MuscleCom - ส่วนต่อประสานการควบคุมกล้ามเนื้อ: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

MuscleCom นำเสนอวิธีการใหม่ในการสื่อสารของผู้ป่วยที่พิการทางร่างกายอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยการวัดค่า EMG จากกล้ามเนื้อของบุคคล ผู้ใช้สามารถควบคุมส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ที่จะช่วยให้พวกเขาสื่อสารกันในแต่ละวัน ด้วยการใช้ส่วนประกอบที่ค่อนข้างถูกและทนทาน เราได้พัฒนาผลิตภัณฑ์/ต้นแบบที่มีต้นทุนต่ำและใช้งานง่ายพร้อมเส้นโค้งการเรียนรู้ที่ต่ำ

ต้นแบบฮาร์ดแวร์นั้นใช้ Raspberry Pi 3 Model B ในกล่องพิมพ์ 3 มิติที่รันเซิร์ฟเวอร์ NodeJS พร้อมส่วนหน้า REACT ที่ซิงโครไนซ์พัลส์จากกล้ามเนื้อของผู้ใช้

ตัวอย่างของผู้ที่สามารถใช้ผลิตภัณฑ์นี้ ได้แก่ ผู้ป่วย ALS และเช่นเดียวกัน คนที่สามารถควบคุมกล้ามเนื้อ (ไม่กี่) แต่ไม่สามารถพูดหรือชี้ได้ อุปกรณ์นี้เป็นอินเทอร์เฟซที่ใช้งานง่ายซึ่งช่วยให้ผู้ป่วยมีอิสระและสนุกสนานมากขึ้น

โปรดทราบ: ผลิตภัณฑ์นี้ไม่ใช่อุปกรณ์ทางการแพทย์และไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในลักษณะดังกล่าวหรือเป็นอุปกรณ์เสริมดังกล่าว ได้รับการออกแบบโดยนักเรียนเป็นโครงงานในชั้นเรียน

ขั้นตอนที่ 1: ข้อกำหนด

ข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์

• 1x Raspberry Pi 3B (วงจรเปิด)
• การ์ด Micro SD ขนาด 1x8GB + อะแดปเตอร์ (OpenCircuit)
• 1x สายไฟ Micro USB + ปลั๊ก 5V 2.5A (Amazon)
• 1x RPI3 5 นิ้ว LCD หน้าจอสัมผัส (AliExpress)
• 1x สาย UTP (อเมซอน)
• 3x เซ็นเซอร์กล้ามเนื้อ Myoware (Adafruit)
• (รวมแผ่นเซ็นเซอร์ชีวการแพทย์ 9x 24 มม. (Sparkfun))
• 1x ADC 12 บิต: ADS1015 (อดาฟรุต)
• 3x แจ็คเสียบชาย (แบบนี้)
• 3x แจ็คเสียบตัวเมีย (แบบนี้)
• สายเซนเซอร์ 4x 1.5 ม. (แกนคู่, มีฉนวนป้องกัน) (AliExpress)
• 1x บอร์ดสร้างต้นแบบ (AliExpress)
• ตัวต้านทาน 4x 330 โอห์ม (AliExpress)
• สายไฟสีแดง สีดำ และสีอื่นๆ

ค่าใช้จ่ายทั้งหมดโดยประมาณพร้อมลิงก์ด้านบน: ~$130

ข้อกำหนดซอฟต์แวร์ (นักพัฒนาท้องถิ่น)

• NPM (ดาวน์โหลด)
• NodeJS (ดาวน์โหลด)
• เส้นด้าย (ดาวน์โหลด)
• Git (ดาวน์โหลด)
• คลังเก็บ MuscleCom (ดาวน์โหลด)

ไม่จำเป็น

5V / min.2.5A (!) ชุดแบตเตอรี่ (เช่น Nierle ซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์)

หมายเหตุ: เว็บช็อปบางส่วนที่ใช้ด้านบนเป็นภาษาดัตช์ แต่ไม่ควรหาสิ่งที่เทียบเท่าในภาษาอังกฤษให้ยาก

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่า Raspberry Pi

ดาวน์โหลดข้อกำหนด

โปรดดาวน์โหลดรายการต่อไปนี้เพื่อเตรียมการ:

• Raspbian กับเดสก์ท็อป
• ฟอร์แมตการ์ด SD
• Etcher
• หน้าต่าง: สีโป๊ว

การฟอร์แมตการ์ด Micro SD

1. ใส่การ์ด SD ในคอมพิวเตอร์ของคุณ เมื่อได้รับแจ้งให้ฟอร์แมต ให้เลือก no
2. เปิดฟอร์แมตการ์ด SD
3. เลือกการ์ด Micro SD
4. เลือกรูปแบบด่วน
5. คลิกรูปแบบ

ติดตั้ง Raspbian

1. เปิดเครื่องรูดไฟล์ Raspbian.zip ที่ดาวน์โหลดมา
2. เปิดซอฟต์แวร์ Etcher
3. เลือกไฟล์ Raspbian.img ที่คลายซิป
4. เลือกการ์ด Micro SD ที่จะเขียนถึง
5. คลิกแฟลช
6. หลังจากกระบวนการกะพริบเสร็จสิ้น: หากระบบปฏิบัติการของคุณได้รับแจ้งให้ฟอร์แมต ให้เลือก no
7. เปิดรูทการ์ด Micro SD และวางไฟล์ชื่อ ssh ในไดเร็กทอรี (ไม่มีนามสกุล)

เชื่อมต่อกับ Raspberry

Raspberry มีข้อมูลรับรองการเข้าสู่ระบบเริ่มต้น ซึ่งใช้ในขั้นตอนด้านล่าง

• ชื่อโฮสต์: raspberrypi
• ชื่อผู้ใช้: pi
• รหัสผ่าน: ราสเบอร์รี่

1. ถอดการ์ด Micro SD ออกจากคอมพิวเตอร์แล้ววางลงใน Raspberry Pi
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์ของคุณเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่าน wifi
3. ต่อสาย UTP กับ Raspberry และปลายอีกด้านหนึ่งใน PC
4. เสียบอะแดปเตอร์แปลงไฟ Micro USB

จากที่นี่ บทช่วยสอนจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน หนึ่งรายการสำหรับ Windows และอีกรายการสำหรับผู้ใช้ Mac

Windows

1. ใช้แป้นพิมพ์ลัด Windows+R เพื่อเปิดหน้าต่างเรียกใช้
2. พิมพ์: ncpa.cpl แล้วกด OK เพื่อเปิดแผงควบคุมด้วยอะแดปเตอร์เครือข่าย
3. คลิกที่อแด็ปเตอร์ Wifi ของคุณด้วยปุ่มเมาส์ขวา แล้วเลือกคุณสมบัติ
4. ไปที่แท็บการแชร์และเลือก "อนุญาตให้ผู้ใช้เครือข่ายอื่นเชื่อมต่อผ่านการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตของคอมพิวเตอร์เครื่องนี้" หมายเหตุ: หากตรวจสอบแล้ว โปรดยกเลิกการเลือก บันทึก และตรวจสอบอีกครั้ง
5. บันทึกการเปลี่ยนแปลงโดยกด OK
6. เปิดสีโป๊ว
7. พิมพ์ต่อไปนี้ในชื่อโฮสต์ (และแทนที่ HOSTNAME ด้วยค่าที่ถูกต้อง): HOSTNAME.mshome.net
8. คลิกเปิด

Mac

1. เปิดการตั้งค่าระบบ
2. ไปที่การแบ่งปัน
3. เลือกการแชร์อินเทอร์เน็ตในคอลัมน์ด้านซ้าย (ยังไม่เปิดใช้งาน)
4. แบ่งปันการเชื่อมต่อของคุณจาก Wi-Fi
5. ไปยังคอมพิวเตอร์ที่ใช้อีเธอร์เน็ต
6. เปิดใช้งานการแชร์อินเทอร์เน็ตโดยทำเครื่องหมายที่ช่องในคอลัมน์ด้านซ้าย
7. เริ่มเทอร์มินัลของคุณและพิมพ์ (และแทนที่ HOSTNAME ด้วยค่าที่ถูกต้อง):
8. ssh [email protected]

อัพเดทแพ็คเกจ

ก่อนทำการติดตั้งใดๆ ให้อัพเดตแพ็คเกจที่ติดตั้งโดยรันคำสั่งต่อไปนี้:

sudo apt-get update

sudo apt-get อัพเกรด

ติดตั้ง Git ใช้คำสั่งต่อไปนี้เพื่อติดตั้ง Git:

sudo apt-get ติดตั้ง git

ติดตั้งไดรเวอร์หน้าจอ

หากหน้าจอใช้งานไม่ได้นอกกรอบ ตรวจสอบลิงค์นี้สำหรับการเริ่มต้นใช้งานบนหน้าจอทีละขั้นตอน

ติดตั้ง MuscleCom

โคลนที่เก็บ

ติดตั้ง Musclecom โดยรันคำสั่งนี้:

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

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อสาย

เชื่อมต่อสายไฟตามแผนผัง โปรดทราบว่าแผนผังเหล่านี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ 3 ตัว คุณสามารถเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ได้สูงสุด 4 ตัวด้วยการตั้งค่านี้ เนื่องจาก ADC มีอินพุตแบบอะนาล็อกเพียง 4 ช่องเท่านั้น

โล่จะต้องประมาณ 2.9V ถึง 5.7V ในการออกแบบนี้ เราจะใช้พวกมันที่ 5.0V เพราะมันมีประโยชน์มากกว่า 3.3V หลายประการ

เมื่อบัดกรีสายเคเบิลเซ็นเซอร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ใช้ฉนวนเป็นกราวด์ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความแรงของสัญญาณและสัญญาณรบกวนน้อยลง

หากคุณไม่ได้ใช้ปลั๊ก micro USB เพื่อจ่ายไฟให้กับ Pi (เช่นเดียวกับที่เราทำ) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ประสานสายนำไปยังหน้าสัมผัสที่อยู่ใต้ปลั๊ก micro USB ของ Pi วิธีนี้ยังคงใช้วงจรทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับความปลอดภัยและทำงานได้อย่างถูกต้อง

หมายเหตุ: ในแผนผัง เซ็นเซอร์ไม่ใช่เซ็นเซอร์จริง เนื่องจากไฟล์ Fritzing สำหรับไฟล์เหล่านั้นยังไม่ได้อยู่บน Github

ขั้นตอนที่ 4: การพิมพ์ 3 มิติ

เคสทั้งหมดที่ออกแบบมาสำหรับต้นแบบนี้มีให้ในรูปแบบ STL และพิมพ์บน Ultimaker 2+ และ Ultimaker 2Go อย่างละเอียด

มี 4 ไฟล์ STL:

• กรณีหลัก
• ฝาปิดเคสหลัก
• กล่องเซนเซอร์
• ฝาปิดกล่องเซนเซอร์

ขั้นตอนที่ 5: วิธีใช้งาน

โปรดทราบ: คู่มือผู้ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์นี้เขียนเป็นภาษาดัตช์ เนื่องจากเป็นข้อกำหนดที่ไม่เอื้ออำนวยสำหรับโครงการนี้ จะได้รับการแปลเป็นภาษาอังกฤษในอนาคต