DIY Emg Sensor มีและไม่มีไมโครคอนโทรลเลอร์: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ยินดีต้อนรับสู่แพลตฟอร์มการสอนการแบ่งปันความรู้ ในคำแนะนำนี้ ฉันจะพูดถึงวิธีสร้างวงจร emg พื้นฐานและเบื้องหลังการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง คุณสามารถใช้วงจรนี้เพื่อสังเกตความแปรผันของพัลส์ของกล้ามเนื้อ ควบคุมเซอร์โว เช่น จอยสติ๊ก ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ แสง และเครื่องใช้อื่นๆ มากมาย ภาพแรกระบุแผนภาพวงจรซึ่งได้รับการออกแบบในซอฟต์แวร์ ltspice ภาพที่สองระบุเอาต์พุตจำลองของ ltspice เมื่อได้รับอินพุต และภาพที่สามแสดงเอาต์พุตเมื่อไม่มีการป้อนข้อมูล

เสบียง

ส่วนประกอบที่จำเป็น

LM741 ไอซี -X 4

NE555 -X 1

ตัวต้านทาน

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

ไดโอด -X3

ตัวเก็บประจุ -22 nf (สำหรับ 555 TIMER IC)

ตัวเก็บประจุ -1U -X3

ตัวเก็บประจุแบบไฟฟ้า -1U (ที่เอาต์พุต)

ขั้นตอนที่ 1: ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องในการสร้าง Emg

1 การออกแบบเครื่องขยายเสียงเครื่องมือวัด

2 ตัวกรองความถี่สูง

3 วงจรเรียงกระแสคลื่นครึ่งสะพาน

4 วงจรปรับให้เรียบ

(ไม่จำเป็น)

เครื่องกำเนิดสัญญาณ 5 pwm (ไม่รวมไมโครคอนโทรลเลอร์)

ขั้นตอนที่ 2: เครื่องขยายเสียง INSTRUMENTATION

1 แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด

ในขั้นตอนนี้เราต้องการ Lm741 ic สามตัว ก่อนทำการเชื่อมต่อวงจรแบตเตอรี่ดังแสดงในรูปที่ 1

สีแดงแสดงว่าเป็นบวก 9v และสีดำหมายถึง -9v และสายสีเขียวเป็นกราวด์

ตอนนี้ขั้นต่อไปคือการสร้างเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกัน ใช้ Lm741 ic หนึ่งตัวเชื่อมต่อพิน 7 กับขั้วบวกและพิน 4 กับค่าลบ (ไม่ใช่กราวด์) ใช้ตัวต้านทาน 10k เชื่อมต่อระหว่าง 2 และ 6 ของ lm741 ic ใช้ lm741 ที่สองทำการเชื่อมต่อเหมือนครั้งแรก Lm741 ic ตอนนี้เพิ่มตัวต้านทาน 500 โอห์ม ขั้วต่อหนึ่งตัวที่มีตัวต้านทาน 500 โอห์มหนึ่งตัวไปยังขั้วต่อกลับด้านแรกของ Lm741 ic และขั้วที่สองของตัวต้านทาน 500 โอห์มไปยังขั้วต่อกลับด้านที่สองของ Lm741 ic ดังแสดงในรูปที่ 2

การออกแบบเครื่องขยายเสียงเครื่องมือวัด

ในขั้นตอนนี้ เราจะต้องนำเอาท์พุตของ Lm741 ic ตัวแรกไปยังขั้วหนึ่งของตัวต้านทาน 1k และอีกขั้วของตัวต้านทาน 1k ไปยังขั้วกลับด้านของ Lm741 ic ตัวที่สาม ในทำนองเดียวกันเอาต์พุตของ Lm741 ic ตัวที่สองไปยังขั้วหนึ่งของตัวต้านทาน 1k และอีกขั้วของตัวต้านทาน 1k ไปยังขั้วที่ไม่กลับด้านของ Third Lm741 ic เพิ่มตัวต้านทาน 1k ระหว่างขั้ว inverting ของ Lm741 ic ตัวที่สามและพิน 6 ของ Third Lm741 ic และตัวต้านทาน 1k ระหว่างขั้วต่อที่ไม่กลับด้านของ Lm741 ic ตัวที่สามและกราวด์ (ไม่ใช่ค่าลบ) การออกแบบเครื่องมือวัดเสร็จสมบูรณ์ เครื่องขยายเสียง

การทดสอบเครื่องขยายสัญญาณเครื่องมือวัด

ใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณสองตัวตั้งค่าอินพุตเครื่องกำเนิดสัญญาณที่ 1 เป็น 0.1mv 100 hz (คุณต้องการลองค่า diiferent) ตั้งค่าอินพุตเครื่องกำเนิดสัญญาณที่สองในทำนองเดียวกันเป็นพิน 0.2mv 100hz.positive ของเครื่องกำเนิดสัญญาณที่ 1 ไปที่พิน 3 ของ LM741 ic ตัวแรกและพินเชิงลบ กับกราวด์, พินบวกของเครื่องกำเนิดสัญญาณตัวที่ 2 ในทำนองเดียวกันกับพิน 3 ของ LM741 ic ที่สองและพินเชิงลบกับกราวด์

การคำนวณ

กำไรของเครื่องขยายเสียงเครื่องมือ

ได้รับ = (1+(2*R1)/Rf)*R2/R3

ที่นี่

Rf = 500 โอห์ม

R1 = 10k

R2 = R3=1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0.2mv

เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล = V2 -V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

ได้รับ=(1+(2*10k)/500)*1k/1k=41

เอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด = เอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล*เกน

เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงเครื่องมือวัด = 0.1mv * 41=4.1v

และเอาต์พุตของออสซิลโลสโคปคือ 4v พีคถึงพีคในรูปที่ 4 อนุมานผ่านซอฟต์แวร์การจำลอง tinker cad ดังนั้นการออกแบบจึงถูกต้องและเราดำเนินการในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: ตัวกรองผ่านสูง

โครงสร้างตัวกรองความถี่สูง

ในขั้นตอนนี้ เราต้องออกแบบตัวกรองความถี่สูงผ่านเพื่อหลีกเลี่ยงแรงดันไฟที่ไม่จำเป็นที่เกิดจากเสียงรบกวน ในการปราบปรามเสียงรบกวน เราต้องออกแบบตัวกรองความถี่ 50 Hz เพื่อหลีกเลี่ยงเสียงรบกวนที่ไม่จำเป็นที่เกิดจากแบตเตอรี่

การก่อสร้าง

นำเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดและเชื่อมต่อกับปลายด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุ 1u และปลายอีกด้านของตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับปลายด้านหนึ่งของตัวต้านทาน 15 k และปลายอีกด้านหนึ่งของตัวต้านทาน 15k เพื่อกลับขั้วอินพุตของ Lm741 ที่ 4 ic ขั้วต่อที่ไม่กลับด้านของ Lm741 ที่ 4 มีการต่อสายดิน ตอนนี้ใช้ตัวต้านทาน 300k เชื่อมต่อระหว่างพิน 2 และ 6 ของ Lm741 ic ที่ 4

การคำนวณ

c1 =1u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

ความถี่ตัดของตัวกรองความถี่สูง

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

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

เกนของตัวกรองความถี่สูง

อา=-Rf/R1

อา=-300k/15k=20

ดังนั้นเอาต์พุตจากเครื่องขยายสัญญาณเครื่องมือวัดจะถูกส่งเป็นอินพุตไปยังตัวกรองความถี่สูงซึ่งจะขยายสัญญาณ 20 เท่าและสัญญาณที่ต่ำกว่า 50 Hz จะถูกลดทอนลง

ขั้นตอนที่ 4: วงจรเรียบ

วงจรปรับให้เรียบ

ไมโครคอนโทรลเลอร์ยอมรับการอ่านตั้งแต่ 0 ถึง 5v (ไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ ที่ระบุแรงดันไฟฟ้า) การอ่านอื่น ๆ จากนั้นการให้คะแนนที่ระบุอาจให้ผลลัพธ์ที่มีอคติ ดังนั้นอุปกรณ์ต่อพ่วงเช่นเซอร์โว LED มอเตอร์อาจทำงานไม่ถูกต้อง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแปลงสัญญาณสองด้านเป็นสัญญาณเดียว สัญญาณด้านข้าง เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องสร้างวงจรเรียงกระแส brigde half wave (หรือ rectifer สะพานคลื่นเต็ม)

การก่อสร้าง

เอาต์พุตจากตัวกรองความถี่สูงส่งไปยังปลายขั้วบวกของไดโอดที่ 1 ปลายขั้วลบของไดโอดที่ 1 เชื่อมต่อกับปลายขั้วลบของไดโอดที่ 2 ปลายขั้วบวกของไดโอดที่ 2 ต่อสายดิน เอาต์พุตนำมาจากทางแยกของไดโอดปลายด้านลบ ตอนนี้เอาต์พุตดูเหมือนเอาต์พุตแบบแก้ไขของคลื่นไซน์ เราไม่สามารถให้ไมโครคอนโทรลเลอร์โดยตรงเพื่อควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วงเนื่องจากเอาต์พุตยังคงแตกต่างกันในรูปแบบบาปครึ่งคลื่น เราจำเป็นต้องรับสัญญาณ dc คงที่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 5v ซึ่งสามารถทำได้โดย ให้เอาต์พุตจากวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นไปยังขั้วบวกของตัวเก็บประจุ 1uf และขั้วลบของตัวเก็บประจุถูกต่อสายดิน

รหัส:

#รวม

เซอร์โว myservo;

int potpin = 0;

การตั้งค่าเป็นโมฆะ ()

{

Serial.begin(9600);

myservo.attach(13);

}

วงเป็นโมฆะ ()

{

วาล = analogRead (potpin);

Serial.println (วาล);

วาล = แผนที่(วาล, 0, 1023, 0, 180);

myservo.write(val);

ล่าช้า(15);

Serial.println (วาล);

}

ขั้นตอนที่ 5: ไม่มีรุ่นไมโครคอนโทรลเลอร์ (ตัวเลือก)

ผู้ที่เบื่อหน่ายกับการเขียนโปรแกรม aurdino หรือไม่ชอบการเขียนโปรแกรมไม่ต้องกังวล เรามีทางออกสำหรับมัน Aurdino ใช้เทคนิคการมอดูเลตความกว้างพัลส์เพื่อเรียกใช้อุปกรณ์ต่อพ่วง (เซอร์โว, ไฟ LED, มอเตอร์) เราต้องออกแบบเหมือนกัน. Aurdino สัญญาณ pwm แตกต่างกันไประหว่าง 1ms ถึง 2.5ms ที่นี่ 1ms หมายถึงสัญญาณน้อยที่สุดหรือปิดและ 2.5ms แสดงว่าสัญญาณเปิดเต็มที่ ในระหว่างช่วงเวลาสามารถใช้เพื่อควบคุมพารามิเตอร์อื่น ๆ ของอุปกรณ์ต่อพ่วงเช่นการควบคุมความสว่างของ LED มุมเซอร์โวการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เป็นต้น

การก่อสร้าง

เราต้องเชื่อมต่อเอาต์พุตจากวงจรปรับให้เรียบกับปลายด้านหนึ่งของตัวต้านทาน 5.1k และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบขนานของ 220k และไดโอดหนึ่งจุด ปลายด้านหนึ่งของการเชื่อมต่อแบบขนาน 220k และไดโอดเชื่อมต่อกับพิน 7 ของ 555 ตัวจับเวลา ic และอีกจุดพิน 2 ของ 555 ตัวจับเวลา ic.พิน 4 และ 8 ของตัวจับเวลา 555 ตัวเชื่อมต่อกับ 5 โวลต์และพิน 1 ต่อสายดิน ตัวเก็บประจุขนาด 22nf และ 0.1 uf เชื่อมต่อระหว่างพิน 2 และกราวด์ เอาต์พุตนั้นนำมาจากพินสามของ 555 ตัวจับเวลาไอซี

ขอแสดงความยินดี คุณได้ยกเว้นไมโครคอนโทรลเลอร์สำเร็จแล้ว

ขั้นตอนที่ 6: วิธีใช้วงจร