MuscleCom - Interfaz controlada por músculos: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

MuscleCom ofrece una forma nueva e innovadora para que los pacientes con discapacidades físicas se comuniquen como nunca antes. Al medir los valores de EMG de los músculos de una persona, el usuario puede controlar una interfaz de usuario que le ayudará a comunicarse en el día a día. Mediante el uso de componentes relativamente baratos y duraderos, hemos desarrollado un producto / prototipo de bajo costo y fácil de usar con una curva de aprendizaje baja.

El prototipo de hardware se basa en una Raspberry Pi 3 Modelo B en un gabinete impreso en 3D que ejecuta un servidor NodeJS con una interfaz REACT que sincroniza los pulsos de los músculos de los usuarios.

Un ejemplo de personas que podrían hacer uso de este producto son los pacientes con ELA y lo mismo. Personas que pueden controlar algunos músculos, pero que no pueden hablar ni señalar. Este dispositivo es una interfaz fácil de usar que le da al paciente más independencia y más diversión.

Tenga en cuenta: Este producto NO es un dispositivo médico y no está destinado a ser utilizado como tal o como un accesorio de tal. Ha sido diseñado por estudiantes, como un proyecto de clase.

Paso 1: requisitos

Requisitos de hardware

• 1x Raspberry Pi 3B (circuito abierto)
• 1x Tarjeta Micro SD de 8GB + Adaptador (OpenCircuit)
• 1x cable de alimentación micro USB + enchufe 5V 2.5A (Amazon)
• 1x pantalla táctil LCD RPI3 de 5 pulgadas (AliExpress)
• 1x cable UTP (Amazon)
• 3x Sensores musculares Myoware (Adafruit)
• (incluye 9 almohadillas de sensor biomédicas de 24 mm (Sparkfun))
• 1x ADC de 12 bits: ADS1015 (Adafruit)
• 3x Jack Plug macho (como este)
• 3x Jack Plug Hembra (como este)
• Cable de sensor de 4x 1,5 m (doble núcleo, blindado) (AliExpress)
• 1x tablero de creación de prototipos (AliExpress)
• Resistencia 4x 330 ohmios (AliExpress)
• Algún cable rojo, negro y de otros colores

Costo total aproximado con los enlaces anteriores: ~ $ 130

Requisitos de software (desarrollo local)

• NPM (Descargar)
• NodeJS (Descargar)
• Yarn (Descargar)
• Git (Descargar)
• Repositorio MuscleCom (Descargar)

Opcional

Paquete de baterías de 5V / min.2.5A (!) (Como Nierle, que funciona perfectamente)

Tenga en cuenta: algunas de las tiendas web utilizadas anteriormente están en holandés, pero los equivalentes en inglés no deberían ser difíciles de encontrar.

Paso 2: Configuración de Raspberry Pi

Requisitos de descarga

Descargue los siguientes elementos en preparación:

• Raspbian con escritorio
• Formateador de tarjetas SD
• Autor de aguafuertes
• Ventanas: masilla

Formateo de la tarjeta Micro SD

1. Coloque la tarjeta SD en su computadora. Cuando se le solicite formatear, elija no
2. Formateador de tarjeta SD abierto
3. Seleccione la tarjeta Micro SD
4. Elija formato rápido
5. Haga clic en Formato

Instalar Raspbian

1. Descomprima el archivo.zip de Raspbian descargado.
2. Software abierto de Etcher
3. Seleccione el archivo.img de Raspbian descomprimido
4. Elija la tarjeta Micro SD para escribir
5. Haga clic en Flash
6. Una vez finalizado el proceso de actualización: si su sistema operativo le solicita que formatee, elija no
7. Abra la raíz de la tarjeta Micro SD y coloque un archivo llamado ssh en el directorio (sin extensión)

Conéctese a la frambuesa

La Raspberry tiene credenciales de inicio de sesión predeterminadas, que se utilizan en los pasos a continuación.

• Nombre de host: raspberrypi
• Nombre de usuario: pi
• Contraseña: frambuesa

1. Desconecte la tarjeta Micro SD de su computadora y colóquela en la Raspberry Pi
2. Asegúrese de que su computadora esté conectada a Internet a través de wifi
3. Conecte un cable UTP a su Raspberry y el otro extremo a su PC
4. Conecte el adaptador de corriente Micro USB

A partir de aquí, el tutorial se dividirá en 2 partes. Uno para Windows y otro para usuarios de Mac.

Ventanas

1. Use el atajo de teclado de Windows + R para abrir la ventana Ejecutar
2. Escriba: ncpa.cpl y presione OK para abrir el panel de control con adaptadores de red
3. Haga clic en su adaptador Wifi con el botón derecho del mouse y seleccione propiedades
4. Vaya a la pestaña para compartir y marque "Permitir que otros usuarios de la red se conecten a través de la conexión a Internet de esta computadora". NOTA: Si esto ya estaba marcado, desmarque, guarde y vuelva a verificar.
5. Guarde los cambios presionando OK
6. Masilla abierta
7. Escriba lo siguiente en el nombre de host (y reemplace HOSTNAME con el valor correcto): HOSTNAME.mshome.net
8. Haga clic en Abrir

Mac

1. Abrir configuración del sistema
2. Ir a compartir
3. Elija compartir Internet en la columna de la izquierda (no habilitar todavía)
4. Comparte tu conexión desde Wi-Fi
5. A computadoras que usan Ethernet
6. Habilite el uso compartido de Internet marcando la casilla en la columna de la izquierda
7. Inicie su terminal y escriba (y reemplace HOSTNAME con el valor correcto):
8. ssh [email protected]

Actualizar paquetes

Antes de instalar nada, actualice los paquetes instalados ejecutando los siguientes comandos:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Instalar Git Utilice el siguiente comando para instalar Git:

sudo apt-get install git

Instalar controlador de pantalla

Si la pantalla no funciona de fábrica. Consulte este enlace para obtener una introducción paso a paso en la pantalla.

Instalar MuscleCom

Clonar el repositorio

Instale Musclecom ejecutando este comando:

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

Paso 3: Conexión de cables

Conecte los cables de acuerdo con los esquemas. Tenga en cuenta que estos esquemas contienen 3 sensores. Puede conectar hasta un máximo de 4 sensores con esta configuración porque el ADC tiene solo 4 entradas analógicas.

Los escudos necesitarán alrededor de 2.9V hasta 5.7V. En este diseño, los usaremos a 5.0V porque tiene múltiples ventajas sobre 3.3V.

Al soldar los cables del sensor, asegúrese de utilizar el blindaje como tierra. Esto asegura la fuerza de la señal y menos ruido.

Si no está utilizando un enchufe micro USB para alimentar el Pi (como hicimos nosotros), asegúrese de soldar los cables a los contactos debajo del enchufe micro USB del Pi. De esta manera, todavía utiliza todos los circuitos necesarios para la seguridad y para que funcione correctamente.

Tenga en cuenta: en los esquemas, los sensores no son los sensores reales porque los archivos de Fritzing para aquellos aún no estaban en Github.

Paso 4: Impresión 3D

Todas las carcasas que se diseñaron para este prototipo están disponibles en formato STL y se han impreso en una Ultimaker 2+ y Ultimaker 2Go con gran detalle.

Hay 4 archivos STL:

• Caso principal
• Tapa de la caja principal
• Caja del sensor
• Tapa de la caja del sensor

Paso 5: cómo utilizar

Tenga en cuenta: El manual de usuario de este producto está escrito en holandés, ya que este era un requisito desafortunado para el proyecto. Se traducirá al inglés en el futuro.