EGM-sensor:wat het is en hoe er een te gebruiken?

Heb je je ooit afgevraagd hoe je een robotarm voor gaming-toepassingen kunt besturen? Of misschien hoe je spieractivatie zou kunnen meten? De sleutel tot uw nieuwsgierigheid ligt bij de EGM-sensor.

EGM of elektromyografie is cruciaal voor medisch onderzoek en diagnostiek van neuromusculaire aandoeningen. Ook heeft de uitvinding van krachtige geïntegreerde schakelingen en microcontrollers geleid tot EMG-sensoren in robotica, protheses en andere besturingstoepassingen.

EMG blijft echter duur en onbereikbaar voor veel ingenieurs en hobbyisten. Gelukkig zijn we hier om je te laten zien hoe je een EMG-sensor bouwt voor je volgende project.

Wat zijn de toepassingen van EMG-sensoren?

Het primaire doel van een EMG-sensor is het meten van de kleine elektrische activiteiten van rustende en samentrekkende spieren van de handbewegingen. De gemeten spierbewegingen zijn bijvoorbeeld het bewegen van de arm, het klemmen van de vuist, het knippen van de vingers, enz.

Maar het neemt niet weg dat verschillende mensen EMG-sensoren voor verschillende toepassingen gebruiken.

Sommigen gebruiken bijvoorbeeld EMG-sensoren voor klinische en biomedische doeleinden, zoals het bevestigen van protheses, neuromusculaire ziekten en motorische controlestoornissen. Anderen gebruiken ze daarentegen voor besturingstoepassingen zoals robotica, bewegingsdetectie, enz.

Prothetische arm

Hoe werken EMG-sensoren?

In werkelijkheid meten EMG-sensoren wat we EMG-activiteit noemen. Deze activiteit heeft betrekking op de hoeveelheid samentrekking die uw spieren produceren en het aantal samentrekkende spieren. De EMG-sensor kan deze activiteit meten in microvolt.

De hoeveelheid spanningsamplitude die een EMG-sensor registreert, hangt ook af van de spiercontractiesterkte. Met andere woorden, hoe sterker de spiercontractie, hoe meer spieren worden geactiveerd, waardoor een hogere spanningsamplitude wordt gegenereerd.

Interessant is dat het plaatsen van elektroden in de buurt van spiergroepen u kan helpen EMG-activiteiten of -signalen vast te leggen. Wanneer spieren worden geactiveerd, neemt de spierlengte af en kunnen de huid en elektroden bewegen. Als gevolg hiervan registreren de elektroden de elektrische activiteit of signalen van de actieve spiervezels bij het samentrekken.

Soorten EMG-sensoren

Er zijn twee belangrijke EMG-sensortypen, waaronder de Surface EMG-sensoren en ingebrachte EMG-sensoren. Hoewel het twee verschillende sensoren zijn, hebben ze vergelijkbare procedures.

1. Ingevoegde EMG-sensoren

Er zijn twee soorten ingebrachte EMG-sensoren; Naaldsensoren en Fijndraadsensoren. Laten we deze twee sensoren eens nader bekijken.

(i) Naald-EMG-sensoren

U vindt dit soort EMG-sensoren meestal in klinische procedures voor neuromusculaire evaluaties.

Hier hebben we een essentiële naaldpunt die u als detectieoppervlak kunt gebruiken. Hoe? De naald bevat een geïsoleerde draad in de canule, waardoor het spieractiviteit kan detecteren.

Naald-EMG-sensoren

(ii) Fijndraadsensoren

Zoals de naam al aangeeft, zijn deze sensoren draden, maar het zijn geen gewone draden. In plaats daarvan hebben deze fijndraadsensoren een kleine diameter, zijn ze stijf en niet-oxiderend met hoogwaardige isolatie.

De draadsensoren hebben ook een uiterst fijn ontwerp waardoor ze gemakkelijk kunnen worden geïmplanteerd en verwijderd uit skeletspieren. Het beste is dat deze sensoren niet zo pijnlijk zijn als naaldsensoren.

2. Oppervlakte-EMG-sensor

Hoewel de ingebrachte EMG-sensor een invasieve techniek is, hoeft de oppervlakte-EMG-sensor niet te worden gepenetreerd om EMG-activiteit/signalen door het huidoppervlak te detecteren en vast te leggen.

Oppervlakte-EMG-sensoren

Het is gemakkelijk om deze sensoren te gebruiken en je hebt geen strikt medisch toezicht en certificering nodig, zoals hun ingebrachte tegenhangers. Oppervlakte-EMG-sensoren werken ook voornamelijk voor controletoepassingen, sportmedische evaluaties, motorisch gedrag en neuromusculaire opnamen.

Functies

De EMG-sensor heeft krachtige functies die hem nuttig maken voor medische en controleprojecten. Hier zijn enkele van de kenmerken van een standaard EMG-sensor:

• Een EMG-sensor is compatibel met Grove.
• Het heeft een voedingsspanning van 3,3 V tot 5 V.
• De EMG-sensor heeft ook enkele kabeldraden van 1000 mm.
• Je krijgt ook zes wegwerpbare oppervlakte-elektroden.
• De sensor heeft een 3,5 mm-connector.
• Er is geen extra voeding nodig.
• Het ondersteunt zowel Arduino- als Raspberry Pi-platforms.

EMG-sensorcircuit met Arduino

Arduino en EMG

Hoewel Myoware een van de beste EMG-sensoren heeft, kunnen we niet ontkennen dat het vrij duur is. Gelukkig zijn er goedkopere alternatieven zoals de Grove-EMG-detector, die we voor dit circuit zullen gebruiken. Qua uiterlijk heeft het vergelijkbare functies en je kunt het eenvoudig integreren met een microcontroller.

Dit heb je nodig voor dit project.

• Arduino-bord

3D-illustratie van Arduino-bord

• Grove-basis schild
• Grove-LED-balk
• Grove-EMG-sensor (wordt geleverd met de benodigde kabels om verbindingen te maken)

Hardwareconfiguratie

Hier leest u hoe u uw Grove-EMG-detector op uw Arduino aansluit om een ​​EMG-sensorcircuit te maken:

1e stap :Verbind je Grove-base schild met je Arduini-bord.

2e stap :Sluit vervolgens uw Grove-LED-kaart aan op uw D8-poort op uw Grove-base shield.

3e stap :Pak nu je Grove-EMG-sensor op de A0-poort van je basisschild.

4e stap :Sluit tot slot uw elektroden aan op uw EMG-sensor en plaats ze op de spiergroep van uw voorkeur. Zorg ervoor dat u enige afstand tussen uw elektroden houdt.

Softwareconfiguratie

Nadat je je hardware hebt ingesteld, moet je dingen regelen in het softwaregebied.

Dus, dit is wat je moet doen:

Stap 1: Download eerst de Arduino-code voor deze code hier, kopieer en plak deze vervolgens op uw Arduino Uno.

Stap 2: Upload ten slotte de code en test uw EMG-sensorcircuit.

Hoe te testen

Na het uploaden van uw code begint deze te initialiseren. Het proces zou inderdaad maximaal vijf seconden moeten duren. Tijdens dit proces moet de LED-balk van 10 naar 0 gaan.

Wanneer de LED-balk uit is, begin dan te bewegen om uw circuit te testen. Je zou deze balk op en neer moeten zien gaan als je je hand dienovereenkomstig beweegt.

Wat is het verschil tussen een ECG, EEG, EMG en EOG?

Een ECG, EOG, EMG en EEG meten een of andere vorm van menselijke activiteit. Het ECG (elektrocardiogram) bepaalt bijvoorbeeld de hartactiviteit door elektroden op de benen, romp en armen te meten.

Aan de andere kant bewaakt EEG (elektro-encefalogram) de hersenactiviteit met elektroden op het voorhoofd. Het EMG (elektromyogram) daarentegen meet spieractiviteiten en een EOG (elektrooculogram) meet oogbewegingen.

Hoeveel kosten EMG-sensoren?

De populaire MyoWare-spiersensor kan maar liefst $ 39,95 kosten. De meer betaalbare Grove-EMG-detector die we in deze tutorial hebben gebruikt, kost echter slechts $ 3,50.

Laatste woorden

EMG-sensoren zijn essentiële apparaten op medisch gebied omdat ze artsen helpen bij het bereiken van verschillende biomedische toepassingen. Dergelijke toepassingen omvatten het diagnosticeren van zenuw- en spieraandoeningen, medische onderzoekshulpmiddelen en het controleren van protheses.

Naast medicinale toepassingen zijn EMG-sensoren ook handig bij het besturen van robots. U kunt bijvoorbeeld EMG-sensoren gebruiken als stuursignaal voor bewegende robots op basis van uw specifieke behoeften.

Robotarm

Dit zijn enkele van de dingen die u kunt bereiken met EMG. Interessant is dat dit artikel u een meer betaalbare manier laat zien om toegang te krijgen tot EMG voor uw technische projecten.

Dus heb je nog meer vragen? Neem gerust contact met ons op, we helpen je graag verder.