मायोवेयर का उपयोग करके ईएमजी के साथ टाइपिंग: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

लेखक:

एल. एलिजाबेथ क्रॉफर्ड और डायलन टी. वावरास

परिचय:

इस ट्यूटोरियल में, हम आपको यह दिखाने जा रहे हैं कि लगभग 100 डॉलर की लागत से एक साधारण एट-होम इलेक्ट्रोमोग्राफी (ईएमजी) सिस्टम कैसे बनाया जाता है - जो त्वचा की सतह से मांसपेशियों की सक्रियता को महसूस करेगा और इसका उपयोग एक कीप्रेस भेजने के लिए करेगा। एक कंप्यूटर, कीबोर्ड को दरकिनार कर। इसे पूरा करने के लिए हमने कुछ कोडिंग के साथ क्लासिक MaKey MaKey और MyoWare सेंसर का उपयोग किया। इस परियोजना के लिए कुछ सोल्डरिंग की भी आवश्यकता है। सोल्डरिंग तकनीक और सुरक्षा के लिए उपयोगी टिप्स यहां पाई जा सकती हैं।

सबसे पहले, हम आपको दिखाएंगे कि एक मायोवेयर सेंसर का उपयोग करके इसे कैसे पूरा किया जाए। फिर, हम आपको दिखाएंगे कि सिस्टम में दूसरा कैसे जोड़ा जाए (हमारे उद्देश्यों के लिए, हमने दो का उपयोग किया)।

हमारी आशा है कि अन्य लोग इस DIY EMG तकनीक की नकल करने में सक्षम होंगे, इसे अपनी विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित करेंगे, और किसी भी दिलचस्प एप्लिकेशन के लिए इसका उपयोग करेंगे। हमने रिचमंड विश्वविद्यालय में अपनी प्रायोगिक मनोविज्ञान प्रयोगशाला में इसका इस्तेमाल अनुसंधान को दोहराने के लिए किया था जिसमें दिखाया गया था कि लोग दूसरों के चेहरे के भावों की नकल करते हैं।

चरण 1: अपनी सामग्री इकट्ठा करें।

सामग्री:

• संगणक
• USB केबल के साथ MaKey MaKey (आपको Arduino लियोनार्डो के साथ भी ऐसा करने में सक्षम होना चाहिए, लेकिन हमने इसकी कोशिश नहीं की है)
• USB पावर आइसोलेटर (जब तक कि बैटरी से चलने वाला लैपटॉप बंद न हो), जैसे कि Adafruit USB Isolator - 100mA आइसोलेटेड लो/फुल स्पीड USB (चित्र नहीं)
• मायोवेयर सेंसर
• इलेक्ट्रोड्स (x3 प्रति मायोवेयर सेंसर) - हमने कोविडियन केंडल डिस्पोजेबल सरफेस ईएमजी/ईसीजी/ईकेजी इलेक्ट्रोड्स 1" (24 मिमी) का इस्तेमाल किया
• ब्रेकअवे हेडर (हमने एल-आकार के हेडर का इस्तेमाल किया)
• एक छोर पर पुरुष कनेक्टर के साथ तार, दूसरे पर महिला
• मिलाप
• विद्युत टेप

उपकरण:

• सोल्डरिंग आयरन
• तार काटने वाला
• तार फाड़नेवाला

सॉफ्टवेयर:

MaKey MaKey एडऑन के साथ Arduino IDE

चरण 2: मायोवेयर सेंसर तैयार करें।

1. MyoWare में सोल्डरिंग के लिए तीन ब्रेकअवे हेडर के एक सेट को तोड़ दें।

2. बाइसप फेस अप के साथ स्थित मायोवेयर सेंसर के साथ, नीचे से तीन हेडर के छोटे सिरे को उन छेदों में डालें जिनमें "+" (प्लस साइन", एक "-" (नकारात्मक चिह्न), और "एसआईजी" है। उनके बगल में। (ऊपर चित्र देखें।)

3. हेडर को जगह में मिलाएं।

चरण 3: MyoWare सेंसर को MaKey MaKey से कनेक्ट करें।

1. तीन तार चुनें (आदर्श रूप से विभिन्न रंगों के), एक छोर पर नर, दूसरे पर मादा। आपके लिए आवश्यक तारों की लंबाई इस बात पर निर्भर करती है कि आप MyoWare को MaKey MaKey से कितनी दूर रखना चाहते हैं। MyoWare को चेहरे पर और MaKey MaKey को टेबल पर रखने के लिए, आपको लगभग 18 इंच की आवश्यकता होगी।

2. तय करें कि प्रत्येक रंग का तार कौन सा कार्य करेगा। एक का उपयोग बिजली के लिए किया जाएगा (मायोवेयर सेंसर पर + कनेक्टर में प्लगिंग), एक का उपयोग जमीन के लिए किया जाएगा (मायोवेयर सेंसर पर कनेक्टर में प्लगिंग), और तीसरे का उपयोग सिग्नल वायर (प्लग इन) के रूप में किया जाएगा। MyoWare पर SIG कनेक्टर)। इस निर्देश में दिखाए गए चित्रों में, हम बिजली के लिए हरे, जमीन के लिए भूरे और सिग्नल के लिए ग्रे का उपयोग कर रहे हैं।

चरण 4: स्केच को MaKey MaKey पर अपलोड करें।

1. अपने कंप्यूटर पर Arduino IDE इंस्टॉल करें (यहां ट्यूटोरियल)।

2. अपनी Arduino प्राथमिकताएं (फ़ाइल> प्राथमिकताएं) खोलकर, अतिरिक्त बोर्ड प्रबंधक URL टेक्स्ट बॉक्स में जाकर, और पेस्ट करके Arduino (यहां ट्यूटोरियल) के लिए MaKey MaKey एडऑन स्थापित करें:

raw.githubusercontent.com/sparkfun/Arduino_Boards/master/IDE_Board_Manager/package_sparkfun_index.json

3. Arduino IDE में, फ़ाइल पर क्लिक करें, एक नया स्केच बनाने के लिए नीचे खींचें। इस कोड को टेक्स्ट विंडो में कॉपी और पेस्ट करें:

/* एक कुंजी प्रेस दर्ज करने के लिए थ्रेसहोल्ड*/const int thres1 = 1000;/*MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3 पर इनपुट का असाइनमेंट;#include "Keyboard.h"int LED (9);void setup(){ pinMode(LED, OUTPUT);Serial.begin(9600);}/*नीचे दिया गया कोड प्रत्येक 50 ms पर MyoWare का नमूना लेता है, सीरियल पोर्ट को अपना मान भेजता है, और यदि मान थ्रेशोल्ड से ऊपर है, तो एक कीप्रेस भेजता है। आप विलंब को कम करके अधिक बार नमूना ले सकते हैं। यह सीरियल विंडो में मानों को पढ़ने के लिए कठिन बना देगा। / अक्षर "c" की कीप्रेस भेजता है।

4. MaKey MaKey को अपने कंप्यूटर से कनेक्ट करें। टूल मेनू को नीचे खींचें और सुनिश्चित करें कि चयनित बोर्ड Arduino Leonardo या MaKey MaKey है। टूल मेनू को पोर्ट पर नीचे खींचें, और सुनिश्चित करें कि चयनित पोर्ट में आपके चयनित बोर्ड का नाम है। Arduino IDE के शीर्ष पर दाईं ओर स्थित तीर पर क्लिक करके अपना स्केच बोर्ड पर अपलोड करें।

चरण 5: अपने सभी घटकों को एक साथ कनेक्ट करें।

1. MyoWare सेंसर से MaKey MaKey से तारों को इस प्रकार कनेक्ट करें:

• MyoWare पर "+" MaKey MaKey पर 5V स्लॉट में जाता है।
• MyoWare पर "-" MaKey MaKey पर जमीन ("पृथ्वी") पर जाता है।
• MyoWare पर "SIG" MaKey MaKey पर A3 स्लॉट में जाता है।

2. मायोवेयर में तीन इलेक्ट्रोड स्नैप करें।

3. MaKey MaKey में प्लग इन करें। यदि किसी पावर आउटलेट से जुड़े कंप्यूटर का उपयोग कर रहे हैं, तो MaKey MaKey को USB पावर आइसोलेटर में प्लग करें और फिर उसे कंप्यूटर के USB पोर्ट में प्लग करें। (यह एक सुरक्षा एहतियात है ताकि अगर आपके कंप्यूटर में बिजली की आपूर्ति में कुछ गलत हो जाता है, तो पहनने वाला सीधे विद्युत ग्रिड से जुड़ा नहीं है। यह संभावना नहीं है कि ऐसी कोई समस्या होगी, लेकिन हम चाहते हैं कि आप सुरक्षित रहें।) यदि लैपटॉप का उपयोग बैटरी से चल रहा है (यानी, दीवार में प्लग नहीं किया गया है) तो आप आइसोलेटर के बिना सुरक्षित हैं।

4. यह देखने के लिए जांचें कि सब कुछ संचालित है। MaKey MaKey लाल LED और MyoWare हरी LED दोनों को जलाना चाहिए।

5. गंदगी और तेल हटाने के लिए उस त्वचा को साफ करें जहां आप मायोवेयर को रबिंग अल्कोहल से जोड़ना चाहते हैं।

6. इलेक्ट्रोड पर चिपकने वाले बैकिंग को छीलें और मायोवेयर को त्वचा से जोड़ दें। आप चाहते हैं कि मायोवेयर पर मौजूद दो इलेक्ट्रोड उस मांसपेशी के शीर्ष पर हों जिससे आप रिकॉर्ड करना चाहते हैं। तार से जुड़ा इलेक्ट्रोड एक तुलना के रूप में कार्य करता है, और उस क्षेत्र में पेशी से दूर रखा जाना चाहिए जो लक्ष्य पेशी के अनुबंधित होने पर सक्रिय नहीं होगा।

7. यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपकी त्वचा पर अच्छी मुहर है, इलेक्ट्रोड पर चिपकने वाले की जाँच करें। एक अच्छी सील पाने के लिए आपको चिपकने वाले छल्ले के किनारों को त्वचा में दबाने की आवश्यकता हो सकती है।

चरण 6: Arduino IDE में थ्रेसहोल्ड सेट करना

1. सब कुछ जुड़ा और चालू होने के साथ, ऊपरी दाएं कोने में आवर्धक ग्लास टूल पर क्लिक करके Arduino IDE में सीरियल मॉनिटर खोलें।

2. सीरियल मॉनिटर को अब MyoWare से सिग्नल मान दिखाना चाहिए। जैसे ही आप मांसपेशियों को फ्लेक्स और आराम करते हैं, आपको मूल्यों को तदनुसार बदलना चाहिए। जब आप मांसपेशियों को पर्याप्त रूप से सिकोड़ते हैं तो आपको मायोवेयर पर लाल एलईडी भी दिखाई देनी चाहिए।

3. सीरियल मॉनीटर देखते समय, बेसलाइन पर वापस जाने के लिए संकुचन के बीच आराम करना सुनिश्चित करते हुए, विभिन्न तीव्रताओं के साथ मांसपेशियों को सिकोड़ें। एक थ्रेशोल्ड मान निर्धारित करें जिसके ऊपर आप चाहते हैं कि संकुचन एक कीप्रेस उत्पन्न करे। उच्च मूल्यों को कीप्रेस को पंजीकृत करने के लिए एक मजबूत संकुचन की आवश्यकता होगी; कम मान इसे छोटे संकुचनों के प्रति अधिक संवेदनशील बना देगा, लेकिन झूठे अलार्म के लिए भी अधिक प्रवण होगा।

4. Arduino स्केच में, थ्रेशोल्ड मान (const int thres1) को 1000 से अपने चुने हुए थ्रेशोल्ड में बदलें।

5. सीरियल मॉनीटर को बंद करें, स्केच को फिर से अपलोड करें और ईएमजी से टाइप करना शुरू करें। आप पा सकते हैं कि संवेदनशीलता प्राप्त करने के लिए आपको थ्रेशोल्ड को फिर से समायोजित करने की आवश्यकता है जहाँ आप इसे चाहते हैं। आप देरी के साथ भी प्रयोग कर सकते हैं ताकि यह कम या ज्यादा बार नमूने ले सके।

चरण 7: अपने नए होम-मेड ईएमजी सिस्टम का उपयोग करने का आनंद लें

आप इलेक्ट्रोड को शरीर पर कई स्थानों पर रख सकते हैं (उदाहरण के लिए, चेहरे पर, जैसा कि हमारे लैब साइबोर्ग काइल ली ने ऊपर दर्शाया है)।

इलेक्ट्रोड लगाने के लिए स्थानों के साथ प्रयोग करें और आप क्या करने के लिए कीप्रेस का उपयोग कर सकते हैं की कई संभावनाओं के साथ प्रयोग करें।

साथ ही, इस सिस्टम में एक और मायोवेयर सेंसर जोड़ने का तरीका जानने के लिए पढ़ना जारी रखें।

चरण 8: अपने ईएमजी सिस्टम में दूसरा सेंसर जोड़ें।

1. दूसरे मायोवेयर सेंसर के लिए चरण 2 को दोहराएं।

2. एक MaKey MaKey में एकाधिक सेंसर संलग्न करने के लिए, आपको प्रत्येक को पावर प्राप्त करने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होगी। हमने वाई-आकार का कनेक्टर (ऊपर चित्र देखें) बनाने के लिए वायर स्ट्रिपिंग, सोल्डरिंग और टैपिंग का थोड़ा सा काम किया, MaKey MaKey की बिजली आपूर्ति से एकल आउटपुट को दो तारों में विभाजित किया जो प्रत्येक पर "+" पावर इनपुट से जुड़ते हैं दो MyoWares की।

3. MyoWare सेंसर पर "SIG" स्लॉट को MaKey MaKey के दाईं ओर अलग-अलग A-स्लॉट से कनेक्ट करें (नीचे दिया गया कोड मानता है कि आप A3 और A4 का उपयोग कर रहे हैं)।

4. दो सेंसर के लिए स्केच अपलोड करें:

/* यह स्केच दो मायोवेयर सेंसर सिग्नल पढ़ता है और एक कीप्रेस 'बी' भेजता है जब एक थ्रेशोल्ड से ऊपर जाता है और 'सी' जब दूसरा थ्रेशोल्ड से ऊपर जाता है। 1000;/*MaKey MaKey*/const int sensor1Pin = A3 पर इनपुट का असाइनमेंट;const int sensor2Pin= A4;#include "Keyboard.h"int LED (9);Void setup(){pinMode(LED, OUTPUT);Serial.begin(9600);}void loop(){ int sensor1Val = analogRead(sensor1Pin);int sensor2Val = analogRead(sensor2Pin); Serial.print(sensor1Val); Serial.print(", "); Serial.println(sensor2Val);if(sensor1Val >= thresh1){Keyboard.begin();// कीप्रेस भेजें cKeyboard.write('c');delay(50);}if(sensor2Val >= thresh2){Keyboard.begin();// कीप्रेस भेजें bKeyboard.write('b');delay(50);}else // फिर से सैंपलिंग करने से पहले 50 ms प्रतीक्षा करें (50);}

5. अब सीरियल मॉनीटर में दोनों मांसपेशियों की रीडिंग दिखाई देनी चाहिए। प्रत्येक थ्रेशोल्ड को अलग से Arduino स्केच में सेट करें, जैसे चरण 6 में, और फिर स्केच को पुनः लोड करें।

अब आपके EMG सिस्टम में दो अलग-अलग इनपुट होंगे

यदि आप थोड़ा जंगली महसूस करते हैं, तो आप सिस्टम में अधिक मायोवेयर सेंसर जोड़ने के लिए इसी तरह की प्रक्रियाओं का पालन कर सकते हैं। यदि आप वास्तव में जंगली महसूस करते हैं, तो आप सिस्टम में एक और MaKey MaKey भी जोड़ सकते हैं। हम आपको इस डिज़ाइन के साथ प्रयोग करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं।