Булчингийн MIDI хөгжим хий!: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Таны мэдрэлийн системд ямар нэгэн хөдөлгөөн хийх шаардлагатай үед булчингаа удирдахын тулд нейроноор дамжуулан жижиг цахилгаан дохио илгээдэг. Электромиографийн техник (EMG) нь эдгээр цахилгаан дохиог нэмэгдүүлэх, хэмжих боломжийг олгодог. Мэдрэлийн янз бүрийн эмгэгийг оношлох клиник хэрэгсэл болохоос гадна сүүлийн үед хиймэл хэрэгслийг хянахад EMG бичлэгийг ашиглаж байна.

EMG -ийн олшруулалт, бичлэгийн техникийг илүү сайн мэддэг болно гэж найдаж байхдаа EMG өсгөгч бүтээх нь хөгжилтэй байх болно гэж бодсон бөгөөд дараа нь өөр төхөөрөмжид хяналтын дохио болгон ашиглаж болно. Хиймэл гарыг удирдахын оронд би өөрийнхөө сонирхлыг хөгжимд оруулахаар шийдэж, MIDI төхөөрөмжийг удирдахын тулд EMG дохиог ашигласан. MIDI нь Musical Instrument Digital Interface гэсэн товчлол бөгөөд хөгжмийн дохиог электрон хэлбэрээр илгээх, хүлээн авах стандарт протокол юм.

Үндсэн мэдлэг

Энэхүү зааварчилгаанд хэлхээний самбар хийх, цөөн хэдэн утсыг гагнах, Arduino програмчлах, MIDI төхөөрөмжтэй холбогдох зэрэг орно. Хэрэв танд шаардлагатай мэдлэг байхгүй бол доорх хэдэн анги / зааварчилгааг үзэхийг зөвлөж байна.

Хэлхээ

Ардуино

MIDI

Аюулгүй байдлын тэмдэглэл

Энэхүү төсөл нь өөрийгөө цахилгаан хэлхээнд холбох явдал юм. Шаардлагатай бүх аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг авна уу. Delsys -ийн энэхүү баримт бичигт цахилгаан аюулгүй байдлын тухай хэсэг, ерөнхийдөө EMG -ийн техникийн талаархи ашигтай тайлбарыг оруулсан болно. Бид хэлхээгээ 9V -ийн хоёр батерейгаар унтраах болно; ямар ч үед таны хэлхээг (ялангуяа та түүнтэй холбогдсон үед) хананаас АС тэжээлд холбох ёсгүй.

Алхам 1: Төслийн тойм ба эд ангиудын жагсаалт

Манай төсөл гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ.

1.) EMG өсгөгч, 2.) Arduino, 3.) MIDI төхөөрөмж.

1. Бид EMG өсгөгчийг талхны самбар дээр бүтээх болно. Хэрэв та EMG өсгөгчийн шинжлэх ухааныг илүү нарийвчлан судлах, өөрийн гараар бүтээх талаар илүү дэлгэрэнгүй алхам хийх сонирхолтой байгаа бол миний зааварчилгаа бүхий EMG аудио өсгөгчтэй танилцана уу.
2. Бид Arduino -г EMG өсгөгчийг ажиллуулдаг 9V батерейгаар тэжээх болно. Arduino -той хийсэн ихэнх ажил нь програм хангамжийн тал дээр байх болно.
3. Би MIDI төхөөрөмж болгон Garageband дээр ажилладаг iPhone -ийг ашигласан. Arduino нь стандарт MIDI кабелиар стандарт MIDI дохиог илгээдэг тул ямар ч MIDI төхөөрөмж iPhone -ийн оронд ажиллах ёстой.

Эд анги

• (2x) LT1167 (багаж хэрэгслийн өсгөгч)
• (2x) LT1112 (эсвэл хос op-amp чип)
• (1x) LM386N (аудио өсгөгч)
• (5x) EMG гадаргуугийн электродууд (нэг булчинд хоёр, нэг лавлагаанд зориулагдсан) (Amazon)
• Arduino Uno (Амазон)

• iPhone (эсвэл ямар ч MIDI төхөөрөмж)

  MIDI -аас iPhone адаптер кабель (хэрэв iPhone ашиглаж байгаа бол) (Amazon)

• Төрөл бүрийн резистор, конденсатор, холбогч утас
• Талхны самбар (Амазон)
• (2х) 9В батерей

Багаж хэрэгсэл

• Гагнуурын төмөр (Амазон)
• Утас хуулагч
• Дулаан багасгах хоолой
• Цахилгаан соронзон хальс

Алхам 2: EMG өсгөгчийг угсарна уу

EMG өсгөгч хэрхэн бүтээх талаар илүү нарийвчилсан заавар авахын тулд миний EMG аудио өсгөгч Instructable -ийг үзнэ үү.

Бид EMG хоёр сувгийг олшруулах чадвартай EMG өсгөгч бүтээх болно. Бид нэг суваг тутамд нэг LT1167 багажийн өсгөгч ашиглах болно. LT1167 мэдээллийн хүснэгтэд "Мэдрэлийн импульсийн өсгөгч" -ийн схемийг тусгасан болно.

Хэлхээг угсрах

Талхны самбар дээр дээр дурдсан мэдрэлийн импульсийн өсгөгчийн хоёр хуулбарыг угсарна уу. Миний угсарсан хэлхээний зургууд нь эцсийн зорилгодоо хүрэхэд тань туслах ёстой. Дуу чимээг багасгахын тулд би өсгөгч бүрийн гаралтанд идэвхгүй 1-р зэрэглэлийн бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг нэмсэн. Хэрэв та тэдгээрийг хэлхээндээ оруулахыг хүсч байвал би 0.047 мкФ конденсатортой 1 кОм эсэргүүцэл ашиглан ойролцоогоор 2000 Гц -ийн таслалтын давтамжийг ашигласан.

Эрчим хүч

Бид 9V хоёр батерейны хэлхээг унтраах болно. LT1167 нь +V ба -V хэрэгтэй (учир нь EMG эх үүсвэрийн дохио эерэг ба сөрөг утгатай) тул бид +V батерейны хасах зүүг -V батерей дээрх нэмэх зүүтэй холбоно. -V батерей дээрх хасах зүү нь -V утга болно. Хоёр 9V батерейг ашиглах үед +V ба -V тус тусдаа +9 ба -9 вольттой тэнцэнэ.

Дараагийн алхам нь электродын байршлыг илүү нарийвчлан авч үзэх болно. Лавлах электрод нь багажны өсгөгчийн аль нэгний 1 -р зүү, булчингийн электродын хос нь багажны өсгөгч дээрх 2 ба 3 -р зүү рүү залгагддаг. Электродын +/- чиглэл нь хамаагүй.

Тэмдэглэл: Хэрэв таны хэлхээ ажиллахгүй бол та буруу зүйл хийсэн байж магадгүй юм. Хэлхээний алдааг олох сайн арга бол талхны самбар дээр угсарсан хэлхээний схемийг гаргаж, анхны схемтэй харьцуулах явдал юм. Энэ явцад та алдаа олж магадгүй (миний олон удаа хийсэн шиг).

Алхам 3: Электродыг бэлтгэх

Дээр дурдсанчлан энэ төсөлд бидэнд нийт таван электрод хэрэгтэй болно. EMG -ийн бичлэгийг дифференциал өсгөгчөөр хийдэг бөгөөд энэ нь бид булчингийн хоёр лавлах цэгийн ялгааг нэмэгдүүлж байна гэсэн үг юм. Энэ нь бидэнд нэг булчинд хоёр электрод хэрэгтэй болно гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад бид булчингийн үйл ажиллагааг хэмжих нэг лавлагаа хэрэгтэй болно. Амазон дээр зарагддаг EMG гадаргуугийн зарим электродуудын холбоос энд байна. Электродын яг төрөл нь бидний хувьд тийм ч чухал биш юм.

Дээрх зураг дээр харуулсан шиг, гарын хоёр ирмэг дээр булчингийн урттай параллель 2 см орчим зайтай хоёр электродыг байрлуулна. Лавлах электродыг булчингийн электродоос хол, нэг тохойныхоо ясны хэсэгт байрлуулна.

Эрчилсэн утас хос

Та мөн дээр үзүүлсэн шиг электродын хос дээрх утсыг мушгихыг хүсэх болно. Эргэсэн утсан хосууд нь таны хэлхээний эргэн тойронд байгаа эмх замбараагүй байдлыг цэвэрлэхээс гадна электродоос авсан цахилгаан дуу чимээг бууруулахад тусалдаг. Утасны байрлалыг нааш цааш нь сольсноор аливаа гадаад цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (жишээлбэл, сүлжээнээс 60 Гц) нь утаснуудад ижил хэмжээгээр нөлөөлнө. Дифференциал өсгөгч нь энэ нийтлэг дуу чимээний дохиог арилгах болно.

Алхам 4: Аудио өсгөгч (заавал биш)

Хэрэв та EMG -ийн түүхий дохиог сонсох сонирхолтой байгаа бол (MIDI -гүй) та EMG хэлхээнд аудио өсгөгч нэмж болно. Дээр үзүүлсэн хэлхээг угсрахын тулд LM386N аудио өсгөгчийн чип, шаардлагатай резистор ба конденсаторыг ашиглана уу. Дээрх видеон дээр EMG дохио нь түүхий (хэлхээн дээр зарим шүүлтүүрүүд байдаг, гэхдээ ихэнхдээ түүхий) гэж юу болохыг харуулдаг.

MIDI дохиог идэвхжүүлэхийн тулд энэ алхам шаардлагагүй боловч би үүнийг хийхийг зөвлөж байна. EMG дохиог сонсох нь таны системийн алдааг олж засварлах, дибаг хийхэд маш тустай арга байж болох юм. Жишээлбэл, хэрэв сүлжээнд 60 Гц -ийн хүчтэй хөндлөнгийн оролцоо байгаа бол та Arduino -тойгоо дохио авахдаа үүнийг илрүүлэхээс хамаагүй амархан сонсох боломжтой болно.

Миний видео дээрх аудио жаахан хайчилж байгаа боловч энэ нь цэвэр EMG дохио ямар байх ёстойг харуулах сайхан жишээ юм.

Алхам 5: MIDI бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бэлтгэ

MIDI дохиог Arduino -аас MIDI төхөөрөмж рүү илгээхийн тулд бид эмэгтэй MIDI үүрний нэгийг гагнах хэрэгтэй. Та Arduino дээр MIDI тохируулах талаар илүү нарийвчилсан заавар авахын тулд миний анхны зааврыг үзэх хэрэгтэй.

Энд алхамууд байна:

1. MIDI холбогчийн 4 -р зүүнд 220 инчийн резисторыг гагнана.
2. 10 см -ийн утсыг резистороос Arduino дээрх Tx холбогч руу гагнана.
3. 10 см урттай утсыг 2 -р зүүгээр холбож, Arduino дээр газардуул.
4. 10 см урттай утсыг 5 -р зүүгээр холбож, Arduino дээр 5V -т холбоно.

EMG өсгөгчийг угсарч, MIDI -ийг iPhone кабельд бэлтгэсний дараа хоёр холбогч утсыг ашиглан багажны өсгөгчийн гаралтыг Arduino дээрх A4 ба A5 зүү рүү илгээнэ үү.

Алхам 6: Arduino кодыг бичнэ үү

Arduino кодын үндсэн дамжуулах хоолой дараах байдалтай байна.

1. EMG сувгийн аль алиных нь дуу чимээний түвшинг хэмжинэ
2. EMG суваг бүрийн хүчдэлийг хэмжих тасралтгүй давталт
3. Хэрэв тэмдэглэлийн эрчмийг хянадаг EMG суваг босгыг давсан бол MIDI тэмдэглэлийг идэвхжүүлнэ үү
4. Тэмдэглэлийн давтамжийг өөрчлөхийн тулд EMG -ийн нөгөө сувгийн дохиог ашиглана уу

EMG дохиог боловсруулахын тулд өөрийн Arduino кодыг бичиж үзэхийг танд зөвлөж байна. Хамтдаа нийлсэнээс илүү сайн хяналтын схем байдаг гэдгийг би сайн мэдэж байна! Хэрэв та миний кодыг эхлүүлэхийг хүсч байвал эндээс татаж аваарай. Та төсөл дээр ажиллаж байхдаа миний кодын янз бүрийн давталтуудыг харахын тулд миний GitHub репозиторыг шалгаж болно.

Алхам 7: Бүгдийг нэг дор хийцгээе

Хэрэв бүх зүйл төлөвлөгөөний дагуу болсон бол та өөрийн булчингийн дохиог ашиглан MIDI төхөөрөмжөө удирдах боломжтой байх ёстой. Нэлээд сэтгэл хөдөлгөм! Төсөл хэрэгжиж эхэлмэгц та өөр өөр хяналтын схемээр тоглож, MIDI -ийн өөр өөр дуу чимээг судлах боломжтой болно.

Хэрэв та өөрийн EMG хяналттай MIDI төхөөрөмжүүдийн нэгийг хийхийг оролдвол надад мэдэгдээрэй! Энэ нь хэрхэн болж байгааг сонсох дуртай бөгөөд зам дээр гарч буй бүх асуултанд туслахдаа баяртай байх болно. Амжилт хүсье!

Мэдрэгчдийн уралдааны 2017 оны хоёрдугаар шагнал