Mikro denetleyicili ve mikro denetleyicisiz DIY Emg Sensörü: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bilgi paylaşımı öğretilebilirleri platformuna hoş geldiniz. Bu derste, temel emg devresinin nasıl yapıldığını ve bununla ilgili matematiksel hesaplamanın arkasından bahsedeceğim. Bu devreyi kas nabız değişimlerini, kontrol servosu, joystick, motor hız kontrol cihazı, ışık ve benzeri birçok cihazı gözlemlemek için kullanabilirsiniz. İlk resim ltspice yazılımında tasarlanmış devre şemasını, ikinci resim giriş verildiğinde ltspice'in simülasyon çıkışını göstermektedir. ve üçüncü resim, herhangi bir girdi verilmediğinde çıktıyı gösterir.

Gereçler

GEREKLİ BİLEŞENLER

LM741 IC-X 4

NE555 -X 1

DİRENÇ

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

Diyotlar -X3

KONDANSATÖR -22 nf (555 ZAMANLAYICI IC için)

KONDANSATÖR -1U -X3

ELEKTROLİTİK KONDANSATÖR -1U (ÇIKIŞTA)

Adım 1: Emg Yapımında Yer Alan Adımlar

1 Enstrümantasyon amplifikatör tasarımı

2 Yüksek geçiş filtresi

3 Yarım köprü dalga doğrultucu

4 Düzgünleştirme devresi

(isteğe bağlı)

5 pwm sinyal üreteci (mikrodenetleyiciyi hariç tutmak için).

Adım 2: ENSTRÜMENTASYON AMPLİFİKATÖRÜ

1 Enstrümantasyon amplifikatörü

Bu adımda üç adet Lm741 ic'ye ihtiyacımız var. Devreyi yapmadan önce pili şekil 1'deki gibi bağlayınız

kırmızı, pozitif 9v'yi ve siyah, -9v'yi ve yeşil kabloları toprak olarak gösterir

Şimdi bir sonraki aşama diferansiyel yükselteç yapmaktır. Bir adet Lm741 ic'yi pim 7'yi artıya ve pim 4'ü negatife bağlayın (toprak değil). Lm741 ic. Şimdi 500 ohm'luk direnç, 500 ohm'luk dirençli bir terminali Lm741 ic'nin birinci ters çevirme terminaline ve 500 ohm'luk direncin ikinci terminalini Lm741ic'nin ikinci ters çevirme terminaline şekil 2'de gösterildiği gibi ekleyin

Enstrümantasyon amplifikatörünün tasarımı

Bu aşamada, ilk Lm741ic'nin çıkışını 1k direncinin bir terminaline ve 1k direncinin diğer terminalini üçüncü Lm741ic'nin ters çevirme terminaline, benzer şekilde ikinci Lm741ic'nin çıkışını 1k direncinin bir terminaline ve 1k direncinin diğer terminaline almamız gerekir. Üçüncü Lm741 ic'nin evirmeyen terminaline. Üçüncü Lm741 ic'nin evirici terminali ile Üçüncü Lm741 ic'nin 6 nolu pimi arasına 1k direnç ve üçüncü Lm741 ic'nin ters çevirmeyen terminali ile toprak (negatif değil) arasına 1k direnç ekleyin. Bu, enstrümantasyon tasarımını tamamlar. amplifikatör

Enstrümantasyon amplifikatörünün test edilmesi

İki sinyal üreteci alın. 1. sinyal üreteci girişini 0.1mv 100 hz olarak ayarlayın(istemek farklı değerleri deneyin), benzer şekilde ikinci sinyal üreteci girişini 0.2mv 100hz olarak ayarlayın. 1. sinyal üretecinin pozitif pinini ilk LM741 ic'nin 3 pinine ve negatif pinine ayarlayın. toprağa, benzer şekilde 2. sinyal üretecinin pozitif pini ikinci LM741 ic'nin pin 3'üne ve negatif pinden toprağa

hesaplama

enstrümantasyon amplifikatörünün kazancı

kazanç = (1+(2*R1)/Rf)*R2/R3

Burada

Rf = 500 ohm

R1 = 10k

R2 = R3=1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0.2mv

diferansiyel yükselteç çıkışı = V2 -V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

kazanç=(1+(2*10k)/500)*1k/1k=41

enstrümantasyon yükselticisinin çıkışı = diferansiyel yükselticinin* kazancının çıkışı

enstrümantasyon amplifikatörünün çıkışı = 0.1mv * 41=4.1v

Ve osiloskopun çıkışı, şekil 4'teki tepeden tepeye 4v'dir, tinker cad simülasyon yazılımı aracılığıyla çıkarılmıştır, dolayısıyla tasarım doğrudur ve bir sonraki adıma geçiyoruz

Adım 3: YÜKSEK GEÇİŞ FİLTRESİ

Yüksek geçiren filtre yapısı

Bu aşamada gürültüden kaynaklanan gereksiz voltajı önlemek için yüksek geçiş filtresi tasarlamalıyız. Gürültüyü bastırmak için pil tarafından üretilen gereksiz uğultu gürültüsünü önlemek için 50 Hz frekanslı filtre tasarlamalıyız

yapı

Enstrümantasyon amplifikatörünün çıkışını alın ve 1u kondansatörün bir ucuna bağlayın ve kapasitörün diğer ucunu 15k direncin bir ucuna ve 15k direncin diğer ucunu 4. Lm741ic'nin ters çevirme terminal girişine bağlayın.4. Lm741ic'nin ters çevirmeyen terminali topraklanmıştır. Şimdi 4. Lm741 ic'nin 2 ve 6 numaralı pinleri arasına 300k direnç bağlantısını alın

hesaplama

c1 = 1u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

yüksek geçiren filtrenin kesme frekansı

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

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

yüksek geçiş filtresinin kazancı

Ah=-Rf/R1

Ah=-300k/15k=20

böylece enstrümantasyon yükselticisinden gelen çıkış, sinyali 20 kez yükseltecek olan yüksek geçiş filtresine giriş olarak geçirilir ve 50 Hz'nin altındaki sinyal zayıflatılır

Adım 4: DÜZELTME DEVRESİ

Pürüzsüzleştirme devresi

Mikrodenetleyici 0'dan 5v'ye kadar (herhangi bir mikrodenetleyici tarafından belirtilen voltaj) okumayı kabul eder, belirtilen değerden başka herhangi bir okuma yanlı sonuç verebilir, bu nedenle servo, led, motor gibi çevresel cihazlar düzgün çalışmayabilir. Bu nedenle çift taraflı sinyali teke dönüştürmek gerekir. taraflı sinyal. Bunu başarmak için yarım dalga köprü doğrultucu (veya tam dalga köprü doğrultucu) inşa etmemiz gerekiyor

Yapı

Yüksek geçiren filtreden çıkış 1. diyotun artı ucuna verilir, 1. diyotun eksi ucu 2. diyotun eksi ucuna bağlanır. 2. diyotun pozitif ucu topraklanır. Çıkış, negatif uç diyotların birleşim yerinden alınır. Şimdi çıkış sinüs dalgasının rektifiye edilmiş çıkışı gibi görünüyor. Çıkış hala yarım dalga sin formatında değiştiği için mikrodenetleyiciye doğrudan çevresel aygıtları kontrol etmesini veremiyoruz. 0 ila 5v aralığında sabit dc sinyali almamız gerekiyor. yarım dalga doğrultucudan 1uf kapasitörün artı ucuna ve kapasitörün eksi ucuna çıkış vermek topraklanır

KOD:

#Dahil etmek

Servo myservo;

int potpin = 0;

geçersiz kurulum()

{

Seri.başla(9600);

myservo.attach(13);

}

boşluk döngüsü()

{

val = analogRead(potpin);

Seri.println(val);

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

myservo.write(val);

gecikme(15);

Seri.println(val);

}

Adım 5: MİKRO KONTROLÖR VERSİYONU OLMADAN(İSTEĞE BAĞLI)

Aurdino programlamadan sıkılanlar veya programlamayı sevmeyenler merak etmesin. Bunun için bir çözümümüz var. Aurdino, çevresel cihazı (servo, led, motor) çalıştırmak için darbe genişlik modülasyonu tekniğini kullanıyor. Aynısını tasarlamamız gerekiyor. Aurdino pwm sinyali 1ms ile 2.5ms arasında değişmektedir. Burada 1ms en az veya kapalı sinyali, 2.5ms ise sinyalin tamamen açık olduğunu gösterir. Aradaki zaman aralığı, led parlaklığını kontrol etmek, servo açısını kontrol etmek, motor hızını kontrol etmek vb. gibi çevresel cihazın diğer parametrelerini kontrol etmek için kullanılabilir

Yapı

yumuşatma devresinin çıkışını 5.1k direncin bir ucuna ve diğer ucunu 220k ve diyotun paralel bağlantısına bağlamamız gerekiyor. Bir ucu paralel bağlı 220k ve diyot 555 timer ic'nin 7 numaralı pinine ve diğer ucunun 2 numaralı pinine paralel bağlı. 555 timer ic. 555 timer'ın 4 ve 8 pinleri 5 volta bağlı ve pin 1 topraklanmıştır. Pin 2 ile toprak arasına 22nf ve 0.1 uf kondansatör bağlanır. 555 timer ic'nin üçüncü pininden çıkış alınır

Tebrikler, mikro denetleyiciyi başarıyla hariç tuttunuz

Adım 6: DEVRE NASIL KULLANILIR