موسيقى العضلات مع الأردوينو: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

مرحبًا بالجميع ، هذا هو أول برنامج Instructables لي ، وقد استوحى هذا المشروع بعد مشاهدة إعلان فيديو Old Spice Muscle Music ، حيث يمكننا مشاهدة كيف يلعب Terry Crews آلات مختلفة بإشارات EMG.

نخطط لبدء هذه الرحلة مع هذا المشروع الأول ، حيث نقوم بتوليد إشارة موجة مربعة ذات تردد يختلف باختلاف سعة إشارة EMG التي تم الحصول عليها. لاحقًا ، سيتم توصيل هذه الإشارة بمكبر الصوت لتشغيل هذا التردد.

لبناء هذا المشروع ، سوف نستخدم كنواة Arduino UNO وجهاز استشعار العضلات MyoWare. إذا لم تتمكن من الحصول على مستشعر MyoWare ، فلا تقلق ، فسنشرح لك كيفية بناء مستشعر خاص بك ، إنه ثلاثي الأبعاد قليلاً ولكنه يستحق المحاولة ، حيث ستتعلم الكثير !!

حسنًا ، لنبدأ.

الخطوة 1: احصل على الأجزاء المطلوبة

هناك طريقتان لإنشاء هذا المشروع: استخدام مستشعر MyoWare (الخطوة 2 و 3) ، وبدونه (الخطوة 4 و 5).

يعد استخدام مستشعر MyoWare أسهل لأنه لا يتطلب معرفة متقدمة حول الإلكترونيات ، فهو يكاد يكون مجرد توصيل وتشغيل. بدون MyoWare يتطلب منك بعض المعرفة حول OpAmps ، مثل التضخيم والتصفية ، وكذلك تصحيح الإشارة. هذه الطريقة أكثر صعوبة ، لكنها تتيح لك فهم ما وراء دائرة MyoWare.

بالنسبة إلى طريقة MyoWare ، نحتاج إلى المكونات والأدوات التالية:

• مستشعر عضلات MyoWare (Sparkfun)
• Arduino UNO (أمازون)
• مكبر الصوت
• اللوح
• 22 AWG كابل
• 3 × 3M أقطاب كهربائية (أمازون)
• مفك براغي
• 2 × مقاطع التمساح
• كابل USB اردوينو
• أدوات تقشير الأسلاك
• 1 × 1000 فائق التوهج (أمازون)

بدون MyoWare ، ستحتاج إلى المكونات السابقة (بدون MyoWare) بالإضافة إلى:

• مزود الطاقة مع +12 فولت و -12 فولت و 5 فولت (يمكنك صنع مصدر الطاقة الخاص بك باستخدام جهاز كمبيوتر PS كما هو موضح في هذه التعليمات)
• إذا كان كبل التيار المتردد لمزود الطاقة لديك عبارة عن كبل ثلاثي الشوكات ، فقد تحتاج إلى محول ثلاثي الشوكات / ثنائي الشق أو قابس غشاش. (في بعض الأحيان يمكن أن يولد هذا الشق الإضافي ضوضاء غير مرغوب فيها).
• المقياس المتعدد
• مكبر الصوت الداخلي AD620
• OpAmps 2 x LM324 (أو ما شابه)
• الثنائيات 3 × 1N4007 (أو ما شابه)

• المكثفات

  • غير مستقطب (يمكن أن يكون مكثفات سيراميك ، بوليستر ، إلخ)

    • 2 × 100 نف
    • 1 × 120 نف
    • 1 × 820 نف
    • 1 × 1.2 فائق التوهج
    • 1 × 1 فائق التوهج
    • 1 × 4.7 فائق التوهج
    • 1 × 1.8 فائق التوهج

  • مستقطب (مكثف كهربائيا)

    2 × 1 ميل فهرنهايت

• المقاومات

  • 1 × 100 أوم
  • 1 × 3.9 كيلو أوم
  • 1 × 5.6 كيلو أوم
  • 1 × 1.2 كيلو أوم
  • 1 × 2.7 كيلو أوم
  • 3 × 8.2 كيلو أوم
  • 1 × 6.8 كيلو أوم
  • 2 × 1 كيلو أوم
  • 1 × 68 كيلو أوم
  • 1 × 20 كيلو أوم
  • 4 × 10 كيلو أوم
  • 6 × 2 كيلو أوم
  • 1 × 10 كيلو أوم مقياس الجهد

الخطوة 2: (مع MyoWare) قم بإعداد الأقطاب الكهربائية وقم بتوصيلها

في هذا الجزء ، نحتاج إلى مستشعر MyoWare و 3 أقطاب كهربائية.

إذا كان لديك أقطاب كهربائية كبيرة كما فعلنا ، فأنت بحاجة إلى قطع الحواف لتقليل قطرها ، وإلا فسوف يسد القطب الآخر مما يؤدي إلى تداخل الإشارة.

قم بتوصيل MyoWare كما هو موضح في الصفحة الرابعة من دليل جهاز الاستشعار.

الخطوة 3: (باستخدام MyoWare) قم بتوصيل المستشعر بلوحة Arduino

تحتوي لوحة MyoWare على 9 دبابيس: RAW و SHID و GND و + و - و SIG و R و E و M. بالنسبة لهذا المشروع ، نحتاج فقط إلى "+" لتوصيل 5 فولت ، "-" للأرض و "SIG" لـ إشارة خرج ، متصلة بـ 3 كابلات كبيرة (~ 2 قدم).

كما ذكرنا أعلاه ، يجب توصيل دبوس "+" بدبوس Arduino 5V ، "-" بـ GND وبالنسبة لـ SIG نحتاج إلى مرشح إضافي لتجنب التغيرات المفاجئة في سعة الإشارة.

بالنسبة للمتحدث ، نحتاج فقط إلى توصيل السلك الموجب بالدبوس 13 والسالب بـ GND.

ونحن جاهزون للكود !!!

الخطوة 4: (بدون MyoWare) قم ببناء دائرة تكييف الإشارة

هذه الدائرة مدمجة بـ 8 مراحل:

1. مضخم صوت الأجهزة
2. مرشح الترددات المنخفضة
3. مرشح دقيق
4. مكبر للصوت العاكس
5. مقوم دقة الموجة الكاملة
6. مرشح تمرير منخفض سلبي
7. مضخم تفاضلي
8. المقص الموازي المتحيز

1. مكبر للصوت الأجهزة

تُستخدم هذه المرحلة لتضخيم الإشارة مسبقًا بكسب 500 ، والقضاء على إشارة 60 هرتز التي قد تكون في النظام. سيوفر لنا هذا إشارة بسعة قصوى تبلغ 200 مللي فولت.

2. مرشح تمرير منخفض

يستخدم هذا المرشح للتخلص من أي إشارة أعلى من 300 هرتز.

3. مرشح التمرير العالي

يستخدم هذا الفلتر لتجنب أي إشارة أقل من 20 هرتز تتولد مع حركة الأقطاب أثناء ارتدائه.

4. مكبر للصوت العاكس

مع كسب 68 ، سيولد هذا مكبر الصوت إشارة بسعة تتراوح من -8 إلى 8 فولت.

5. مقوم دقة الموجة الكاملة

يقوم هذا المعدل بتحويل أي إشارة سلبية إلى إشارة موجبة ، مما يتركنا بإشارة موجبة فقط. هذا مفيد لأن Arduino يقبل فقط إشارة من 0 إلى 5 V في المدخلات التناظرية.

6. مرشح تمرير منخفض سلبي

نستخدم مكثفات التحليل الكهربائي 2 × 1000 فائق التوهج لتجنب التغيرات المفاجئة في السعة.

7. المضخم التفاضلي

بعد المرحلة 6 ، ندرك أن إشارتنا بها إزاحة 1.5 فولت ، وهذا يعني أن إشارتنا لا يمكن أن تنخفض إلى 0 فولت ، فقط إلى 1.5 فولت ، وبحد أقصى 8 فولت. سيستخدم مكبر الصوت التفاضلي إشارة من 1.5 فولت (تم الحصول عليها باستخدام مقسم جهد و 5 فولت ، يتم ضبطه بمقياس جهد 10 كيلو) والإشارة التي نريد تعديلها وسنضع 1.5 فولت على إشارة العضلات ، مما يترك لنا إشارة جميلة بحد أدنى 0 فولت وكحد أقصى من 6.5 فولت.

8. المقص الموازي المتحيز

أخيرًا ، كما ذكرنا سابقًا ، لا يقبل Arduino سوى الإشارات ذات السعة القصوى 5 فولت من أجل تقليل السعة القصوى لإشارتنا ، نحتاج إلى التخلص من الجهد فوق 5 فولت. سيساعدنا هذا Clipper في تحقيق ذلك.

الخطوة 5: (بدون MyoWare) قم بتوصيل الأقطاب الكهربائية بالدائرة و Arduino

الأقطاب الكهربائية الموضوعة في العضلة ذات الرأسين هي الأقطاب الكهربائية 1 ، 2 ، والقطب الكهربي الأقرب إلى الكوع يُعرف بالإلكترود المرجعي.

القطب 1 و 2 متصلان بمدخلات + و- من AD620 ولا يهم بأي ترتيب.

يتم توصيل القطب المرجعي بـ GND.

تنتقل الإشارة المفلترة مباشرة إلى دبوس A0 في Arduino.

** لا تنسَ ربط حكومة أردوينو بمديرية الدائرة **

الخطوة 6: الكود !

أخيرًا ، الرموز.

1. الأول هو مسح التردد من 400 هرتز إلى 912 هرتز ، اعتمادًا على اتساع الإشارة التي يتم الحصول عليها من العضلة ذات الرأسين.

2. والثاني هو الأوكتاف الثالث لمقياس العمدة C ، اعتمادًا على السعة التي سيختارها للنغمة.

يمكنك العثور على الفراغات في ويكيبيديا ، فقط تجاهل الكسور العشرية

الخطوة 7: النتائج النهائية

هذه هي النتائج التي تم الحصول عليها ، يمكنك تعديل الكود من أجل تشغيل النغمات التي تريدها !!!

تتمثل المرحلة التالية من هذا المشروع في دمج بعض محركات السائر وأنواع أخرى من المشغلات من أجل العزف على آلة موسيقية. وكذلك تجريب للحصول على إشارات قوية.

الآن اجعل عضلاتك تلعب لك بعض الموسيقى. استمتع!!:)