MuscleCom - Muscle Controlled Interface: 5 βήματα (με εικόνες)

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

Το MuscleCom προσφέρει έναν νέο καινοτόμο τρόπο για τους ασθενείς με σωματική αναπηρία να επικοινωνούν όσο ποτέ άλλοτε. Μετρώντας τις τιμές EMG από τους μυς ενός ατόμου, ο χρήστης μπορεί να ελέγξει μια διεπαφή χρήστη που θα τους βοηθήσει να επικοινωνούν σε καθημερινή βάση. Μέσω της χρήσης σχετικά φθηνών και ανθεκτικών εξαρτημάτων, έχουμε αναπτύξει ένα προϊόν/πρωτότυπο χαμηλού κόστους και εύχρηστο με χαμηλή καμπύλη εκμάθησης.

Το πρωτότυπο υλικού βασίζεται σε ένα Raspberry Pi 3 Model B σε ένα τρισδιάστατο περίβλημα που εκτελεί διακομιστή NodeJS με μια πρόσοψη REACT που συγχρονίζει τους παλμούς από τους μυς των χρηστών.

Ένα παράδειγμα ατόμων που θα μπορούσαν να κάνουν χρήση αυτού του προϊόντος είναι οι ασθενείς με ALS και ομοίως. Άτομα που είναι σε θέση να ελέγξουν έναν (λίγους) μυς, αλλά δεν είναι σε θέση να μιλήσουν ή να δείξουν. Αυτή η συσκευή είναι μια απλή στη χρήση διεπαφή που δίνει στον ασθενή περισσότερη ανεξαρτησία και περισσότερη διασκέδαση.

Σημειώστε: Αυτό το προϊόν ΔΕΝ είναι ιατρική συσκευή και δεν προορίζεται να χρησιμοποιηθεί ως τέτοιο ή ως αξεσουάρ σε τέτοια. Έχει σχεδιαστεί από μαθητές, ως έργο τάξης.

Βήμα 1: Απαιτήσεις

Απαιτήσεις υλικού

• 1x Raspberry Pi 3B (OpenCircuit)
• 1x κάρτα Micro SD 8 GB + Προσαρμογέας (OpenCircuit)
• 1x καλώδιο τροφοδοσίας Micro USB + βύσμα 5V 2.5A (Amazon)
• 1x οθόνη αφής RPI3 5 ιντσών LCD (AliExpress)
• 1x καλώδιο UTP (Amazon)
• 3x Myoware Muscle Sensors (Adafruit)
• (περιλαμβάνονται 9x 24mm βιοϊατρικά μαξιλάρια αισθητήρων (Sparkfun))
• 1x 12-bit ADC: ADS1015 (Adafruit)
• 3x Jack Plug Male (όπως αυτό)
• 3x Jack Plug Female (όπως αυτό)
• Καλώδιο αισθητήρα 4x 1,5m (διπλού πυρήνα, θωρακισμένο) (AliExpress)
• 1x πίνακας πρωτοτύπων (AliExpress)
• 4x Resistor 330 Ohm (AliExpress)
• Κάποιο κόκκινο, μαύρο και άλλο χρωματιστό σύρμα

Κατά προσέγγιση συνολικό κόστος με τους παραπάνω συνδέσμους: ~ 130 $

Απαιτήσεις λογισμικού (Local dev)

• NPM (Λήψη)
• NodeJS (Λήψη)
• Νήματα (Λήψη)
• Git (Λήψη)
• Αποθήκη MuscleCom (Λήψη)

Προαιρετικός

5V / min.2.5A (!) Μπαταρία (όπως το Nierle, το οποίο λειτουργεί τέλεια)

Σημειώστε: Μερικά από τα ηλεκτρονικά καταστήματα που χρησιμοποιήθηκαν παραπάνω είναι στα ολλανδικά, αλλά δεν είναι δύσκολο να βρεθούν ισοδύναμα στα αγγλικά.

Βήμα 2: Ρύθμιση Raspberry Pi

Απαιτήσεις λήψης

Παρακαλώ κατεβάστε τα ακόλουθα στοιχεία στο στάδιο της προετοιμασίας:

• Raspbian με επιφάνεια εργασίας
• Μορφοποιητής κάρτας SD
• Χαράκτης
• Windows: Στόκος

Μορφοποίηση κάρτας Micro SD

1. Τοποθετήστε την κάρτα SD στον υπολογιστή σας. Όταν σας ζητηθεί να μορφοποιήσετε, επιλέξτε όχι
2. Ανοίξτε το Μορφοποιητή κάρτας SD
3. Επιλέξτε την κάρτα Micro SD
4. Επιλέξτε Γρήγορη μορφή
5. Κάντε κλικ στην επιλογή Μορφοποίηση

Εγκαταστήστε το Raspbian

1. Αποσυμπιέστε το ληφθέν αρχείο Raspbian.zip.
2. Ανοίξτε το λογισμικό Etcher
3. Επιλέξτε το αποσυμπιεσμένο αρχείο Raspbian.img
4. Επιλέξτε την κάρτα Micro SD για να γράψετε
5. Κάντε κλικ στο Flash
6. Αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία αναβοσβήματος: Εάν σας ζητηθεί να μορφοποιήσετε το λειτουργικό σας σύστημα, επιλέξτε όχι
7. Ανοίξτε τη ρίζα της κάρτας Micro SD και τοποθετήστε ένα αρχείο που ονομάζεται ssh στον κατάλογο (χωρίς επέκταση)

Συνδεθείτε με το Βατόμουρο

Το Raspberry έχει προεπιλεγμένα διαπιστευτήρια σύνδεσης, που χρησιμοποιούνται στα παρακάτω βήματα.

• Όνομα κεντρικού υπολογιστή: raspberrypi
• Όνομα χρήστη: pi
• Κωδικός πρόσβασης: βατόμουρο

1. Αποσυνδέστε την κάρτα Micro SD από τον υπολογιστή σας και τοποθετήστε την στο Raspberry Pi
2. Βεβαιωθείτε ότι ο υπολογιστής σας είναι συνδεδεμένος στο διαδίκτυο μέσω wifi
3. Συνδέστε ένα καλώδιο UTP στο Raspberry σας και το άλλο άκρο στον υπολογιστή σας
4. Συνδέστε το τροφοδοτικό Micro USB

Από εδώ, το σεμινάριο θα χωριστεί σε 2 μέρη. Ένα για Windows και ένα για χρήστες Mac.

Windows

1. Χρησιμοποιήστε τη συντόμευση πληκτρολογίου Windows+R για να ανοίξετε το παράθυρο Εκτέλεση
2. Πληκτρολογήστε: ncpa.cpl και πατήστε OK για να ανοίξετε τον πίνακα ελέγχου με προσαρμογείς δικτύου
3. Κάντε κλικ στον προσαρμογέα Wifi με το δεξί κουμπί του ποντικιού και επιλέξτε ιδιότητες
4. Μεταβείτε στην καρτέλα κοινής χρήσης και επιλέξτε "Να επιτρέπεται σε άλλους χρήστες δικτύου να συνδεθούν μέσω της σύνδεσης στο Διαδίκτυο αυτού του υπολογιστή". ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Εάν αυτό ήταν ήδη επιλεγμένο, καταργήστε την επιλογή, αποθηκεύστε και ελέγξτε ξανά.
5. Αποθηκεύστε τις αλλαγές πατώντας OK
6. Άνοιγμα στόκου
7. Πληκτρολογήστε τα ακόλουθα στο όνομα κεντρικού υπολογιστή (και αντικαταστήστε το HOSTNAME με τη σωστή τιμή): HOSTNAME.mshome.net
8. Κάντε κλικ στο Άνοιγμα

Μακ

1. Ανοίξτε τις Ρυθμίσεις συστήματος
2. Μεταβείτε στην κοινή χρήση
3. Επιλέξτε κοινή χρήση διαδικτύου στην αριστερή στήλη (δεν ενεργοποιείται ακόμη)
4. Μοιραστείτε τη σύνδεσή σας μέσω Wi-Fi
5. Σε υπολογιστές που χρησιμοποιούν Ethernet
6. Ενεργοποιήστε την κοινή χρήση διαδικτύου επιλέγοντας το πλαίσιο στην αριστερή στήλη
7. Ξεκινήστε το τερματικό και τον τύπο σας (και αντικαταστήστε το HOSTNAME με τη σωστή τιμή):
8. ssh [email protected]

Ενημέρωση πακέτων

Πριν εγκαταστήσετε οτιδήποτε, ενημερώστε τα εγκατεστημένα πακέτα εκτελώντας τις ακόλουθες εντολές:

sudo apt-get ενημέρωση

sudo apt-get αναβάθμιση

Εγκατάσταση Git Χρησιμοποιήστε την ακόλουθη εντολή για να εγκαταστήσετε το Git:

sudo apt-get install git

Εγκαταστήστε το πρόγραμμα οδήγησης οθόνης

Εάν η οθόνη δεν λειτουργεί εκτός πλαισίου. Ελέγξτε αυτόν τον σύνδεσμο για βήμα προς βήμα Ξεκινώντας στην οθόνη.

Εγκαταστήστε το MuscleCom

Κλωνοποίηση του αποθετηρίου

Εγκαταστήστε το Musclecom εκτελώντας αυτήν την εντολή:

bash /PATH/TO/REPO/scripts/setup.sh

Βήμα 3: Σύνδεση καλωδίων

Συνδέστε τα καλώδια σύμφωνα με τα σχήματα. Λάβετε υπόψη ότι αυτά τα σχήματα περιέχουν 3 αισθητήρες. Μπορείτε να συνδέσετε έως και 4 αισθητήρες με αυτήν τη ρύθμιση επειδή το ADC έχει μόνο 4 αναλογικές εισόδους.

Οι ασπίδες θα χρειαστούν περίπου 2,9V έως 5,7V. Σε αυτό το σχέδιο, θα τα χρησιμοποιήσουμε στα 5,0V επειδή έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα 3,3V.

Κατά τη συγκόλληση των καλωδίων του αισθητήρα, βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τη θωράκιση ως γείωση. Αυτό εξασφαλίζει ισχύ σήματος και λιγότερο θόρυβο.

Εάν δεν χρησιμοποιείτε βύσμα micro USB για να τροφοδοτήσετε το Pi (όπως κάναμε εμείς), φροντίστε να συγκολλήσετε τα καλώδια στις επαφές κάτω από το βύσμα micro USB του Pi. Με αυτόν τον τρόπο εξακολουθεί να χρησιμοποιεί όλο το κύκλωμα που απαιτείται για την ασφάλεια και τη σωστή λειτουργία.

Σημειώστε: Στα σχήματα, οι αισθητήρες δεν είναι οι πραγματικοί αισθητήρες, επειδή τα αρχεία Fritzing για αυτά δεν ήταν ακόμα στο Github.

Βήμα 4: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Όλα τα περιβλήματα που σχεδιάστηκαν για αυτό το πρωτότυπο είναι διαθέσιμα σε μορφή STL και έχουν εκτυπωθεί σε Ultimaker 2+ και Ultimaker 2Go με μεγάλη λεπτομέρεια.

Υπάρχουν 4 αρχεία STL:

• Κύρια υπόθεση
• Κάλυμμα κύριας θήκης
• Θήκη αισθητήρα
• Κάλυμμα θήκης αισθητήρα

Βήμα 5: Τρόπος χρήσης

Παρακαλώ σημειώστε: Το εγχειρίδιο χρήστη για αυτό το προϊόν είναι γραμμένο στα ολλανδικά καθώς αυτό ήταν μια ατυχής απαίτηση για το έργο. Θα μεταφραστεί στα Αγγλικά στο μέλλον.