在本教程中，我們將向您展示如何在家中創(chuàng)建一個簡單的肌電圖系統(tǒng)，以便您可以使用Muscle BioAmp Shield (Arduino UNO屏蔽肌電圖)控制假手(紙板版本)。通過這個實驗，您將了解真實世界肌電控制假手的基本原理。

在繼續(xù)之前，讓我們簡單了解一下肌電圖。

什么是肌電圖(EMG)?

肌電圖是一種測量肌肉對神經(jīng)刺激的反應或電活動的技術。我們可以利用這種電活動來檢測神經(jīng)肌肉異常，或者為一些瘋狂的現(xiàn)實問題創(chuàng)造解決方案，比如為截肢者制造假肢。

關于Muscle BioAmp Shield：

Muscle BioAmp Shield是一款用于肌電圖(EMG)的一體化Arduino Uno Shield。它非常適合初學者，因為它可以堆疊在Arduino Uno上記錄，可視化和聆聽肌肉信號，以制作驚人的人機界面(HCI)項目。它還帶有各種即插即用選項，因此您可以使用I2C接口連接數(shù)百種設備，如OLED屏幕，字符顯示器，加速度計，伺服爪等等。

這是來自Upside Down Labs的整個BioAmp系列傳感器中的產品之一，旨在教你儀器放大器的基礎知識，有源帶通濾波，焊接，編程，神經(jīng)科學，人機接口(HCI)，腦機接口(BCI)等。

供應

硬件:

1 x Muscle BioAmp Shield套件(倒置實驗室商店|亞馬遜印度| Tindie商店| DigiKey商店)

?工具包包括:

?肌肉BioAmp屏蔽PCB x 1

?組件

?陶瓷電容器。

?電解電容器

?電阻

?電阻

?發(fā)光二極管

?Audio Jack

?連接器

?戰(zhàn)術開關

?光耦合器

?Quad OpAmp等。

?BioAmp電纜(100cm) × 1

?凝膠電極x 24

?Muscle BioAmp Band x

?BioAmp AUX電纜x 1

?9V扣線× 1

?STEMMA線纜x 6

?1個Arduino uno帶USB電纜(A型到B型)

?1 x伺服電機(SG90)

烙鐵和其他設備，將組件焊接在PCB上(如果你有DIY版的Muscle BioAmp Shield)

皮膚準備試劑盒及電極凝膠：

?1 x NuPrep皮膚準備凝膠(Upside Down Labs Store | Tindie Store)

?1次濕巾

?1 x電極凝膠(僅當使用Muscle BioAmp Band時)(Upside Down Labs Store | Tindie Store)

軟件:

?Arduino IDE (Legacy version)

其他:

?紙板

?剪刀

?線(最好是粗線)

?強力膠或膠槍

?5根吸管

?1鉛筆

步驟1：用硬紙板制作假手

從一張硬紙板上剪出一只手，如圖所示。

然后注意你手指和拇指的關節(jié)。你將不得不復制相同的紙板手為好。所以把紙板折疊成手指上有3個關節(jié)大拇指上有2個關節(jié)這樣就能做出一只適合這個實驗的手。

步驟2：假手零件組裝

現(xiàn)在取一些吸管，每根1厘米切18根。然后將它們粘貼在紙板手上(使用強力膠，膠槍或任何對你最有效的方法)，如上所示。

剪5根線(最好是粗線)，長度與硬紙板手最長手指的長度相似?，F(xiàn)在把線的一端粘在手指上，然后像上面所示的那樣插入吸管的孔里。

步驟3：設置伺服電機

將伺服電機粘貼在右下角。

現(xiàn)在粘貼一個鉛筆在伺服電機的頂部，并將所有5螺紋通過一個小螺紋到鉛筆上，如圖所示。

步驟4：組裝肌肉生物amp屏蔽

如果你有肌肉生物amp盾牌的預組裝版本，那么你可以跳過這一步。

但如果你有DIY版的Muscle BioAmp Shield，那么首先，你必須在Muscle BioAmp Shield PCB上組裝所有的無源組件。對于組裝的一步一步的指導，您可以按照上面的視頻或看看這個交互式BOM。

步驟5：在Arduino Uno上堆疊

將Muscle BioAmp Shield正確堆疊在Arduino Uno上。

步驟6：連接伺服電機

將伺服電機連接到Muscle BioAmp Shield上。

步驟7：皮膚準備

將Nuprep皮膚準備凝膠涂抹在皮膚表面電極處，去除死皮細胞，清潔皮膚污垢。徹底摩擦皮膚表面后，用濕抹布或酒精棉簽清潔。

關于Nuprep凝膠：

Nuprep皮膚準備凝膠是一種輕度研磨性，高導電性凝膠，應在將電極放置在皮膚上之前應用，以改善測量。當輕輕使用時，它會剝離皮膚的表層，滋潤皮膚的底層，從而減少皮膚的阻抗，最大限度地減少皮膚的刺激和不適。

步驟8：連接電極電纜

如上所示，將BioAmp電纜連接到Muscle BioAmp屏蔽上。

步驟9：電極放置

我們有兩種選擇來測量肌電信號，要么使用凝膠電極，要么使用基于干電極的肌電信號帶。你可以一個一個地試試。

使用凝膠電極測量肌電圖：

?將BioAmp電纜連接到凝膠電極上，

?剝去電極上的塑料襯底

?將IN+和IN-電纜放在手臂上，靠近手背的尺神經(jīng)和REF(參考)。

使用Muscle BioAmp Band測量肌電信號，這是一種基于干電極的肌電信號帶：

?將BioAmp電纜連接到Muscle BioAmp腕帶上，將in +和in -放置在腕帶遠端的尺神經(jīng)附近和REF(參考)上。

?現(xiàn)在，在皮膚和BioAmp電纜的金屬部分之間滴上一小滴電極凝膠，以獲得最佳效果。

步驟10：下載Arduino IDE V1.8.19 (Legacy IDE)

(本項目使用的是Arduino IDE 1.8.19版本)

下載完成后，使用USB電纜(A型到B型)將Arduino Uno連接到筆記本電腦上。

注意：請確保您的筆記本電腦沒有連接到充電器，并坐在距離任何交流電器5米遠的地方，以獲得最佳的信號。

步驟11：編碼時間

在Arduino IDE中復制粘貼Arduino草圖。

打開Arduino IDE，點擊菜單欄中的TOOLS，選擇board選項，然后選擇Arduino UNO。在同一菜單中，選擇Arduino Uno連接的COM端口。要找到正確的COM端口，斷開您的板并重新打開菜單。消失的條目應該是正確的COM端口。

現(xiàn)在上傳代碼。您應該會在左下角看到“上傳完成”的消息。

步驟12：連接移動電源

現(xiàn)在把Arduino Uno從筆記本電腦上拔下來，把它連接到移動電源上，這樣整個系統(tǒng)就可以攜帶了。

步驟13：控制假手

彎曲你的手臂來移動伺服電機。這是真實世界中假肢的工作原理。

祝賀你完成這個項目，似乎你已經(jīng)準備好自己探索，并在你家里的舒適區(qū)制作驚人的HCI項目。你接下來要做什么?

本文編譯自hackster.io