DIY Emg-sensor met en zonder microcontroller - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Welkom bij het platform voor het delen van kennis. In deze instructables ga ik bespreken hoe je een basis EMG-circuit kunt maken en achter de wiskundige berekening die erbij betrokken is. U kunt dit circuit gebruiken om variaties in spierpulsen te observeren, servo te besturen, als joystick, motorsnelheidsregelaar, licht en veel van dergelijke apparaten. De eerste afbeelding geeft het schakelschema aan dat is ontworpen in ltspice-software, de tweede afbeelding geeft de simulatie-uitvoer van ltspice aan wanneer invoer wordt gegeven en de derde afbeelding geeft de output aan als er geen input wordt gegeven.

Benodigdheden

COMPONENTEN VEREIST

LM741 IC-X 4

NE555-X 1

WEERSTAND

10K -X2

1K -X4

500 -X2

1.5K -X1

15K -X1

300K -X1

220K -X1

5K -X1

DIODEN -X3

CONDENSATOR -22 nf (voor 555 TIMER IC)

CONDENSATOR -1U -X3

ELEKTROLYTISCHE CONDENSATOR -1U (BIJ UITGANG)

Stap 1: Stappen die betrokken zijn bij de bouw van Emg

1 Instrumentatie versterker ontwerp

2 Hoogdoorlaatfilter

3 Halfbruggolfgelijkrichter

4 Afvlakkingscircuit

(optioneel)

5 pwm signaalgenerator. (om microcontroller uit te sluiten).

Stap 2: INSTRUMENTATIEVERSTERKER

1 Instrumentatie versterker

In deze stap hebben we drie Lm741 ic nodig. Voordat u een circuit maakt, sluit u de batterij aan zoals weergegeven in figuur 1

rood geeft positieve 9v aan en zwart geeft -9v aan en groene draden als aarde

De volgende stap is het maken van een differentiële versterker. Neem een Lm741 ic sluit pin 7 aan op positief en pin 4 op negatief (niet aarde). Lm741 ic. Voeg nu 500 ohm weerstand toe, één klem van 500 ohm weerstand aan eerste inverterende klem van Lm741 ic en tweede klem van 500 ohm weerstand aan tweede inverterende klem van Lm741 ic zoals getoond in figuur 2

Ontwerp instrumentatieversterker

In dit stadium moeten we de output van de eerste Lm741 ic naar een terminal van weerstand 1k en een andere terminal van weerstand 1k naar de inverterende terminal van de derde Lm741 ic brengen, op dezelfde manier de output van de tweede Lm741 ic naar een terminal van weerstand 1k en een andere terminal van weerstand 1k naar niet-inverterende terminal van derde Lm741 ic. Voeg 1k weerstand toe tussen inverterende terminal van derde Lm741 ic en pin 6 van derde Lm741 ic, en 1k weerstand tussen niet-inverterende terminal van derde Lm741 ic en aarde (niet negatief). Dit voltooit het ontwerp van instrumentatie versterker

Testen van instrumentatieversterker

Neem twee signaalgeneratoren. Stel de 1e signaalgeneratoringang in als 0,1 mv 100 hz (u wilt verschillende waarden proberen), stel op dezelfde manier de tweede signaalgeneratoringang in als 0,2 mv 100 hz.positieve pin van de 1e signaalgenerator op pin 3 van de eerste LM741 ic en negatieve pin naar aarde, evenzo positieve pin van 2e signaalgenerator naar pin 3 van tweede LM741 ic en negatieve pin naar aarde

berekening

winst van instrumentatieversterker

versterking = (1+(2*R1)/Rf)*R2/R3

hier

Rf = 500 ohm

R1 = 10k

R2 = R3=1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0.2mv

uitgang van differentiële versterker = V2-V1=0.2mv-0.1mv=0.1mv

versterking=(1+(2*10k)/500)*1k/1k=41

output van instrumentatieversterker = output van differentiële versterker*versterking

uitgang van instrumentatieversterker = 0.1mv * 41=4.1v

En de output van de oscilloscoop is 4v piek tot piek in figuur 4, afgeleid door tinker CAD-simulatiesoftware, dus het ontwerp is correct en we gaan verder met de volgende stap

Stap 3: HOOG PASS FILTER

Hoogdoorlaatfilterconstructie

In dit stadium moeten we een hoogdoorlaatfilter ontwerpen om onnodige spanning als gevolg van ruis te voorkomen. Om ruis te onderdrukken, moeten we een filter met een frequentie van 50 Hz ontwerpen om onnodig zoemend geluid geproduceerd door de batterij te voorkomen

bouw

Neem de uitgang van de instrumentatieversterker en sluit deze aan op het ene uiteinde van de 1u-condensator en een ander uiteinde van de condensator is aangesloten op het ene uiteinde van de 15 k-weerstand en een ander uiteinde van de 15k-weerstand op de inverterende terminalingang van de 4e Lm741 ic. Niet-inverterende terminal van de 4e Lm741 ic is geaard. Neem nu een weerstand van 300k tussen pin 2 en 6 van de 4e Lm741 ic

berekening

c1 =1u

R1 = 15k

R2 = Rf=300K

afsnijfrequentie van hoogdoorlaatfilter

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

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

versterking van het hoogdoorlaatfilter

Ah=-Rf/R1

Ah=-300k/15k=20

dus de uitvoer van de instrumentatieversterker wordt doorgegeven als invoer naar het hoogdoorlaatfilter dat het signaal 20 keer zal versterken en het signaal onder 50 Hz wordt verzwakt

Stap 4: VERGELIJKEND CIRCUIT

Gladmakend circuit

Microcontroller accepteert lezen van 0 tot 5v (elke andere door de microcontroller gespecificeerde spanning) elke andere waarde dan de gespecificeerde classificatie kan een vertekend resultaat geven, vandaar dat een perifeer apparaat zoals servo, led, motor mogelijk niet goed werkt. Daarom is het noodzakelijk om een dubbelzijdig signaal om te zetten in een enkelvoudig zijdig signaal. Om dit te bereiken, moeten we een bruggelijkrichter met een halve golf (of een bruggelijkrichter met een volledige golf) construeren

Bouw

Uitgang van hoogdoorlaatfilter wordt gegeven aan het positieve uiteinde van de 1e diode, het negatieve uiteinde van de 1e diode is verbonden met het negatieve uiteinde van de 2e diode. Het positieve uiteinde van de 2e diode is geaard. De uitvoer is afkomstig van het knooppunt van de negatieve einddiodes. Nu ziet de uitvoer eruit als een gecorrigeerde uitvoer van een sinusgolf. We kunnen niet rechtstreeks aan de microcontroller geven voor het besturen van perifere apparaten omdat de uitvoer nog steeds varieert in het halfgolf-sin-formaat. We moeten een constant dc-signaal krijgen in het bereik van 0 tot 5v. Dit kan worden bereikt door het geven van output van halve golf gelijkrichter naar het positieve uiteinde van de 1uf condensator en het negatieve uiteinde van de condensator is geaard

CODE:

#erbij betrekken

Servo-mijnservo;

int potpin = 0;

ongeldige setup()

{

Serieel.begin(9600);

mijnservo.attach(13);

}

lege lus()

{

val = analoog lezen (potpin);

Serial.println(val);

val = kaart (val, 0, 1023, 0, 180);

mijnservo.write(val);

vertraging (15);

Serial.println(val);

}

Stap 5: ZONDER MICRO-CONTROLLER VERSIE (OPTIONEEL)

Degenen die aurdino-programmering beu zijn of niet van programmeren houden, geen zorgen. We hebben er een oplossing voor. Aurdino gebruikt pulsbreedtemodulatietechniek om randapparatuur (servo, led, motor) te laten werken. We moeten dezelfde. Aurdino ontwerpen pwm-signaal varieert tussen 1 ms en 2,5 ms. Hier geeft 1 ms het minste of uit-signaal aan en 2,5 ms geeft aan dat het signaal volledig aan is. Tussentijdse periode kan worden gebruikt om andere parameters van een perifeer apparaat te regelen, zoals het regelen van de helderheid van de led, de servohoek, het regelen van de snelheid van de motor enz

Bouw

we moeten de output van het afvlakcircuit verbinden met het ene uiteinde van de 5.1k-weerstand en een ander uiteinde met de parallelle verbinding van 220k en diode één punt. één uiteinde van parallel verbonden 220k en diode is verbonden met pin 7 van 555 timer ic en een ander punt pin 2 van 555 timer ic. Pin 4 en 8 van 555 timer is aangesloten op 5 volt en pin 1 is geaard. Een condensator van 22nf en 0,1 uf is aangesloten tussen pin 2 en aarde. Uitgang is afkomstig van pin drie van 555 timer ic

Gefeliciteerd, je hebt de microcontroller met succes uitgesloten

Stap 6: HOE HET CIRCUIT TE GEBRUIKEN