Αισθητήρας DIY Emg με και χωρίς μικροελεγκτή: 6 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Καλώς ήλθατε στην πλατφόρμα διδασκαλίας ανταλλαγής γνώσεων. Σε αυτά τα εκπαιδευτικά θα συζητήσω πώς να φτιάξω βασικό κύκλωμα emg και πίσω από μαθηματικούς υπολογισμούς που εμπλέκονται σε αυτό. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το κύκλωμα για να παρατηρήσετε τις παραλλαγές των παλμών των μυών, το σερβο ελέγχου, ως χειριστήριο, ελεγκτή ταχύτητας κινητήρα, φως και πολλές τέτοιες συσκευές. Η πρώτη εικόνα δείχνει το διάγραμμα κυκλώματος που έχει σχεδιαστεί στο λογισμικό ltspice, η δεύτερη εικόνα δείχνει την έξοδο προσομοίωσης του ltspice όταν δίνεται η είσοδος και η τρίτη εικόνα δείχνει έξοδο όταν δεν δίνεται είσοδος.

Προμήθειες

ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ

LM741 IC -X 4

NE555 -X 1

ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

10Κ -Χ2

1Κ -Χ4

500 -Χ2

1,5Κ -Χ1

15Κ -Χ1

300Κ -Χ1

220Κ -Χ1

5Κ -Χ1

ΔΙΟΔΕΣ -X3

ΠΥΚΝΩΤΗΣ -22 nf (για 555 TIMER IC)

ΠΥΚΝΩΤΗΣ -1U -X3

ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΟΣ ΠΥΚΝΩΤΗΣ -1U (ΕΞΟΔΟΣ)

Βήμα 1: Βήματα που εμπλέκονται στην κατασκευή του Emg

1 Σχεδιασμός ενισχυτή οργάνων

2 Φίλτρο υψηλής διέλευσης

3 Ανορθωτής κύματος μισής γέφυρας

4 Κύκλωμα εξομάλυνσης

(προαιρετικός)

Γεννήτρια σήματος 5 pwm. (Για να εξαιρέσετε τον μικροελεγκτή).

Βήμα 2: ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ

1 Ενισχυτής οργάνων

Σε αυτό το βήμα απαιτούμε τρία Lm741 ic. Πριν από το κύκλωμα συνδέστε την μπαταρία όπως φαίνεται στο σχήμα 1

το κόκκινο δείχνει θετικό 9v και το μαύρο υποδεικνύει -9v και πράσινα καλώδια ως γείωση

Τώρα το επόμενο στάδιο είναι η δημιουργία διαφορικού ενισχυτή. Πάρτε ένα Lm741 ic συνδέστε τον πείρο 7 σε θετικό και τον πείρο 4 σε αρνητικό (όχι γειωμένο). Πάρτε τη σύνδεση αντίστασης 10k μεταξύ 2 και 6 του lm741 ic. Πάρτε το δεύτερο lm741 πραγματοποιήστε τη σύνδεση ίδια με την πρώτη Lm741 ic. Τώρα προσθέστε αντίσταση 500 ohm, έναν ακροδέκτη αντίστασης 500 ohm στον πρώτο ακροδέκτη αντιστροφής του Lm741 ic και δεύτερο ακροδέκτη αντίστασης 500 ohm στο δεύτερο ακροδέκτη αντιστροφής του Lm741 ic όπως φαίνεται στο σχήμα 2

Σχεδιασμός ενισχυτή οργάνων

Σε αυτό το στάδιο πρέπει να μεταφέρουμε την έξοδο του πρώτου Lm741 ic σε έναν ακροδέκτη αντίστασης 1k και άλλου ακροδέκτη αντίστασης 1k σε αναστρέψιμο τερματικό τρίτου Lm741 ic, ομοίως έξοδο δεύτερου Lm741 ic σε έναν ακροδέκτη αντίστασης 1k και άλλου ακροδέκτη αντιστάσεως 1k στο μη αναστρέψιμο τερματικό του Τρίτου Lm741 ic. Προσθέστε 1k αντίσταση μεταξύ του αναστρέψιμου ακροδέκτη του τρίτου Lm741 ic και του πείρου 6 του Τρίτου Lm741 ic και 1k αντίστασης μεταξύ του μη αντιστρεπτικού ακροδέκτη του τρίτου Lm741 ic και γείωσης (όχι αρνητικό). Αυτό ολοκληρώνει τον σχεδιασμό των οργάνων ενισχυτής

Δοκιμή ενισχυτή οργάνων

Πάρτε δύο γεννήτριες σήματος. Ορίστε την πρώτη είσοδο της γεννήτριας σήματος ως 0.1mv 100 hz (επιθυμείτε να δοκιμάσετε διαφορετικές τιμές), ορίστε παρόμοια την είσοδο της δεύτερης γεννήτριας σήματος ως 0.2mv 100hz. Θετική ακίδα της 1ης γεννήτριας σήματος στο pin 3 της πρώτης LM741 ic και αρνητικής ακίδας στη γείωση, παρόμοια θετική ακίδα της 2ης γεννήτριας σήματος στην ακίδα 3 της δεύτερης LM741 ic και την αρνητική ακίδα στη γείωση

υπολογισμός

κέρδος ενισχυτή οργάνων

κέρδος = (1+ (2*R1)/Rf)*R2/R3

εδώ

Rf = 500 ohms

R1 = 10k

R2 = R3 = 1k

V1 = 0.1mv

V2 = 0,2mv

έξοδος διαφορικού ενισχυτή = V2 -V1 = 0.2mv -0.1mv = 0.1mv

κέρδος = (1+ (2*10k)/500)*1k/1k = 41

έξοδος ενισχυτή οργάνων = έξοδος διαφορικού ενισχυτή*κέρδος

έξοδος ενισχυτή οργάνων = 0.1mv * 41 = 4.1v

Και η έξοδος του παλμογράφου είναι 4v κορυφή έως κορυφή στο σχήμα 4, που προκύπτει από το λογισμικό προσομοίωσης tinker cad, επομένως ο σχεδιασμός είναι σωστός και προχωρούμε στο επόμενο βήμα

Βήμα 3: ΦΙΛΤΡΟ Υ HIGHΗΛΗΣ ΠΕΡΑΣΗΣ

Κατασκευή φίλτρου υψηλής διέλευσης

Σε αυτό το στάδιο πρέπει να σχεδιάσουμε φίλτρο υψηλής διέλευσης για να αποφύγουμε την περιττή τάση που παράγεται λόγω θορύβου. Για την καταστολή του θορύβου πρέπει να σχεδιάσουμε φίλτρο συχνότητας 50 Hz για να αποφύγουμε τον περιττό θόρυβο βουητού που παράγεται από την μπαταρία

κατασκευή

Πάρτε την έξοδο του ενισχυτή οργάνων και συνδέστε τον με το ένα άκρο του πυκνωτή 1u και ένα άλλο άκρο του πυκνωτή συνδέεται με το ένα άκρο της αντίστασης 15 k και ένα άλλο άκρο της αντίστασης 15k με την αναστρέψιμη τερματική είσοδο της 4ης Lm741 ic. Μη αναστρέψιμο τερματικό του 4ου Lm741 ic είναι γειωμένο. Τώρα πάρτε τη σύνδεση αντίστασης 300k μεταξύ της ακίδας 2 και 6 του 4ου Lm741 ic

υπολογισμός

c1 = 1u

R1 = 15k

R2 = Rf = 300Κ

συχνότητα διακοπής φίλτρου υψηλής διέλευσης

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

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

κέρδος του φίλτρου υψηλής διέλευσης

Ah = -Rf/R1

Ah = -300k/15k = 20

έτσι η έξοδος από τον ενισχυτή οργάνων περνά ως είσοδος στο φίλτρο υψηλής διέλευσης που θα ενισχύσει το σήμα 20 φορές και το σήμα κάτω από 50 Hz εξασθενεί

Βήμα 4: ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

Κύκλωμα εξομάλυνσης

Ο μικροελεγκτής δέχεται ανάγνωση από 0 έως 5v (οποιαδήποτε άλλη καθορισμένη τάση μικροελεγκτή) οποιαδήποτε άλλη ένδειξη, εκτός από καθορισμένη βαθμολογία, μπορεί να δώσει προκατειλημμένο αποτέλεσμα, επομένως φερριφική συσκευή όπως σερβο, led, κινητήρας μπορεί να μην λειτουργεί σωστά. Επομένως, είναι απαραίτητο να μετατρέψετε σήμα διπλής όψης σε μονό πλευρικό σήμα. Για να το επιτύχουμε αυτό πρέπει να κατασκευάσουμε ανορθωτή μισού κύματος brigde (ή ανορθωτή γέφυρας πλήρους κύματος)

Κατασκευή

Η έξοδος από το φίλτρο υψηλής διέλευσης δίνεται στο θετικό άκρο της 1ης διόδου, το αρνητικό άκρο της 1ης διόδου συνδέεται με το αρνητικό άκρο της 2ης διόδου. Το θετικό άκρο της 2ης διόδου είναι γειωμένο. Η έξοδος λαμβάνεται από τη σύνδεση των αρνητικών ακραίων διόδων. Τώρα η έξοδος μοιάζει με ανορθωμένη έξοδος ημιτονοειδούς κύματος. Δεν μπορούμε να δώσουμε απευθείας στον μικροελεγκτή για τον έλεγχο των περιφερειακών συσκευών, επειδή η έξοδος εξακολουθεί να ποικίλλει σε μορφή ημίχρονης αμαρτίας. Πρέπει να έχουμε σταθερό σήμα dc σε εύρος από 0 έως 5v. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί η παροχή εξόδου από ανορθωτή μισού κύματος στο θετικό άκρο του πυκνωτή 1uf και το αρνητικό άκρο του πυκνωτή είναι γειωμένη

ΚΩΔΙΚΑΣ:

#περιλαμβάνω

Servo myservo;

int potpin = 0;

void setup ()

{

Serial.begin (9600);

myservo.attach (13);

}

κενός βρόχος ()

{

val = analogRead (κατσαρόλα);

Serial.println (val);

val = χάρτης (val, 0, 1023, 0, 180);

myservo.write (val);

καθυστέρηση (15)?

Serial.println (val);

}

Βήμα 5: ΧΩΡΙΣ ΕΚΔΟΣΗ ΜΙΚΡΟ-ΕΛΕΓΧΟΥ (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ)

Εκείνοι που έχουν βαρεθεί τον προγραμματισμό aurdino ή δεν τους αρέσει ο προγραμματισμός, μην ανησυχείτε. Έχουμε λύση για αυτό. Το Aurdino χρησιμοποιεί τεχνική διαμόρφωσης παλμού για να τρέξει περιφερειακή συσκευή (σερβο, led, κινητήρας). Πρέπει να σχεδιάσουμε το ίδιο. Aurdino Το σήμα pwm κυμαίνεται μεταξύ 1ms και 2.5ms. Εδώ το 1ms δείχνει το σήμα ελάχιστου ή απενεργοποιημένου σήματος και 2,5ms δείχνει ότι το σήμα είναι πλήρως ενεργοποιημένο. Μεταξύ χρονικού διαστήματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο άλλων παραμέτρων της περιφερειακής συσκευής, όπως τον έλεγχο της φωτεινότητας του led, τη γωνία σερβο, την ταχύτητα του κινητήρα κ.λπ

Κατασκευή

χρειαζόμαστε σύνδεση εξόδου από το κύκλωμα εξομάλυνσης στο ένα άκρο της αντίστασης 5,1k και ένα άλλο άκρο στην παράλληλη σύνδεση 220k και δίοδο ενός σημείου. Το ένα άκρο του παράλληλου συνδεδεμένου 220k και η δίοδος συνδέεται με τον πείρο 7 του 555 χρονόμετρου ic και ένα άλλο σημείο pin 2 του 555 χρονόμετρο ic. Οι ακροδέκτες 4 και 8 του 555 χρονοδιακόπτη συνδέονται με 5 βολτ και ο πείρος 1 είναι γειωμένος. Ένας πυκνωτής 22nf και 0,1 uf συνδέεται μεταξύ του πείρου 2 και της γείωσης. Η έξοδος λαμβάνεται από τον πείρο τρία του 555 χρονοδιακόπτη ic

Συγχαρητήρια που αποκλείσατε με επιτυχία τον μικροελεγκτή

Βήμα 6: ΠΩΣ ΝΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΕΤΕ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ