Muscle-Music With Arduino: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Γεια σε όλους, αυτό είναι το πρώτο μου Instructables, αυτό το έργο εμπνεύστηκε μετά την παρακολούθηση του διαφημιστικού βίντεο του Old Spice Muscle Music, όπου μπορούμε να παρακολουθήσουμε πώς ο Terry Crews παίζει διαφορετικά όργανα με σήματα ΗΜΓ.

Σχεδιάζουμε να ξεκινήσουμε αυτό το ταξίδι με αυτό το πρώτο έργο, όπου παράγουμε ένα σήμα τετραγωνικού κύματος με συχνότητα που ποικίλλει ανάλογα με το πλάτος του σήματος ΗΜΓ που λαμβάνεται. Αργότερα, αυτό το σήμα θα συνδεθεί με ένα ηχείο για αναπαραγωγή αυτής της συχνότητας.

Για να χτίσουμε αυτό το έργο, θα χρησιμοποιήσουμε ως πυρήνα, έναν Arduino UNO και έναν αισθητήρα μυών MyoWare. Εάν δεν μπορείτε να αποκτήσετε έναν αισθητήρα MyoWare μην ανησυχείτε, θα σας εξηγήσουμε πώς να φτιάξετε το δικό σας, είναι λίγο περίεργο, αλλά αξίζει να το δοκιμάσετε, καθώς θα μάθετε ΠΟΛΛΑ !!

Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε.

Βήμα 1: Αποκτήστε τα εξαρτήματα που απαιτούνται

Υπάρχουν δύο τρόποι για να δημιουργήσετε αυτό το έργο: χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα MyoWare (Βήμα 2 & 3) και χωρίς αυτόν (Βήμα 4 & 5).

Η χρήση του αισθητήρα MyoWare είναι ευκολότερη γιατί δεν απαιτεί προηγμένες γνώσεις σχετικά με τα ηλεκτρονικά, είναι απλώς plug and play. Χωρίς το MyoWare απαιτείται να έχετε κάποια γνώση σχετικά με το OpAmps, όπως ενίσχυση και φιλτράρισμα, καθώς και διόρθωση σήματος. Αυτός ο τρόπος είναι πιο δύσκολος, αλλά σας επιτρέπει να καταλάβετε τι βρίσκεται πίσω από το κύκλωμα MyoWare.

Για τον τρόπο MyoWare, χρειαζόμαστε τα ακόλουθα στοιχεία και εργαλεία:

• MyoWare Muscle Sensor (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Ομιλητής
• Breadboard
• 22 καλώδιο AWG
• 3 x 3M Ηλεκτρόδια (Amazon)
• Κατσαβίδι
• 2 x κλιπ αλιγάτορα
• Καλώδιο USB Arduino
• Συρματόσχοινα
• 1 x 1000uF (Amazon)

Χωρίς το MyoWare, θα χρειαστείτε τα προηγούμενα στοιχεία (χωρίς το MyoWare) καθώς και:

• Τροφοδοτικό με +12 V, -12 V και 5 V (μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας με έναν υπολογιστή υπολογιστή όπως φαίνεται σε αυτό το Instructables)
• Εάν το καλώδιο εναλλασσόμενου ρεύματος τροφοδοσίας είναι καλώδιο 3 ακίδων, μπορεί να χρειαστείτε προσαρμογέα τριών ακίδων/δύο ακίδων ή βύσμα απατεώνας. (Μερικές φορές αυτό το επιπλέον άγκιστρο μπορεί να δημιουργήσει ανεπιθύμητο θόρυβο).
• Πολύμετρο
• Ενισχυτής εργαλείων AD620
• OpAmps 2 x LM324 (ή παρόμοιο)
• Δίοδοι 3 x 1N4007 (ή παρόμοιες)

• Πυκνωτές

  • Μη πολωμένο (μπορεί να είναι κεραμικοί πυκνωτές, πολυεστέρας, κλπ)

    • 2 x 100 nF
    • 1 x 120 nF
    • 1 x 820 nF
    • 1 x 1,2 uF
    • 1 x 1 uF
    • 1 x 4,7 uF
    • 1 x 1,8 uF

  • Πολωμένος (ηλεκτρολυτικός πυκνωτής)

    2 x 1mF

• Αντιστάσεις

  • 1 x 100 Ohms
  • 1 x 3,9k Ohms
  • 1 x 5,6k Ohms
  • 1 x 1,2k Ohms
  • 1 x 2,7k Ohms
  • 3 x 8,2k Ohms
  • 1 x 6,8k Ohms
  • 2 x 1k Ohms
  • 1 x 68k Ohms
  • 1 x 20k Ohms
  • 4 x 10k Ohms
  • 6 x 2k Ohms
  • Ποτενσιόμετρο 1 x 10k Ohms

Βήμα 2: (Με το MyoWare) Προετοιμάστε ηλεκτρόδια και συνδέστε τα

Για αυτό το μέρος χρειαζόμαστε τον αισθητήρα MyoWare και 3 ηλεκτρόδια.

Εάν έχετε μεγάλα ηλεκτρόδια όπως κάναμε, πρέπει να κόψετε τις άκρες για να μειώσετε τη διάμετρό του, διαφορετικά, θα μπλοκάρει το άλλο ηλεκτρόδιο που θα προκαλέσει παρεμβολές στο σήμα.

Συνδέστε το MyoWare όπως σημειώνεται στην 4η σελίδα του Εγχειριδίου αισθητήρα.

Βήμα 3: (Με το MyoWare) Συνδέστε τον αισθητήρα στην πλακέτα Arduino

Ο πίνακας MyoWare διαθέτει 9 ακίδες: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E και M. Για αυτό το έργο απαιτούμε μόνο το " +" για σύνδεση 5V, " -" για το έδαφος και "SIG" για το σήμα εξόδου, συνδεδεμένο με 3 μεγάλα καλώδια (~ 2 πόδια).

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο πείρος "+" πρέπει να συνδεθεί με τον πείρο 5V του Arduino, "-" στο GND και για το SIG χρειαζόμαστε ένα επιπλέον φίλτρο για να αποφύγουμε ξαφνικές αλλαγές στο πλάτος του σήματος.

Για το ηχείο χρειάζεται μόνο να συνδέσουμε το θετικό σύρμα στον πείρο 13 και το αρνητικό στο GND.

Και είμαστε έτοιμοι για τον κωδικό !!!

Βήμα 4: (Χωρίς MyoWare) Δημιουργήστε το κύκλωμα κλιματισμού του σήματος

Αυτό το κύκλωμα ενσωματώνεται σε 8 στάδια:

1. Ενισχυτής οργάνων
2. Φίλτρο χαμηλής διέλευσης
3. Φίλτρο υψηλής διέλευσης
4. Ενισχυτής μετατροπέα
5. Ανορθωτής ακριβείας πλήρους κύματος
6. Παθητικό φίλτρο χαμηλής διέλευσης
7. Διαφορικός ενισχυτής
8. Μεροληπτική παράλληλη κουρευτική μηχανή

1. Ενισχυτής οργάνων

Αυτό το στάδιο χρησιμοποιείται για την προενίσχυση του σήματος με 500 Gain και για την εξάλειψη του σήματος 60 Hz που μπορεί να υπάρχει στο σύστημα. Αυτό θα μας δώσει ένα σήμα με μέγιστο πλάτος 200 mV.

2. Φίλτρο χαμηλής διέλευσης

Αυτό το φίλτρο χρησιμοποιείται για την εξάλειψη οποιουδήποτε σήματος άνω των 300 Hz.

3. Φίλτρο υψηλής διέλευσης

Αυτό το φίλτρο χρησιμοποιείται για την αποφυγή τυχόν σήματος χαμηλότερου από 20 Hz με την κίνηση των ηλεκτροδίων κατά τη χρήση του.

4. Ενισχυτής μετατροπέα

Με ένα κέρδος 68, αυτός ο ενισχυτής θα παράγει ένα σήμα με πλάτος που κυμαίνεται από - 8 έως 8 V.

5. Ανορθωτής ακριβείας πλήρους κύματος

Αυτός ο ανορθωτής μετατρέπει κάθε αρνητικό σήμα σε θετικό, αφήνοντάς μας μόνο ένα θετικό σήμα. Αυτό είναι χρήσιμο επειδή το Arduino δέχεται μόνο ένα σήμα από 0 έως 5 V στις αναλογικές εισόδους.

6. Παθητικό φίλτρο χαμηλής διέλευσης

Χρησιμοποιούμε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές 2 x 1000uF για να αποφύγουμε ξαφνικές αλλαγές στο πλάτος.

7. Διαφορικός ενισχυτής

Μετά το στάδιο 6, συνειδητοποιούμε ότι το σήμα μας έχει μετατόπιση 1,5 V, αυτό σημαίνει ότι το σήμα μας δεν μπορεί να μειωθεί στα 0 V, μόλις στα 1,5 V, και το πολύ 8 Volt. Ο διαφορικός ενισχυτής θα χρησιμοποιήσει ένα σήμα 1,5 V (λαμβάνεται με διαχωριστή τάσης και 5V, προσαρμοσμένο με ποτενσιόμετρο 10k) και το σήμα που θέλουμε να τροποποιήσουμε και θα αφήσει το 1,5 V στο μυϊκό σήμα, αφήνοντάς μας ένα όμορφο σήμα με ελάχιστο 0 V και μέγιστο 6,5 V.

8. Biased Parallel Clipper

Τέλος, όπως αναφέραμε πριν, το Arduino δέχεται μόνο σήματα με μέγιστο πλάτος 5 V. Για να μειώσουμε το Μέγιστο πλάτος του σήματος μας, πρέπει να εξαλείψουμε την τάση άνω των 5 Volt. Αυτό το Clipper θα μας βοηθήσει να το πετύχουμε.

Βήμα 5: (Χωρίς MyoWare) Συνδέστε τα ηλεκτρόδια στο κύκλωμα και το Arduino

Τα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στους δικέφαλους μυς είναι τα ηλεκτρόδια 1, 2, και το ηλεκτρόδιο που βρίσκεται πιο κοντά στον αγκώνα είναι γνωστό ως ηλεκτρόδιο αναφοράς.

Το ηλεκτρόδιο 1 και 2 συνδέονται με τις εισόδους + και - του AD620 δεν έχει σημασία με ποια σειρά.

Το ηλεκτρόδιο αναφοράς συνδέεται με GND.

Το φίλτρο σήματος πηγαίνει απευθείας στον ακροδέκτη A0 του Arduino.

** ΜΗΝ ΞΕΧΑΣΕΤΕ ΝΑ ΣΥΝΔΕΣΕΤΕ ΤΟ GND του ARDUINO ΣΤΟ GND ΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ **

Βήμα 6: Ο Κώδικας !

Τέλος, οι κωδικοί.

1. Το πρώτο είναι μια σάρωση συχνοτήτων από 400 Hz έως 912 Hz, ανάλογα με το πλάτος του σήματος που λαμβάνεται από τους δικέφαλους.

2. Η δεύτερη είναι η τρίτη οκτάβα της κλίμακας C Mayor, ανάλογα με το πλάτος που θα επιλέξει έναν τόνο.

Μπορείτε να βρείτε τις συχνότητες στη Wikipedia, απλώς αγνοήστε τα δεκαδικά ψηφία

Βήμα 7: Τελικά αποτελέσματα

Αυτά είναι τα αποτελέσματα που λαμβάνονται, μπορείτε να τροποποιήσετε τον κώδικα για να παίξετε τις νότες που ΘΕΛΕΤΕ !!!

Το επόμενο στάδιο αυτού του έργου είναι η ενσωμάτωση μερικών βηματικών κινητήρων και άλλου είδους ενεργοποιητών για να παίξετε ένα μουσικό όργανο. Και επίσης προπόνηση για να λάβετε ισχυρά σήματα.

Τώρα κάντε τους μυς σας να σας παίξουν ΜΟΥΣΙΚΗ. ΚΑΛΑ ΝΑ ΠΕΡΝΑΤΕ!!:)