MuscleCom - Интерфейс, контролируемый мышцами: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

MuscleCom предлагает новый инновационный способ общения пациентов с ограниченными физическими возможностями, как никогда раньше. Измеряя значения ЭМГ мышц человека, пользователь может управлять пользовательским интерфейсом, который поможет ему общаться в повседневной жизни. Благодаря использованию относительно дешевых и надежных компонентов мы разработали недорогой и простой в использовании продукт / прототип с низкой кривой обучения.

Аппаратный прототип основан на Raspberry Pi 3 Model B в корпусе, напечатанном на 3D-принтере, на котором запущен сервер NodeJS с интерфейсом REACT, который синхронизирует импульсы от мышц пользователей.

Примером людей, которые могут использовать этот продукт, являются пациенты с БАС и им подобные. Люди, которые могут контролировать (несколько) мышц, но не могут говорить или указывать. Это устройство представляет собой простой в использовании интерфейс, который дает пациенту больше независимости и больше удовольствия.

Обратите внимание: этот продукт НЕ является медицинским устройством и не предназначен для использования в качестве такового или его аксессуара. Он был разработан студентами как классный проект.

Шаг 1. Требования

Требования к оборудованию

• 1x Raspberry Pi 3B (открытая схема)
• 1x 8 ГБ Micro SD карта + адаптер (OpenCircuit)
• 1x кабель питания Micro USB + вилка 5V 2.5A (Amazon)
• 1x RPI3 5-дюймовый сенсорный ЖК-экран (AliExpress)
• 1x кабель UTP (Amazon)
• 3 мышечных сенсора Myoware (Adafruit)
• (вкл. 9x 24-миллиметровые площадки для биомедицинских сенсоров (Sparkfun))
• 1x 12-битный АЦП: ADS1015 (Adafruit)
• 3x штекерный разъем (вот так)
• 3x розетка (как это)
• Кабель датчика 4x 1,5 м (двухжильный, экранированный) (AliExpress)
• 1x макетная доска (AliExpress)
• 4x резистор 330 Ом (AliExpress)
• Некоторые красные, черные и другие цветные провода

Ориентировочная общая стоимость со ссылками выше: ~ 130 $

Требования к программному обеспечению (местный разработчик)

• NPM (Загрузить)
• NodeJS (Загрузить)
• Пряжа (Скачать)
• Git (Загрузить)
• Репозиторий MuscleCom (Загрузить)

По желанию

5 В / мин. 2,5 А (!) Аккумулятор (как у Nierle, который отлично работает)

Обратите внимание: некоторые из упомянутых выше интернет-магазинов работают на голландском языке, но найти английские эквиваленты не составит труда.

Шаг 2: Настройка Raspberry Pi

Скачать требования

Пожалуйста, загрузите следующие элементы в процессе подготовки:

• Распбиан с рабочим столом
• Форматирование SD-карты
• Etcher
• Окна: замазка

Форматирование карты Micro SD

1. Вставьте SD-карту в свой компьютер. Когда будет предложено отформатировать, выберите нет
2. Откройте программу форматирования SD-карты
3. Выберите карту Micro SD
4. Выберите быстрое форматирование
5. Щелкните Форматировать

Установить Raspbian

1. Разархивируйте загруженный файл.zip Raspbian.
2. Программное обеспечение Open Etcher
3. Выберите распакованный файл.img Raspbian.
4. Выберите карту Micro SD для записи на
5. Нажмите Flash
6. После того, как процесс прошивки будет завершен: Если ваша ОС предложит отформатировать, выберите «Нет».
7. Откройте корень карты Micro SD и поместите в каталог файл с именем ssh (без расширения).

Подключитесь к Raspberry

У Raspberry есть учетные данные по умолчанию, которые используются в следующих шагах.

• Имя хоста: raspberrypi
• Имя пользователя: pi
• Пароль: малина

1. Отсоедините карту Micro SD от компьютера и вставьте ее в Raspberry Pi.
2. Убедитесь, что ваш компьютер подключен к Интернету через Wi-Fi
3. Подключите кабель UTP к Raspberry, а другой конец к компьютеру.
4. Подключите адаптер питания Micro USB

Отсюда руководство будет разделено на 2 части. Один для Windows и один для пользователей Mac.

Окна

1. Используйте сочетание клавиш Windows + R, чтобы открыть окно "Выполнить".
2. Введите: ncpa.cpl и нажмите ОК, чтобы открыть панель управления с сетевыми адаптерами.
3. Нажмите на свой адаптер Wi-Fi правой кнопкой мыши и выберите свойства.
4. Перейдите на вкладку общего доступа и установите флажок «Разрешить другим пользователям сети подключаться через подключение к Интернету этого компьютера». ПРИМЕЧАНИЕ. Если это уже было отмечено, снимите флажок, сохраните и установите еще раз.
5. Сохраните изменения, нажав ОК.
6. Открытая шпатлевка
7. Введите следующее в hostname (и замените HOSTNAME правильным значением): HOSTNAME.mshome.net
8. Нажмите "Открыть"

Mac

1. Открыть Системные настройки
2. Перейти к обмену
3. Выберите общий доступ к Интернету в левом столбце (пока не включайте)
4. Поделитесь своим подключением по Wi-Fi
5. К компьютерам, использующим Ethernet
6. Включите общий доступ в Интернет, установив флажок в левом столбце
7. Запустите свой терминал и введите (и замените HOSTNAME на правильное значение):
8. ssh [email protected]

Пакеты обновлений

Перед установкой чего-либо обновите установленные пакеты, выполнив следующие команды:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Установите Git Используйте следующую команду для установки Git:

sudo apt-get install git

Установите драйвер экрана

Если из коробки не работает экран. Перейдите по этой ссылке, чтобы просмотреть на экране пошаговые инструкции по началу работы.

Установить MuscleCom

Клонировать репозиторий

Установите Musclecom, выполнив эту команду:

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

Шаг 3: Подключение проводов

Подключите провода согласно схемам. Обратите внимание, что эти схемы содержат 3 датчика. Вы можете подключить до 4 датчиков с этой настройкой, потому что АЦП имеет только 4 аналоговых входа.

Экранам потребуется от 2,9 до 5,7 В. В этой конструкции мы будем использовать их при 5,0 В, потому что это имеет множество преимуществ по сравнению с 3,3 В.

При пайке кабелей датчика обязательно используйте экран в качестве заземления. Это обеспечивает мощность сигнала и меньший шум.

Если вы не используете разъем micro USB для питания Pi (как мы), обязательно припаяйте выводы к контактам под разъемом micro USB Pi. Таким образом, он по-прежнему использует все схемы, необходимые для безопасности и правильной работы.

Обратите внимание: на схемах датчики не являются настоящими датчиками, потому что файлы Fritzing для них еще не были на Github.

Шаг 4: 3D-печать

Все корпуса, которые были разработаны для этого прототипа, доступны в формате STL и были напечатаны на Ultimaker 2+ и Ultimaker 2Go с высокой детализацией.

Есть 4 файла STL:

• Основной случай
• Крышка основного корпуса
• Корпус датчика
• Крышка корпуса датчика

Шаг 5: Как использовать

Обратите внимание: руководство пользователя для этого продукта написано на голландском языке, поскольку это было неудачным требованием для проекта. Будут переведены на английский язык в будущем.