Arduino ile Kas-Müzik: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Herkese merhaba, bu benim ilk Instructables'ım, bu proje, Terry Crews'in EMG sinyalleriyle farklı enstrümanları nasıl çaldığını izleyebileceğimiz Old Spice Muscle Music video reklamını izledikten sonra ilham aldı.

Bu yolculuğa, elde edilen EMG sinyalinin genliğine bağlı olarak değişen frekansta bir kare dalga sinyali ürettiğimiz bu ilk proje ile başlamayı planlıyoruz. Daha sonra bu sinyal, o frekansı çalmak için bir Hoparlöre bağlanacaktır.

Bu projeyi oluşturmak için bir çekirdek, bir Arduino UNO ve bir MyoWare Kas Sensörü kullanacağız. Bir MyoWare Sensörü alamıyorsanız endişelenmeyin, kendi sensörünüzü nasıl kuracağınızı açıklayacağız, Bu biraz zor ama denemeye değer, çünkü ÇOK ŞEY öğreneceksiniz!!

Pekala, başlayalım.

Adım 1: Gerekli Parçaları Alın

Bu projeyi oluşturmanın iki yolu vardır: MyoWare sensörünü kullanarak (Adım 2 ve 3) ve onsuz (Adım 4 ve 5).

MyoWare sensörünü kullanmak daha kolaydır çünkü elektronik hakkında ileri düzeyde bilgi gerektirmez, neredeyse sadece tak ve çalıştır. MyoWare olmadan, OpAmp'ler hakkında amplifikasyon ve filtreleme ve ayrıca bir sinyalin düzeltilmesi gibi bazı bilgilere sahip olmanız gerekir. Bu yol daha zordur, ancak MyoWare devresinin arkasında ne olduğunu anlamanızı sağlar.

MyoWare yöntemi için aşağıdaki bileşenlere ve araçlara ihtiyacımız var:

• MyoWare Kas Sensörü (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• hoparlör
• ekmek tahtası
• 22 AWG kablo
• 3 x 3M Elektrotlar (Amazon)
• Tornavida
• 2 x Timsah Klipsi
• Arduino USB kablosu
• Tel Sıyırıcılar
• 1 x 1000uF (Amazon)

MyoWare olmadan önceki bileşenlere (MyoWare olmadan) ve ayrıca:

• +12 V, -12 V ve 5 V ile Güç Kaynağı (bu Talimatlarda gösterildiği gibi bir Bilgisayar PS ile kendinizinkini yapabilirsiniz)
• Güç Kaynağı AC kablonuz 3 uçlu bir kabloysa, üç uçlu/iki uçlu bir adaptöre veya dolandırıcı fişe ihtiyacınız olabilir. (Bazen bu ekstra çatal istenmeyen gürültüye neden olabilir).
• multimetre
• Enstrümantasyon Amplifikatörü AD620
• OpAmp'ler 2 x LM324 (veya benzeri)
• Diyotlar 3 x 1N4007 (veya benzeri)

• kapasitörler

  • Polarize olmayan (seramik kapasitörler, Polyester vb. olabilir)

    • 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

  • Polarize (Elektrolitik kapasitör)

    2 x 1mF

• dirençler

  • 1 x 100 Ohm
  • 1 x 3.9k Ohm
  • 1 x 5.6k Ohm
  • 1 x 1.2k Ohm
  • 1 x 2.7k Ohm
  • 3 x 8.2k Ohm
  • 1 x 6.8k Ohm
  • 2 x 1k Ohm
  • 1 x 68k Ohm
  • 1 x 20k Ohm
  • 4 x 10k Ohm
  • 6 x 2k Ohm
  • 1 x 10k Ohm Potansiyometre

Adım 2: (MyoWare ile) Elektrotları Hazırlayın ve Bağlayın

Bu kısım için MyoWare Sensörüne ve 3 elektrota ihtiyacımız var.

Bizim yaptığımız gibi büyük elektrotlarınız varsa, çapını küçültmek için kenarlarını kesmeniz gerekir, aksi takdirde diğer elektrotu bloke edecek ve sinyal girişimine neden olacaktır.

MyoWare'i Sensör Kılavuzunun 4. sayfasında işaretlendiği gibi bağlayın.

Adım 3: (MyoWare ile) Sensörü Arduino Kartına Bağlayın

MyoWare kartı 9 Pin'e sahiptir: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E ve M. Bu proje için sadece 5V bağlamak için "+", Toprak için "-" ve bağlantı için "SIG" gerekir. 3 büyük kabloyla (~2 ft) bağlanan çıkış sinyali.

Yukarıda bahsedildiği gibi, "+" pininin Arduino'nun 5V pinine, "-" GND'ye bağlanması gerekiyor ve SIG için sinyalin genliğinde ani değişikliklerden kaçınmak için ek bir filtreye ihtiyacımız var.

Hoparlör için yalnızca Pozitif kabloyu pim 13'e ve Negatif'i GND'ye bağlamamız gerekir.

Ve kod için hazırız!!!

Adım 4: (MyoWare Olmadan) Sinyalin Koşullandırma Devresini Oluşturun

Bu devre 8 aşama ile entegre edilmiştir:

1. Alet amplifikatörü
2. Alçak geçiş filtresi
3. Yüksek geçiren filtre
4. İnverter Amplifikatör
5. Tam dalga hassas doğrultucu
6. Pasif Alçak geçiren filtre
7. Diferansiyel Amplifikatör
8. Önyargılı Paralel Kırpıcı

1. Enstrümantasyon Amplifikatörü

Bu aşama, sinyali 500 Kazanç ile önceden yükseltmek ve sistemde olabilecek 60 Hz sinyali ortadan kaldırmak için kullanılır. Bu bize maksimum genliği 200 mV olan bir sinyal verecektir.

2. Alçak geçiren filtre

Bu filtre, 300 Hz üzerindeki herhangi bir sinyali ortadan kaldırmak için kullanılır.

3. Yüksek geçiren filtre

Bu filtre, takarken elektrotların hareketi ile üretilen 20 Hz'den daha düşük herhangi bir sinyali önlemek için kullanılır.

4. İnverter Amplifikatör

68 kazançla, bu amplifikatör - 8 ila 8 V arasında değişen bir genliğe sahip bir sinyal üretecektir.

5. Tam dalga hassas doğrultucu

Bu doğrultucu, herhangi bir negatif sinyali pozitif bir sinyale dönüştürerek bize sadece pozitif bir sinyal bırakır. Bu yararlıdır çünkü Arduino, Analog girişlerde yalnızca 0 ila 5 V arasında bir sinyal kabul eder.

6. Pasif Alçak geçiren filtre

Ani genlik değişimlerini önlemek için 2 adet 1000uF Elektrolitik Kondansatör kullanıyoruz.

7. Diferansiyel Amplifikatör

6. aşamadan sonra, sinyalimizin 1.5 V ofsetine sahip olduğunu anlıyoruz, bu, sinyalimizin 0 V'a inemeyeceği, sadece 1.5 V'a ve maksimum 8 Volt'a inemeyeceği anlamına geliyor. Diferansiyel Amplifikatör bir sinyal kullanacaktır. 1.5 V (bir voltaj bölücü ve 5V ile elde edilir, 10k Potansiyometre ile ayarlanır) ve değiştirmek istediğimiz sinyal ve 1.5 V'u kas sinyaline dinlendirir, bize minimum 0 V ve maksimum ile güzel bir sinyal bırakır 6,5 V.

8. Önyargılı Paralel Kırpıcı

Son olarak, daha önce de belirttiğimiz gibi Arduino sadece maksimum genliği 5 V olan sinyalleri kabul etmektedir. Sinyalimizin Maksimum genliğini azaltmak için 5 Volt'un üzerindeki voltajı ortadan kaldırmamız gerekmektedir. Bu Clipper bunu başarmamıza yardımcı olacak.

Adım 5: (MyoWare olmadan) Elektrotları Devreye ve Arduino'ya Bağlayın

Biseps içine yerleştirilen elektrotlar Elektrot 1, 2'dir ve dirseğe en yakın elektrot referans elektrot olarak bilinir.

Elektrot 1 ve 2, AD620'nin + ve - girişlerine hangi sırayla bağlı olduğu önemli değildir.

Referans elektrot GND'ye bağlanmıştır.

Filtrelenmiş sinyal doğrudan Arduino'nun A0 pinine gider.

**ARDUINO'NUN GND'SİNİ DEVRE GND'SİNE BAĞLAMAYI UNUTMAYIN**

Adım 6: Kod!!

Son olarak, kodlar.

1. Birincisi, bisepslerden elde edilen sinyalin genliğine bağlı olarak 400 Hz'den 912 Hz'ye kadar bir frekans taramasıdır.

2. İkincisi, C belediye başkanı gamının üçüncü oktavıdır, seçeceği sesin genliğine göre değişir.

Frekansları Wikipedia'da bulabilirsiniz, sadece ondalık sayıları yok sayın

7. Adım: Nihai Sonuçlar

Bunlar elde edilen sonuçlardır, İSTEDİĞİNİZ notaları çalmak için kodu DEĞİŞTİREBİLİRSİNİZ!!!

Bu projenin bir sonraki aşaması, bir müzik aleti çalmak için bazı step motorları ve diğer tür aktüatörleri entegre etmektir. Ve ayrıca güçlü sinyaller almak için Egzersiz yapın.

Şimdi kaslarınızın size biraz MÜZİK çalmasını sağlayın. İYİ EĞLENCELER!!:)