Haberler

EMG sensörü nedir, Myoware ve Arduino ile nasıl kullanılır?

By seedstudio December 29, 2019 9 min read

Arduino ile EMG sensörü söz konusu olduğunda, muhtemelen sadece Myoware’ı duymuşsunuzdur. Ancak, Seeed’de EMG uygulamalarınız için daha uygun fiyatlı bir alternatif sunuyoruz!

EMG kas sensörümüzü tanıtmadan önce, önce EMG sensörünün ne olduğunu ve nasıl çalıştığını daha iyi anlamalıyız!

Bu kılavuz aşağıdakileri kapsayacaktır:

  • EMG sensörü nedir
  • EMG sensörü nasıl çalışır
  • Myoware kas sensörüne daha uygun fiyatlı bir alternatif olan Grove – EMG Dedektörü’ne giriş
  • EMG sensörü Arduino Kılavuzu ve Kodu
  • Diğer biyomedikal sensör önerileri

EMG Sensörü Nedir?

ref

EMG Sensörü, elektromiyografi sensörü olarak da bilinir ve kaslarınızı hareket ettirdiğinizde üretilen küçük elektrik sinyallerini ölçen bir sensördür!

  • Bu, kolunuzu yukarı kaldırmayı, yumruğunuzu sıkmayı veya parmağınızı hareket ettirmek gibi en basit hareketleri içerir!

Teknik detaylar

Teknik tarafını daha iyi anlamak isterseniz, işte kaslarınızın nasıl hareket ettiğine ve bunun ECG ile ilişkisine dair bilgiler:

  • Tüm süreç beyninizde başlar
  • Motor kortekste (beynin bir kısmı) sinirsel aktivite omuriliğe sinyal gönderir
  • Sinyal, motor nöronlar aracılığıyla kas kısmına iletilir
  • Motor nöronlar kası doğrudan innerve eder, bu da kas içinde kalsiyum iyonlarının salınmasına neden olur ve nihayetinde mekanik bir değişim yaratır
  • Bu mekanik değişim, EMG tarafından ölçüm için tespit edilen depolarizasyonu (elektromekanik gradyan değişimi) içerir

EMG sensörlerinin türleri nelerdir?

EMG’nin tanımını daha iyi anladıktan sonra, şimdi iki tür EMG sensörüne bakalım!

sEMG sensörleri (yüzey elektrotları)

Deride yerleştirilen SEMG sensörleri
  • “S” yüzeyi ifade eder, bu tür EMG sensörü, yüzey EMG elektrotlarını cildinize yerleştirerek ölçüm yapar
  • İnvaziv olmayan teknoloji kullanır, bu nedenle bu EMG sensör türü acı vermez
  • Kliniklerde ve spor sağlığında yaygın olarak uygulanır
  • Sınırlamalar: EMG ölçümünün basit ve kolay bir yolu olmasına rağmen, yüzeysel kaslarla sınırlıdır ve hastaların ağırlığı gibi diğer değişkenlere bağlıdır.

Intramüsküler EMG

ref
  • Intramüsküler EMG, monopolar bir iğne elektrotunun cildinize yerleştirilmesiyle kas dokusu içinde ölçüm alır
  • EMG algılamanın yaygın bir yolu
  • İğne elektrotları yerleştirildiğinde rahatsızlık verebilir, ancak tamamen güvenli bir seçenektir ve sonrasında kas ağrısına neden olabilir
  • Sınırlamalar: İğne şaftı açık olduğundan, daha derin kas kaydında olası kontaminasyon

EMG sensörü nasıl çalışır?

Her iki EMG türü, sensör yerleştirmesi açısından farklılık gösterir, ancak prosedürleri belirli benzerlikler taşır. İşte her EMG sensörünün nasıl çalıştığını gösteren bir illüstrasyon!

1. EMG Sensör Yerleştirme
2. EMG Sensör Çıkış Ekranı

Yüzey EMG sensörünün çalışma şekli:

  • İşlem, EMG sensörünün yerleştirilmesiyle başlar; daha iyi algılama kalitesi için her iki tendonun innerve bölgesine yerleştirilir (Resim 1)
  • Elektrotlar, kas hareketi/kasılmasından kaynaklanan elektriksel aktiviteyi algılamaya başlar
  • Algılanan elektriksel aktivite, bir monitörde dalga formu şeklinde görüntülenir (aynı zamanda osiloskop olarak da bilinir)

Intramüsküler EMG’nin çalışma şekli:

  • İşlem, kasın içine steril bir iğne (monopolar iğne elektrodu) yerleştirilmesiyle başlar
  • Elektrotlar, kas hareketi/kasılmasından kaynaklanan elektriksel aktiviteyi algılamaya başlar
    • Görünüm ve sesin değerlendirilmesi için bir ses amplifikatörü eklenebilir
  • Çalışan kasınızdan gelen elektriksel aktivite ölçülür ve monitörde görüntülenir

Not: Her iki EMG algılama sensör prosedürü normal veya anormal sonuçlarla sonuçlanmalıdır:

  • Normal sonuçlar:
    • Kas dokusu dinlenirken elektriksel olarak inaktif olmalı ve dalga formları olmamalıdır
    • Kas tamamen kasıldığında verilerde değişen hızlar ve amplitütler gözlemlenmelidir
  • Anormal sonuçlar:
    • Alınan verilerde olağandışı durumlar
    • Kas, sinir vb. bozukluklardan kaynaklanabilir

Genel olarak, kas kasılması ne kadar güçlü olursa = aktive olan kas sayısı o kadar fazladır. Dolayısıyla, kaydedilen voltaj amplitüdü daha yüksek olur.

EMG Sensörü Ne İçin Kullanılır?

EMG sensörleri, çoğunlukla aşağıdaki biyomedikal uygulamalar için kullanılır:

  • Doktorların hastaların kas ve sinir bozukluklarını erken teşhis etmelerine yardımcı olmak için
  • Kinesiyoloji için araştırma aracı
  • Protez cihazları için kontrol sinyali; eller, kollar ve alt uzuvlar

Myoware Kas Sensörü Alternatifi: Grove – EMG Dedektörü

  • Grove – EMG Dedektörü
  • Birlikte gelen Yüzey Elektrotları

Şimdi beklediğiniz an geldi, bu Grove – EMG Dedektörü, EMG algılama ihtiyaçlarınız için Myoware kas sensörüne daha uygun fiyatlı bir alternatiftir!

Myoware kas sensörüne benzer şekilde, Grove – EMG Dedektörümüz ek bir güç kaynağına ihtiyaç duymaz ve kolay mikrodenetleyici entegrasyonu için 3.3V – 5V destekler!

Neden bu EMG Sensörünü satın almalısınız

Kendi EMG sensörümüz, küçük kas sinyallerini toplama ve bunları 2. amplifikatör ve filtre ile işleme yeteneğine sahiptir; çıkış sinyali Arduino tarafından kolayca tanınabilir!

Seeed’in kendi Grove sistemi

Grove sistemi, Seeed’in kendi girişimidir ve Grove – EMG Sensörünü diğer sensörler, kalkanlar, modüller ile tak-çalıştır yöntemiyle eşleştirmenizi sağlar!

  • Myoware Kas Sensörünü Arduino ile kullanmak istiyorsanız hala lehimlemeniz gerekiyor

Ancak bu, karmaşık ve dağınık jumper kabloları, lehimleme veya elektronik devreleri hata ayıklamaktan kurtulacağınız anlamına geliyor!

  • Tipik Myoware Arduino Devresi
  • Grove ile

Yukarıdaki nedenlerin yanı sıra, Grove – EMG Dedektörü’nün aşağıdaki özellikleri de bulunmaktadır:

  • 3.5mm Konnektör
  • 6 Adet Tek Kullanımlık Yüzey Elektrodu dahil
  • 1000mm Kablo Bağlantıları

EMG Sensör Şeması:

Grove – EMG dedektörüne daha yakından bakmak için, referansınız için devre şemasını burada bulabilirsiniz!

EMG Sensör Arduino Eğitimi

Bağlantı için bir EMG sensör Arduino koduna mı ihtiyacınız var? Bu EMG sensör Arduino eğitimi ile sizi kapsıyoruz!

Bu eğitim, Grove – EMG Sensörümüzü bir Seeeduino’ya nasıl bağlayacağınızı gösterecek!

  • Seeduino, Seeed’in kendi Arduino’sudur ve orijinal versiyona göre avantajlar sunar

Ne gerekiyor?

Not: Bu eğitim, Seeeduino Lotus V1.1’in grove portlarına sahip olması nedeniyle Base Shield olmadan da çalışabilir.

EMG sensör raspberry pi ile de mümkündür çünkü diğer mikrodenetleyici platformlarını destekler. Ancak, kullanıcıların kendi yazılım kütüphanelerini yazmaları gerekecektir çünkü tüm desteklenen platformlar için demo kodu sağlamak mümkün değildir.

Donanım Yapılandırması:

  • Adım 1: Grove-Base Shield’i Seeeduino’ya takın
  • Adım 2: Grove – LED Bar’ı D8 portuna takın
  • Adım 3: Grove – EMG Sensörü A0 portuna bağlayın
  • Adım 4: Elektrotları Grove – EMG Sensörüne takın ve kasınıza yerleştirin. Her biri arasında mesafe bırakmayı unutmayın.

İşlem tamamlandığında şöyle görünmelidir:

Yazılım yapılandırmaları:

  • Adım 1: Aşağıdaki EMG sensör Arduino kodunu kopyalayın ve yapıştırın, ardından yükleyin
    • Kodu GitHub’dan buradan da indirebilirsiniz
// Grove - EMG Sensör demo kodu
// Bu demo, hareketi göstermek için bir Grove - Led Bar gerektirir
// Grove - EMG Sensör A0'a bağlanır
// Grove - LED Bar D8, D9'a bağlanır
// not: statik analog değeri tespit etmek yaklaşık birkaç saniye sürecektir
// kasınızı statik tutmalısınız. LED barın seviye 10'dan 
// seviye 0'a düştüğünü göreceksiniz, bu statik analog değerinin alındığı anlamına gelir

#include <LED_Bar.h>

LED_Bar bar(9, 8);

int max_analog_dta      = 300;              // maksimum analog veri
int min_analog_dta      = 100;              // minimum analog veri
int static_analog_dta   = 0;                // statik analog veri


// analog değeri al
int getAnalog(int pin)
{
    long sum = 0;
    
    for(int i=0; i<32; i++)
    {
        sum += analogRead(pin);
    }
    
    int dta = sum>>5;
    
    max_analog_dta = dta>max_analog_dta ? dta : max_analog_dta;         // maksimum veri
    min_analog_dta = min_analog_dta>dta ? dta : min_analog_dta;         // minimum veri
    
    return sum>>5;
}

void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    
    long sum = 0;

    for(int i=0; i<=10; i++)
    {
        for(int j=0; j<100; j++)
        {
            sum += getAnalog(A0);
            delay(1);
        }
        
        bar.setLevel(10-i);
    }
    
    sum /= 1100;
    
    static_analog_dta = sum;

    Serial.print("static_analog_dta = ");
    Serial.println(static_analog_dta);
}

int level       = 5;
int level_buf   = 5;

void loop()
{

    int val = getAnalog(A0);                    // Analog değeri al
    
    int level2;
    
    if(val>static_analog_dta)                   // statik_analog_dta'dan büyükse
    {
        level2 = 5 + map(val, static_analog_dta, max_analog_dta, 0, 5);
    }
    else 
    {
        level2 = 5 - map(val, min_analog_dta, static_analog_dta, 0, 5);
    }
    
    // LED barın değişimini yumuşatmak için
    if(level2 > level)
    {
        level++;
    }
    else if(level2 < level)
    {
        level--;
    }

    if(level != level_buf)
    {
        level_buf = level;
        bar.setLevel(level);
    }
    
    delay(10);
}
  • Adım 2: Kodu Seeeduino’ya yükleyin

Test aşaması; Hareket etmeye başlamadan önce!

  • Demo kodunu yükledikten sonra, başlatmak için yaklaşık 5 saniye sürecektir ve başlatma sırasında statik kalmalısınız
  • Daha sonra LED Bar’ın seviye 10’dan seviye 0’a düştüğünü göreceksiniz
  • LED Bar tamamen kapandığında, hareket etmeye başlayabilirsiniz!

Kaynaklar ve İleriye Gitme

Grove – EMG Sensör ile ilgili Dosyalar

Biomedikal Sensörler Hakkında Daha Fazla:

Özet

Bugün EMG Sensörleri hakkında anlatacaklarım bu kadar. Umarım bugünkü blog ile bunun ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve bir Arduino ile nasıl yapılacağını daha iyi anlamışsınızdır!

Arduino ile kolay EMG sensör eşleştirmesi için, Grove – EMG Dedektörü‘nü dikkate almayı unutmayın. Bugün EMG ile ilgili projenizi oluşturmaya başlayın!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *