MuscleCom - واجهة تتحكم في العضلات: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

تقدم MuscleCom طريقة جديدة مبتكرة للمرضى المعاقين جسديًا للتواصل كما لم يحدث من قبل. من خلال قياس قيم مخطط كهربية العضل من عضلات الشخص ، يمكن للمستخدم التحكم في واجهة المستخدم التي ستساعده على التواصل على أساس يومي. من خلال استخدام مكونات رخيصة ومتينة نسبيًا ، قمنا بتطوير منتج / نموذج أولي منخفض التكلفة وسهل الاستخدام مع منحنى تعليمي منخفض.

يعتمد النموذج الأولي للجهاز على Raspberry Pi 3 Model B في حاوية مطبوعة ثلاثية الأبعاد تقوم بتشغيل خادم NodeJS بواجهة أمامية REACT تقوم بمزامنة النبضات من عضلات المستخدمين.

مثال على الأشخاص الذين يمكنهم الاستفادة من هذا المنتج هم مرضى ALS وبالمثل. الأشخاص القادرين على التحكم في عضلات (قليلة) ولكنهم غير قادرين على التحدث أو الإشارة. يتميز هذا الجهاز بواجهة سهلة الاستخدام تمنح المريض المزيد من الاستقلالية والمتعة.

يرجى ملاحظة ما يلي: هذا المنتج ليس جهازًا طبيًا وليس الغرض منه استخدامه على هذا النحو أو كملحق له. تم تصميمه من قبل الطلاب ، كمشروع فصل.

الخطوة 1: المتطلبات

متطلبات الأجهزة

• 1x Raspberry Pi 3B (OpenCircuit)
• بطاقة Micro SD سعة 1 × 8 جيجابايت + محول (دائرة مفتوحة)
• 1 × كابل طاقة USB صغير + قابس 5 فولت 2.5 أمبير (أمازون)
• 1x RPI3 5 بوصة شاشة تعمل باللمس LCD (AliExpress)
• 1x كابل UTP (أمازون)
• 3x Myoware مستشعرات العضلات (Adafruit)
• (بما في ذلك وسادات مستشعر طبي حيوي 9 × 24 مم (Sparkfun))
• 1x 12 بت ADC: ADS1015 (Adafruit)
• 3x جاك التوصيل ذكر (مثل هذا)
• 3x جاك التوصيل أنثى (مثل هذا)
• كابل مستشعر 4x 1.5 متر (قلب مزدوج ، محمي) (AliExpress)
• 1x لوحة النماذج (AliExpress)
• 4x المقاوم 330 أوم (AliExpress)
• بعض الأسلاك الملونة باللون الأحمر والأسود

التكلفة الإجمالية التقريبية للروابط أعلاه: ~ 130 دولارًا

متطلبات البرمجيات (مطور محلي)

• NPM (تنزيل)
• NodeJS (تنزيل)
• الغزل (تنزيل)
• Git (تنزيل)
• مستودع MuscleCom (تنزيل)

اختياري

حزمة بطارية 5V / min 2.5A (!) (مثل Nierle ، والتي تعمل بشكل مثالي)

يرجى ملاحظة: بعض متاجر الويب المستخدمة أعلاه باللغة الهولندية ، ولكن لا ينبغي أن يكون من الصعب العثور على مكافئات باللغة الإنجليزية.

الخطوة 2: إعداد Raspberry Pi

متطلبات التنزيل

يرجى تنزيل العناصر التالية قيد الإعداد:

• Raspbian مع سطح المكتب
• منسق بطاقة SD
• مطبوع
• النوافذ: المعجون

تنسيق بطاقة Micro SD

1. ضع بطاقة SD في جهاز الكمبيوتر الخاص بك. عند مطالبتك بالتنسيق ، اختر "لا"
2. افتح مُنسق بطاقة SD
3. حدد بطاقة Micro SD
4. اختر تنسيق سريع
5. انقر فوق تنسيق

قم بتثبيت Raspbian

1. قم بفك ضغط ملف Raspbian.zip الذي تم تنزيله.
2. افتح برنامج Etcher
3. حدد ملف Raspbian.img الذي تم فك ضغطه
4. اختر بطاقة Micro SD للكتابة إليها
5. انقر فوق Flash
6. بعد الانتهاء من عملية الوميض: إذا طُلب منك التهيئة بواسطة نظام التشغيل الخاص بك ، فاختر لا
7. افتح جذر بطاقة Micro SD وضع ملفًا يسمى ssh في الدليل (بدون امتداد)

قم بالاتصال بـ Raspberry

يحتوي Raspberry على بيانات اعتماد افتراضية لتسجيل الدخول ، مستخدمة في الخطوات أدناه.

• اسم المضيف: raspberrypi
• اسم المستخدم: pi
• كلمة المرور: التوت

1. افصل بطاقة Micro SD من جهاز الكمبيوتر الخاص بك وضعها في Raspberry Pi
2. تأكد من أن جهاز الكمبيوتر الخاص بك متصل بالإنترنت عبر شبكة wifi
3. قم بتوصيل كبل UTP بجهاز Raspberry الخاص بك ، والطرف الآخر بجهاز الكمبيوتر الخاص بك
4. قم بتوصيل محول الطاقة Micro USB

من هنا ، سيتم تقسيم البرنامج التعليمي إلى جزأين. واحد لنظام التشغيل Windows والآخر لمستخدمي Mac.

شبابيك

1. استخدم اختصار لوحة مفاتيح Windows + R لفتح نافذة التشغيل
2. اكتب: ncpa.cpl واضغط على "موافق" لفتح لوحة التحكم باستخدام محولات الشبكة
3. انقر فوق محول Wifi الخاص بك باستخدام زر الماوس الأيمن ، وحدد الخصائص
4. انتقل إلى علامة تبويب المشاركة ، وحدد "السماح لمستخدمي الشبكة الآخرين بالاتصال من خلال اتصال الإنترنت لهذا الكمبيوتر". ملاحظة: إذا تم تحديد هذا بالفعل ، فيرجى إلغاء التحديد والحفظ والتحقق مرة أخرى.
5. احفظ التغييرات بالضغط على موافق
6. افتح المعجون
7. اكتب ما يلي في اسم المضيف (واستبدل HOSTNAME بالقيمة الصحيحة): HOSTNAME.mshome.net
8. انقر فوق فتح

ماك

1. افتح إعدادات النظام
2. انتقل إلى المشاركة
3. اختر مشاركة الإنترنت في العمود الأيمن (لم تقم بالتفعيل حتى الآن)
4. شارك اتصالك من Wi-Fi
5. لأجهزة الكمبيوتر التي تستخدم إيثرنت
6. قم بتمكين مشاركة الإنترنت عن طريق تحديد المربع في العمود الأيمن
7. ابدأ جهازك الطرفي واكتب (واستبدل HOSTNAME بالقيمة الصحيحة):
8. ssh [email protected]

حزم التحديث

قبل تثبيت أي شيء ، قم بتحديث الحزم المثبتة عن طريق تشغيل الأوامر التالية:

sudo apt-get update

sudo apt-get ترقية

تثبيت Git استخدم الأمر التالي لتثبيت Git:

sudo apt-get install git

تثبيت برنامج تشغيل الشاشة

إذا كانت الشاشة لا تعمل خارج منطقة الجزاء. تحقق من هذا الرابط لمعرفة الخطوات الأولى خطوة بخطوة على الشاشة.

قم بتثبيت MuscleCom

استنساخ المستودع

قم بتثبيت Musclecom عن طريق تشغيل هذا الأمر:

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

الخطوة الثالثة: توصيل الأسلاك

قم بتوصيل الأسلاك وفقًا للمخططات. يرجى ملاحظة أن هذه الخطط تحتوي على 3 أجهزة استشعار. يمكنك توصيل ما يصل إلى 4 أجهزة استشعار كحد أقصى بهذا الإعداد لأن ADC لديها 4 مدخلات تناظرية فقط.

ستحتاج الدروع إلى حوالي 2.9 فولت حتى 5.7 فولت. في هذا التصميم ، سنستخدمها عند 5.0 فولت لأن لها مزايا متعددة تفوق 3.3 فولت.

عند لحام كبلات المستشعر ، تأكد من استخدام الغطاء كأرضي. هذا يضمن قوة الإشارة وضوضاء أقل.

إذا كنت لا تستخدم قابس USB صغيرًا لتشغيل Pi (كما فعلنا) ، فتأكد من لحام العملاء المتوقعين في جهات الاتصال الموجودة أسفل قابس USB الصغير في Pi. بهذه الطريقة لا يزال يستخدم جميع الدوائر اللازمة للسلامة والعمل بشكل صحيح.

قم بالملاحظة: في المخططات ، ليست المستشعرات هي المستشعرات الحقيقية لأن ملفات Fritzing الخاصة بهؤلاء لم تكن موجودة على Github حتى الآن.

الخطوة 4: الطباعة ثلاثية الأبعاد

جميع الأغلفة التي تم تصميمها لهذا النموذج الأولي متوفرة بتنسيق STL وتمت طباعتها على Ultimaker 2+ و Ultimaker 2Go بتفاصيل عالية.

هناك 4 ملفات STL:

• القضية الرئيسية
• غطاء الصندوق الرئيسي
• حالة الاستشعار
• غطاء علبة المستشعر

الخطوة 5: كيفية الاستخدام

يرجى ملاحظة: دليل المستخدم لهذا المنتج مكتوب باللغة الهولندية لأن هذا كان مطلبًا مؤسفًا للمشروع. ستترجم إلى الإنجليزية في المستقبل.