MuscleCom - rozhraní ovládané svaly: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

MuscleCom nabízí nový inovativní způsob komunikace pro tělesně postižené pacienty jako nikdy předtím. Měřením hodnot EMG ze svalů člověka může uživatel ovládat uživatelské rozhraní, které mu pomůže komunikovat ze dne na den. Díky použití relativně levných a trvanlivých komponent jsme vyvinuli levný a snadno použitelný produkt/prototyp s nízkou křivkou učení.

Hardwarový prototyp vychází z modelu Raspberry Pi 3 Model B ve 3D tištěném pouzdře, na kterém běží server NodeJS s frontendem REACT, který synchronizuje impulsy ze svalů uživatelů.

Příkladem lidí, kteří by mohli používat tento produkt, jsou pacienti s ALS a podobně. Lidé, kteří jsou schopni ovládat (málo) svalů, ale nejsou schopni mluvit ani ukazovat. Toto zařízení je snadno použitelné rozhraní, které dává pacientovi větší nezávislost a více zábavy.

Vezměte prosím na vědomí: Tento produkt NENÍ zdravotnickým prostředkem a není určen k tomu, aby byl používán jako takový nebo jako jeho příslušenství. Byl navržen studenty jako třídní projekt.

Krok 1: Požadavky

Hardwarové požadavky

• 1x Raspberry Pi 3B (OpenCircuit)
• 1x 8GB Micro SD karta + adaptér (OpenCircuit)
• 1x napájecí kabel Micro USB + zástrčka 5V 2,5A (Amazon)
• 1x 5palcová dotyková obrazovka LCD RPI3 (AliExpress)
• 1x UTP kabel (Amazon)
• 3x svalové senzory Myoware (Adafruit)
• (vč. 9x 24mm biomedicínských senzorových podložek (Sparkfun))
• 1x 12bitový ADC: ADS1015 (Adafruit)
• 3x Jack Plug Male (takhle)
• 3x Jack Plug Female (takhle)
• 4x 1,5m kabel senzoru (dvoužilový, stíněný) (AliExpress)
• 1x prototypovací deska (AliExpress)
• 4x odpor 330 ohmů (AliExpress)
• Nějaký červený, černý a jiný barevný drát

Přibližné celkové náklady s výše uvedenými odkazy: ~ 130 $

Softwarové požadavky (místní vývojář)

• NPM (Stáhnout)
• NodeJS (Stáhnout)
• Příze (Stáhnout)
• Git (Stáhnout)
• Úložiště MuscleCom (Stáhnout)

Volitelný

5V / min. 2,5A (!) Baterie (jako Nierle, která funguje perfektně)

Poznámka: Některé z výše uvedených webových obchodů jsou v holandštině, ale anglické ekvivalenty by nemělo být těžké najít.

Krok 2: Nastavení Raspberry Pi

Požadavky na stažení

Stáhněte si prosím následující připravované položky:

• Raspbian s desktopem
• Formátovač karty SD
• Etcher
• Windows: Tmel

Formátování karty Micro SD

1. Vložte kartu SD do počítače. Po zobrazení výzvy k formátování zvolte ne
2. Otevřete formátovač karty SD
3. Vyberte kartu Micro SD
4. Zvolte Rychlé formátování
5. Klikněte na Formát

Nainstalujte si Raspbian

1. Rozbalte stažený soubor.zip Raspbian.
2. Otevřete software Etcher
3. Vyberte rozbalený soubor.img Raspbian
4. Vyberte kartu Micro SD, na kterou chcete zapisovat
5. Klikněte na Flash
6. Po dokončení procesu blikání: Pokud vás systém OS vyzve k formátování, vyberte ne
7. Otevřete kořenový adresář karty Micro SD a vložte do adresáře soubor s názvem ssh (bez přípony)

Připojte se k Raspberry

Raspberry má výchozí přihlašovací údaje, použité v níže uvedených krocích.

• Název hostitele: raspberrypi
• Uživatelské jméno: pí
• Heslo: malina

1. Odpojte kartu Micro SD od počítače a vložte ji do Raspberry Pi
2. Ujistěte se, že je váš počítač připojen k internetu přes wifi
3. Připojte kabel UTP k Raspberry a druhý konec k počítači
4. Připojte napájecí adaptér Micro USB

Odtud se tutoriál rozdělí na 2 části. Jeden pro Windows a jeden pro uživatele Mac.

Okna

1. Pomocí klávesové zkratky Windows+R otevřete okno Spustit
2. Zadejte: ncpa.cpl a stisknutím OK otevřete ovládací panel se síťovými adaptéry
3. Klikněte na adaptér Wifi pravým tlačítkem myši a vyberte vlastnosti
4. Přejděte na kartu sdílení a zaškrtněte políčko „Povolit ostatním uživatelům sítě připojení prostřednictvím internetového připojení tohoto počítače“. POZNÁMKA: Pokud to již bylo zaškrtnuto, zrušte zaškrtnutí, uložte a zkontrolujte znovu.
5. Změny uložte stisknutím OK
6. Otevřete tmel
7. Do názvu hostitele zadejte následující text (a nahraďte HOSTNAME správnou hodnotou): HOSTNAME.mshome.net
8. Klikněte na Otevřít

Mac

1. Otevřete Nastavení systému
2. Přejít na sdílení
3. V levém sloupci vyberte sdílení internetu (zatím neaktivujte)
4. Sdílejte své připojení přes Wi-Fi
5. K počítačům využívajícím ethernet
6. Povolte sdílení internetu zaškrtnutím políčka v levém sloupci
7. Spusťte terminál a zadejte (a nahraďte HOSTNAME správnou hodnotou):
8. ssh [email protected]

Aktualizujte balíčky

Před instalací čehokoli aktualizujte nainstalované balíčky spuštěním následujících příkazů:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Nainstalujte Git K instalaci Gitu použijte následující příkaz:

sudo apt-get install git

Nainstalujte ovladač obrazovky

Pokud obrazovka nefunguje po vybalení z krabice. Zaškrtnutím tohoto odkazu najdete krok za krokem Začínáme na obrazovce.

Nainstalujte si MuscleCom

Klonujte úložiště

Nainstalujte Musclecom spuštěním tohoto příkazu:

bash /PATH/TO/REPO/scripts/setup.sh

Krok 3: Připojení vodičů

Připojte vodiče podle schémat. Upozorňujeme, že tato schémata obsahují 3 senzory. S tímto nastavením můžete připojit až 4 senzory, protože ADC má pouze 4 analogové vstupy.

Štíty budou potřebovat asi 2,9 V až 5,7 V. V tomto provedení je použijeme na 5,0 V, protože oproti 3,3 V má několik výhod.

Při pájení kabelů senzoru nezapomeňte použít stínění jako uzemnění. Tím je zajištěna síla signálu a méně šumu.

Pokud k napájení Pi nepoužíváte zástrčku micro USB (jako my), nezapomeňte připájet vodiče ke kontaktům pod zástrčkou micro USB Pi. Tímto způsobem stále využívá všechny obvody, které jsou potřebné pro bezpečnost a správnou funkci.

Poznámka: Ve schématech nejsou senzory skutečnými senzory, protože soubory Fritzing pro ty ještě nebyly na Githubu.

Krok 4: 3D tisk

Všechny obaly, které byly navrženy pro tento prototyp, jsou k dispozici ve formátu STL a byly vytištěny na Ultimaker 2+ a Ultimaker 2Go s vysokými detaily.

K dispozici jsou 4 soubory STL:

• Hlavní případ
• Víko hlavního kufru
• Pouzdro senzoru
• Víko pouzdra senzoru

Krok 5: Jak používat

Poznámka: Uživatelská příručka k tomuto produktu je napsána v holandštině, protože to byl nešťastný požadavek na projekt. V budoucnu bude přeloženo do angličtiny.