By using this website, you agree to the use of cookies. We use them to optimize functionality and convenience of the site for our clients.
Click to order
Elemyo | 07 мая 2021

Обзор мультисенсорной системы для беспроводной регистрации ЭМГ сигналов
MYOstack v1.0

Набор ЭМГ датчиков для беспроводной регистрации мышечной активности. ПО для визуализации миографических сигналов
ОПИСАНИЕ
Мультисенсорная система для беспроводной регистрации ЭМГ сигналов MYOstack представляет собой открытую платформу, которая позволит Вам создать смарт-браслет для управления компьютером жестами, сделать умный монитор мышечной активности для спорта, отследить физическую активность в течение дня, научиться управлять робо-рукой и много другое.

ЭМГ модули имеют специальную изогнутую поверхность, что обеспечивает хороший контакт датчика с поверхностью кожи при активной работе мышц. Компактный Wi-Fi передатчик на базе модуля ESP-WROOM-32 позволяет регистрировать сигнал каждого модуля с частотой от 0.5 кГц до 1кГц. Передатчик имеет 32-битный 2-ядерный микропроцессор с тактовой частотой 240 МГц, который можно легко перепрограммировать под Вашу задачу из среды Arduino IDE.
EMG датчик мышц, способ крепления на предплечье
Рис. 1: MYOstack v1.0.
Что входит в СИСТЕМУ
MYOstack v1.0 имеет 3 вида комплектации, отличающихся только количеством ЭМГ датчиков.
Каждая система содержит:
  • Бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом (для операционных систем Windows 10, macOS, Linux)
  • 4, 6 или 9 шт. ЭМГ модулей (в зависимости от Вашего выбора)
  • провода для подключения модулей: по 1 проводу на модуль + 2 дополнительных провода длиной 1 м
  • переходник, с 10-ю разъемами для подключения модулей
  • компактный Wi-Fi передатчик на базе модуля ESP-WROOM-32 (с предустановленной программой сбора и передачи сигнала)
  • Wi-Fi приемник (с предустановленной программой)
  • лента-липучка для крепления модулей
Схема подключения ЭМГ датчика мышц к микроконтроллеру Arduino
Рис. 2: Варианты комплектации MYOstack v1.0.
Подключение
Передатчик и модули имеют по 2 разъема. Для подключения модуля к передатчику достаточно соединить их проводом, используя любой из 2х разъемов. Для подключения к передатчику нескольких модулей можно соединить модули между собой. Если необходимо расположить модули в разнесенные точки тела, можно использовать длинные провода, а также переходник, входящий в комплект. Модули можно подключать в любом порядке и последовательности. При включении, на модулях и передатчике загорится синий светодиод.

Разъемы проводов сделаны так, что модули подключаются однозначным образом, вероятность переполюсовки исключена.

Питание передатчика осуществляется через USB micro вход. Для питания необходимо использовать внешний power bank с выходным напряжением 5 В (при выборе и использовании power bank соблюдайте общепринятые правила электробезопастности. Заряжать power bank в процессе использования системы запрещено).

Приемник подключается к компьютеру посредством шнура USB micro.

Крепить датчики к телу можно при помощи лейкопластыря или повязки.

Передатчик и приемник имеют заводскую прошивку и сразу готовы к работе.

Модули пронумерованы (при необходимости, номера можно отклеить). Номер модуля соответствует номеру сигнала в программе MYOstack GUI v1.0.1.

Для регулировки усиления на каждом модуле установлен линейный подстроечный резистор. Изначально резистор установлен в нулевое положение (коэффициент усиления равен 1 В/В). Для увеличения усиления необходимо повернуть резистор по часовой стрелки. Максимальный угол поворота – 1200. При максимальном угле поворота усиление равно 11 В/В.

Важно: В процессе работы передатчик нагревается. Чем выше скорость передачи – тем интенсивнее нагрев.

Установка программного обеспечения
Визуализация сигнала
Для визуализации, анализа и обработки сигнала можно воспользоваться бесплатной программой MYOstack GUI v1.0.1. Данная программа написана на Python и предоставляется с открытым исходным кодом (под MIT лицензией).

Cкачать исходный код программы для Python, а также ".exe" сборку под Windows 10 можно с официальной страницы ELEMYO на https://github.com/.

Для работы с исходным кодом программы можно установить среду разработки Anaconda:

1) Скачайте бесплатную среду разработки Anaconda для программирования на языке Python с официального сайта https://www.anaconda.com/

2) В разделе Environments Anaconda установите следующие расширения:

  • Pyserial версии 3.4 или выше
  • Pyqtgraph версии 0.1 или выше
  • QtPy версии 1.3.1 или выше
  • Numpy версии 1.13 или выше
  • Scipy версии 0.19 или выше

3) Скачайте исходный код MYOstack GUI v1.0.1 можно по ссылке https://github.com/ELEMYO/MYOstack-GUI/releases/tag/v1.0.1

4) Используя встроенный в Anaconda редактор Spyder, откройте скачанный файл.

5) Запустите код.

Прошивка приёмника и передатчика (на базе ESP-WROOM-32)
Для прошивки приемника и передатчика можно использовать любую среду, поддерживающую модули ESP32. Оригинальный исходный код на данный момент представлен только для Arduino IDE.

Процесс прошивки передатчика/приемника:

1) установите бесплатно распространяемую среду Arduino IDE https://www.arduino.cc/en/main/software

2) подключите приемник/передатчик через USB к ПК (предварительно отключив датчики от передатчика)

3) добавьте ESP32 в менеджере плат Arduino IDE (подробная инструкция: https://randomnerdtutorials.com/installing-the-esp32-board-in-arduino-ide-windows-instructions/ )

4) выберите ваш контроллер в разделе Tools -> Port

5) выберите тип программируемой платформы в разделе Tools -> Board -> ESP32 Arduino -> DOIT ESP32 DEVKIT V1

6) для прошивки передатчика используйте скетч по ссылке (в коде необходимо указать MAC адрес приемника, инструкция как узнать MAС адрес здесь):

https://github.com/ELEMYO/MYOstack-ESP32/blob/main/examples/Sender/Sender.ino

для прошивки приемника используйте скетч по ссылке:

https://github.com/ELEMYO/MYOstack-ESP32/blob/main/examples/Receiver/Receiver.ino

7) загрузите скетч на плату Sketch -> Upload

Важно: если приемник не прошивается, необходимо при начале прошивки нажать и удерживать кнопку enable на плате приемника.
Дата:
07 МАЯ/ 2021
Автор: Elemyo