На нашем веб-сайте мы используем файлы cookie, которые помогают нам оптимизировать процесс использования сайта его посетителями.
Используя этот веб-сайт, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.
Принять
Close
Click to order
Cart
Ваш заказ
Total: 
Фамилия
Имя
Email
Ваш телефон
Доставка
Точную стоимость доставки уточнит оператор после оформления заказа
Нажимая на эту кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности.
Content Oriented Web
Make great presentations, longreads, and landing pages, as well as photo stories, blogs, lookbooks, and all other kinds of content oriented projects.

Датчик мышцы MYO v1.0: подключение к Ардуино

Содержание статьи
1
Установка модуля на тело
В раздел
2
Подключение MYO v1.0 к семейству микроконтроллеров Arduino
В раздел
3
Программирование Arduino
В раздел
4
Полезные замечания
В раздел
Датчик мышцы — это прибор, который позволяет считывать электромиограмму мышечных сокращений. В процессе работы (сокращения) в мышце происходит перераспределения ионов калия и натрия, что приводит к изменению электрического потенциала на поверхности кожи. Электромиограмма и есть результат регистрации данных изменений. Более подробно о физиологии мышцы и электромиограмме можно почитать здесь.

В данной статье мы разберем вопросы подключения модуля MYO v1.0 к Arduino. Перед началом работы, настоятельно советуем ознакомиться с подробной инструкцией.
Характеристики MYO v1.0:

  • Напряжение питания 4.5 – 5.5 В. Стандартное значение 5 В.
  • Низкий ток потребления 3 mA.
  • Два аналоговых выхода:
    - OUT3.3V в диапазоне 0 – 3.3 В
    - OUT5V в диапазоне 0 – 5 В.
  • Базовый коэффициент усиления равен 500 В/В, может быть увеличен в ⨯1, ⨯2, ⨯4, ⨯5, ⨯8, ⨯10, ⨯16 или ⨯32 раз. Регулируется посредством SPI интерфейса.
  • Встроенный фильтр на 8-100 Гц.
  • Серебряные электроды (гальванически осажденное серебро на медной подложке).
  • Сухой контакт с кожей.
  • Многоразовые электроды

Схема распиновки EMG датчика мышц MYO v1.0
Модуль имеет 7 выводов:

  • OUT3.3V – вывод 0 - 3.3В;
  • OUT5V – вывод 0 - 5В;
  • GND — земля;
  • VCC — положительный контакт питания;
  • SCK — линия данных SPIС, лужит для передачи тактового сигнала для ведомых устройств;
  • SI — линия данных SPI, cлужит для передачи данных от ведущего устройства ведомому;
  • SC — линия данных SPI, выбор микросхемы, выбор ведомого.
1. Установка модуля на тело
Модуль к телу можно прикрепить 2 способами:

  • при помощи повязки;
EMG датчик мышц, способ крепления на предплечье
  • путем приклеивания модуля пластырем;
Важно: проверьте, что модуль имеет плотный контакт с поверхностью тела, не отлипает при движении мышц.
2. Подключение MYO v1.0
к семейству микроконтроллеров
Arduino
Схема подключения MYO v1.0 к Arduino показана на схеме ниже.
Для правильного определения контактов возьмите разъем в руки также как показано на рисунке.
Схема подключения ЭМГ датчика мышц к микроконтроллеру Arduino
Arduino к компьютеру лучше всего подключать через гальваническую развязку, либо отключить компьютер от сети. При подключении к компьютеру подключённому к сеть сигнал может ухудшиться – появится помеха в 50 Гц. Также стоит помнить, что в результате скачка напряжения в сети или прочих обстоятельств, USB порт Arduino может пробить и есть опасность получить удар током. Вероятность пробоя очень низкая, но в целях безопасности мы настоятельно рекомендуем работать через гальваническую развязку, либо отключать компьютер от сети.

Способ подключения через гальваническую развязку описан ниже:
Подключение ЭМГ датчика сухого контакта MYO v 1.0 к Arduino.
3. Программирование Arduino
1. Для программирования контроллера Arduino UNO используйте бесплатно распространяемую среду Arduino IDE https://www.arduino.cc/en/main/software

2. Подключите котроллер Arduino UNO к ПК (через гальваническую развязку, либо отключив компьютер от сети).

3. Выберите ваш контроллер в разделе Tools -> Port

4. Выберите тип программируемой платформы в разделе Tools -> Board -> Arduino UNO

5. Скачайте библиотеку, распространяемую компанией ELEMYO https://github.com/ELEMYO/Elemyo-library

6. Установите библиотеку через Arduino IDE Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…

7. Откройте пример, распространяемый вместе с библиотекой File -> Examples -> Elemyo-library -> Terminal.

8. Загрузите пример в плату Sketch -> Upload

9. После успешной загрузки, можно простейшим методом визуализировать сигнал с датчика, используя встроенный в Arduino IDE Plotter. Перейдите Tools -> Serial Plotter и выставите скорость 115200 baud. Для более детального анализа сигнала используйте методы визуализации с помощью Python или Matlab, подробнее здесь.

Пример ЭМГ сигнала при регистрации мышечной активности предплечья ЭМГ датчиком MYO v1.0
4. Полезные замечания
  • Arduino имеет встроенный АЦП на 10 бит. Если Вам 10 бит не достаточно, можете воспользоваться внешним АЦП с большей разрядностью.
    При этом важно следить за частотой считывания сигнала. Частота электромиограммы в среднем лежит в диапазоне 10 - 100Гц.

  • MYO v1.0 имеет два аналоговых выхода 0-3.3В и 0-5В. Для Arduino целесообразно использовать выход 0-5В.

  • Напряжение, которое индуцируют мышцы при сокращении, лежит в диапазоне 100-3000 мкВ.

  • Для расчета реального напряжения мышц при работе через Arduino необходимо сигнал 0-1023 перевести в 0-5В и поделить на коэффициент усиления. Коэффициент усиления равен 1000 умножить на программно заданный. По дефолту он равен 1000*1=1000.

28 ФЕВРАЛЯ / 2019

Автор: Elemyo