je vytvoření diferenciálního zesilovače. Vezměte jeden Lm741 ic připojovací pin 7 na kladný a pin 4 na záporný (ne uzemněný). Vezměte 10k odpor připojte mezi 2 a 6 lm741 ic. Vezměte druhý lm741 proveďte připojení stejné jako první Lm741 ic. Nyní přidejte odpor 500 ohmů, jednu svorku odporu 500 ohmů k první invertující svorce Lm741 ic a druhou svorku odporu 500 ohmů na druhou invertující svorku Lm741 ic, jak je znázorněno na obrázku 2

Návrh zesilovače instrumentace

V této fázi musíme přenést výstup prvního Lm741 ic na jeden terminál 1k rezistoru a další terminál rezistoru 1k na invertující terminál třetího Lm741 ic, podobně výstup druhého Lm741 ic na jeden terminál rezistoru 1k a další terminál rezistoru 1k na neinvertující terminál třetího Lm741 ic. Přidejte 1k odpor mezi invertující terminál třetího Lm741 ic a pin 6 třetího Lm741 ic a 1k odpor mezi neinvertující terminál třetího Lm741 ic a uzemnění (není záporné). Tím je dokončen návrh přístrojového vybavení zesilovač

Testování přístrojového zesilovače

Vezměte dva generátory signálu. Nastavte vstup 1. generátoru signálu na 0,1 mv 100 Hz (zkuste různé hodnoty), podobně nastavte vstup druhého generátoru signálu na 0,2 mv 100 Hz. Kladný kolík 1. generátoru signálu na pin 3 prvního ic LM741 a záporný pin na kostru, podobně kladný pin 2. generátoru signálu na pin 3 druhého ic LM741 a záporný pin na kostru

výpočet

zisk zesilovače instrumentace

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

tady

Rf = 500 ohmů

R1 = 10 tis

R2 = R3 = 1k

V1 = 0,1 mv

V2 = 0,2 mv

výstup diferenciálního zesilovače = V2 -V1 = 0,2 mv -0,1 mv = 0,1 mv

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

výstup zesilovače instrumentace = výstup diferenciálního zesilovače*zisk

výstup přístrojového zesilovače = 0,1 mv * 41 = 4,1 v

A výstup osciloskopu je 4v od vrcholu k vrcholu na obrázku 4, odvozeno pomocí simulačního softwaru Tinker Cad, proto je návrh správný a pokračujeme k dalšímu kroku

Krok 3: VYSOKÝ PŘECHOD FILTR

Konstrukce filtru s vysokým průchodem

V této fázi musíme navrhnout vysokoprůchodový filtr, abychom se vyhnuli zbytečnému napětí vytvářenému v důsledku hluku. Abychom potlačili hluk, musíme navrhnout filtr o frekvenci 50 Hz, abychom se vyhnuli zbytečnému hučení vytvářenému baterií

konstrukce

Vezměte výstup zesilovače instrumentace a připojte jej k jednomu konci 1u kondenzátoru a další konec kondenzátoru je připojen k jednomu konci 15 k rezistoru a další konec 15 k rezistoru k invertujícímu koncovému vstupu 4. Lm741 ic. Neinvertující terminál 4. Lm741 ic Nyní uzemněte 300k odpor připojte mezi pin 2 a 6 4. Lm741 ic

výpočet

c1 = 1u

R1 = 15 tis

R2 = Rf = 300K

mezní frekvence horní propusti

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

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

zisk horního propusti

Ah = -Rf/R1

Ah = -300k/15k = 20

takže výstup z přístrojového zesilovače je předáván jako vstup do horního propusti, která zesílí signál 20krát a signál pod 50 Hz je zeslaben

Krok 4: VYHLEDÁVÁNÍ OKRUHU

Vyhlazovací obvod

Mikrokontrolér akceptuje čtení od 0 do 5v (jakékoli jiné napětí specifikované mikrokontrolérem) jakékoli jiné čtení jiné než zadané hodnocení může poskytnout zkreslený výsledek, proto periferní zařízení jako servo, led, motor nemusí správně fungovat. Proto je nutné převést oboustranný signál na jeden oboustranný signál. Abychom toho dosáhli, potřebujeme zkonstruovat poloviční vlnový brigde usměrňovač (nebo full wave bridge usměrňovač)

Konstrukce

Výstup z horního propusti je dán kladnému konci 1. diody, záporný konec 1. diody je připojen k zápornému konci 2. diody. Pozitivní konec 2. diody je uzemněn. Výstup je převzat ze spojení záporných koncových diod. Nyní výstup vypadá jako usměrněný výstup sinusové vlny. Nemůžeme přímo dát mikrokontroléru pro ovládání periferních zařízení, protože výstup se stále liší ve formátu půl vlny sin. Potřebujeme získat konstantní stejnosměrný signál v rozsahu od 0 do 5v. Toho lze dosáhnout dávající výstup z polovičního usměrňovače na kladný konec 1uf kondenzátoru a záporný konec kondenzátoru je uzemněn

KÓD:

#zahrnout

Servo myservo;

int potpin = 0;

neplatné nastavení ()

{

Serial.begin (9600);

myservo.attach (13);

}

prázdná smyčka ()

{

val = analogRead (potpin);

Serial.println (val);

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

myservo.write (val);

zpoždění (15);

Serial.println (val);

}

Krok 5: BEZ VERZE MIKRO OVLADAČE (VOLITELNÉ)

Ti, kteří jsou unaveni programováním aurdino nebo je programování nebaví, nemají žádné starosti. Máme pro to řešení. Aurdino používá techniku pulzní šířkové modulace ke spuštění periferního zařízení (servo, LED, motor). Musíme navrhnout stejný. Aurdino Signál pwm se pohybuje mezi 1 ms a 2,5 ms. Zde 1 ms označuje nejmenší nebo vypnutý signál a 2,5 ms znamená, že signál je plně zapnutý. Mezi časovým obdobím lze ovládat další parametry periferního zařízení, jako je ovládání jasu LED, úhlu serva, ovládání rychlosti motoru atd

Konstrukce

potřebujeme připojit výstup z vyhlazovacího obvodu na jeden konec odporu 5,1k a druhý konec na paralelní připojení 220k a dioda jeden bod. jeden konec paralelně připojeného 220k a dioda je připojen na pin 7 z 555 časovače ic a další bod pin 2 z Časovač 555 ic. Piny 4 a 8 z časovače 555 jsou připojeny k 5 voltům a pin 1 je uzemněn. Kondenzátor 22 nf a 0,1 uf je připojen mezi pin 2 a zem. Výstup je odebrán z pinu tři z časovače 555

Gratulujeme, úspěšně jste vyloučili mikrořadič

Krok 6: JAK POUŽÍVAT OBVOD