Muscle-Music con Arduino: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hola a todos, este es mi primer Instructables, este proyecto se inspiró después de ver el video comercial de Old Spice Muscle Music, donde podemos ver cómo Terry Crews toca diferentes instrumentos con señales EMG.

Planeamos comenzar este viaje con este primer proyecto, donde generamos una señal de onda cuadrada con una frecuencia que varía en función de la amplitud de la señal EMG obtenida. Posteriormente, esta señal se conectará a un altavoz para reproducir esa frecuencia.

Para construir este proyecto, usaremos como núcleo, un Arduino UNO y un MyoWare Muscle Sensor. Si no puede obtener un sensor MyoWare, no se preocupe, le explicaremos cómo construir el suyo propio. Es un poco complicado, pero vale la pena intentarlo, ¡ya que aprenderá MUCHO!

Bueno, empecemos.

Paso 1: obtenga las piezas necesarias

Hay dos formas de construir este proyecto: usando el sensor MyoWare (pasos 2 y 3) y sin él (pasos 4 y 5).

Usar el sensor MyoWare es más fácil porque no requiere conocimientos avanzados sobre electrónica, es casi simplemente plug and play. Sin MyoWare es necesario tener algunos conocimientos sobre OpAmps, como amplificación y filtrado, así como rectificación de una señal. De esta manera es más difícil, pero le permite comprender qué hay detrás del circuito MyoWare.

Para el método MyoWare, necesitamos los siguientes componentes y herramientas:

• Sensor muscular MyoWare (Sparkfun)
• Arduino UNO (Amazon)
• Vocero
• Tablero de circuitos
• Cable de 22 AWG
• Electrodos 3 x 3M (Amazon)
• Destornillador
• 2 x pinzas de cocodrilo
• Cable USB Arduino
• Pelacables
• 1 x 1000 uF (Amazonas)

Sin MyoWare, necesitará los componentes anteriores (sin MyoWare), así como:

• Fuente de alimentación con +12 V, -12 V y 5 V (puede hacer la suya propia con una computadora PS como se muestra en este Instructables)
• Si el cable de CA de la fuente de alimentación es un cable de 3 clavijas, es posible que necesite un adaptador de tres clavijas / dos clavijas o un enchufe trampa. (A veces, esa punta adicional puede generar ruido no deseado).
• Multimetro
• Amplificador de instrumentación AD620
• OpAmps 2 x LM324 (o similar)
• Diodos 3 x 1N4007 (o similar)

• Condensadores

  • No polarizados (pueden ser condensadores cerámicos, poliéster, etc.)

    • 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

  • Polarizado (condensador electrolítico)

    2 x 1 mF

• Resistencias

  • 1 x 100 ohmios
  • 1 x 3,9 k ohmios
  • 1 x 5,6 k ohmios
  • 1 x 1,2 k ohmios
  • 1 x 2,7 k ohmios
  • 3 x 8,2 k ohmios
  • 1 x 6,8 k ohmios
  • 2 x 1k ohmios
  • 1 x 68 k ohmios
  • 1 x 20k ohmios
  • 4 x 10k ohmios
  • 6 x 2k ohmios
  • Potenciómetro de 1 x 10k ohmios

Paso 2: (con MyoWare) Prepare los electrodos y conéctelos

Para esta parte necesitamos el sensor MyoWare y 3 electrodos.

Si tiene electrodos grandes como lo hicimos nosotros, debe cortar los bordes para reducir su diámetro, de lo contrario, bloqueará el otro electrodo, lo que causará interferencias en la señal.

Conecte el MyoWare como se indica en la cuarta página del manual del sensor.

Paso 3: (con MyoWare) Conecte el sensor a la placa Arduino

La placa MyoWare tiene 9 pines: RAW, SHID, GND, +, -, SIG, R, E y M. Para este proyecto solo necesitamos el "+" para conectar 5V, "-" para tierra y "SIG" para el señal de salida, conectada con 3 cables grandes (~ 2 pies).

Como se mencionó anteriormente, el pin "+" debe estar conectado al pin de 5V de Arduino, "-" a GND y para el SIG necesitamos un filtro adicional para evitar cambios repentinos en la amplitud de la señal.

Para el altavoz solo necesitamos conectar el cable positivo al pin 13 y el negativo a GND.

¡¡¡Y estamos listos para el código !!!

Paso 4: (sin MyoWare) Construya el circuito de acondicionamiento de la señal

Este circuito está integrado por 8 etapas:

1. Amplificador instrumental
2. Filtro de paso bajo
3. Filtro de paso alto
4. Amplificador inversor
5. Rectificador de precisión de onda completa
6. Filtro de paso bajo pasivo
7. Amplificador diferencial
8. Clipper paralelo sesgado

1. Amplificador de instrumentación

Esta etapa se utiliza para preamplificar la señal con una ganancia de 500 y eliminar la señal de 60 Hz que pueda haber en el sistema. Esto nos dará una señal con una amplitud máxima de 200 mV.

2. Filtro de paso bajo

Este filtro se utiliza para eliminar cualquier señal por encima de 300 Hz.

3. Filtro de paso alto

Este filtro se utiliza para evitar cualquier señal inferior a 20 Hz generada con el movimiento de los electrodos al llevarlo puesto.

4. Amplificador inversor

Con una ganancia de 68, este amplificador generará una señal con una amplitud que varía de - 8 a 8 V.

5. Rectificador de precisión de onda completa

Este rectificador convierte cualquier señal negativa en una señal positiva, dejándonos solo con una señal positiva. Esto es útil porque el Arduino solo acepta una señal de 0 a 5 V en las entradas analógicas.

6. Filtro de paso bajo pasivo

Utilizamos 2 condensadores electrolíticos de 1000 uF para evitar cambios bruscos de amplitud.

7. Amplificador diferencial

Pasada la etapa 6, nos damos cuenta de que nuestra señal tiene un offset de 1,5 V, esto significa que nuestra señal no puede bajar a 0 V, solo a 1,5 V, y un máximo de 8 Voltios. El Amplificador Diferencial utilizará una señal de 1.5 V (obtenido con un divisor de voltaje y 5V, ajustado con un Potenciómetro de 10k) y la señal que queremos modificar y descansará los 1.5 V a la señal del músculo, dejándonos con una hermosa señal con un mínimo de 0 V y un máximo de 6,5 V.

8. Clipper paralelo sesgado

Finalmente, como mencionamos anteriormente el Arduino solo acepta señales con una amplitud máxima de 5 V. Para poder reducir la amplitud máxima de nuestra señal necesitamos eliminar el voltaje por encima de los 5 Voltios. Este Clipper nos ayudará a lograrlo.

Paso 5: (Sin MyoWare) Conecte los electrodos al circuito y Arduino

Los electrodos colocados en el bíceps son los electrodos 1, 2, y el electrodo más cercano al codo se conoce como electrodo de referencia.

Los electrodos 1 y 2 están conectados a las entradas + y - del AD620, no importa en qué orden.

El electrodo de referencia está conectado a GND.

La señal filtrada va directamente al pin A0 del Arduino.

** NO OLVIDE CONECTAR LA TIERRA DEL ARDUINO A LA TIERRA DEL CIRCUITO **

Paso 6: ¡¡¡El Código !

Finalmente, los códigos.

1. El primero es un barrido de frecuencia de 400 Hz a 912 Hz, dependiendo de la amplitud de la señal obtenida del bíceps.

2. La segunda es la tercera octava de la escala de Do mayor, dependiendo de la amplitud elegirá un tono.

Puedes encontrar las frecuencias en Wikipedia, solo ignora los decimales

Paso 7: Resultados finales

Estos son los resultados obtenidos, PUEDES modificar el código para poder tocar las notas que DESEAS !!!

La siguiente etapa de este proyecto es integrar algunos motores paso a paso y otro tipo de actuadores para tocar un instrumento musical. Y también Workout para conseguir señales fuertes.

Ahora haz que tus músculos te toquen algo de MÚSICA. ¡¡DIVERTIRSE!!:)