En esta entrada te mostraremos como alimentar y probar tu sensor EMG por medio del serial plottler desde un Arduino UNO.
Introducción
Se muestra la puesta en marcha del sensor de señal muscular analógico EMG a través de un programa básico en Arduino IDE mostrando dos formas de alimentar dicho sensor y la segura conexión del mismo con cualquier microcontrolador 🙂
Materiales
- Arduino UNO x1
- Sensor EMG analógico x1
- Alambre para protoboard 1m
- Baterías de 9v x2
- Cables dupont Macho- Macho
- Cables dupont Macho – Hembra
- Protoboard x1
- Fuente de alimentación x1
- Capacitor electrolítico 1uF 16v x1
- Trimpot 5k x1
- Resistencias 10kΩ ¼ W x6
- Resistencia 15kΩ ¼ W x2
- Resistencias 8.2kΩ ¼ W x1
- LM741 x3
- 1N4001 x2
- BJT NPN 2N3904 x1
- BJT PNP 2N3906 x1
Diagramas de conexiones
⚠️ ¡ATENCIÓN! ⚠️
Este producto NO es un dispositivo médico y no fue hecho con el propósito de ser usado para tal fin, ni para diagnósticos y tratamientos.
Para el desarrollo de esta práctica se proponen dos circuitos donde te percataras que la unica diferencia entre ambos es la manera en la que se alimenta al sensor EMG
El sensor de señal muscular EMG necesita de una alimentación dual simétrica, es decir, contar con tensiones positivas y negativas respecto a un punto común (GND —> Cables de color verde)
Para este primer circuito se propone el uso de dos baterías cuadradas de 9v conectadas en serie, donde la conexión central entre ellas será nuestro punto común, es decir, nuestro punto GND
La salida del sensor se conecta a un acoplador hecho con dos amplificadores operacionales LM741 en modo de amplificador inversor donde paradójicamente se realiza la atenuación de la señal para proteger a tu microcontrolador y que la señal jamás sobrepase los 5v.
⚠️ Antes de conectar a tu Arduino comprueba con un multímetro la salida del circuito completo ⚠️
Para aprender a realizar y/o diseñar el acoplador con OPAMPS te sugerimos le des un vistazo al la siguiente entrada del BLOG 🤓
Pon mucha atención en la forma en que está conectado el acoplador, sobre todo en el orden y valor de las resistencias de los OPAMPS debido a que si las conectas en un orden diferente podrías amplificar en lugar de atenuar, dañando así tu microcontrolador 👀
Por otro lado, proponemos este segundo circuito como alternativa al uso de las baterías donde a partir de una fuente de alimentación simple (VDD), generamos una fuente de alimentación dual simétrica cuya tensión del riel positivo y del riel negativo será la mitad de la tensión simple con la que esté siendo alimentada (VDD / 2)
⚠️ Para usar este circuito se deben tener en cuenta las siguientes precauciones:
- Es ideal utilizar una fuente de alimentación directa que cuente con el control para limitar la corriente, la cual se sugiere que se fije en 80 mA esto debido a que si existe algún error, fácilmente se entra en cortocircuito
- Si desea aumentar las capacidades de corriente que entrega el circuito de alimentación dual simétrica, deberá cambiar los transistores por aquellos que soporten la corriente que requiere.
- Los transistores deben ser complementarios, por ejemplo, 2N3904 y 2N3906; BC547 y BC548; TIP122 y TIP127, etc
- El potenciómetro sirve para ajustar la salida y que esta sea exactamente la mitad de la fuente de alimentación
Este circuito fue probado y aquí es sugerido.⚠️ La correcta conexión es responsabilidad de quien lo implementa ⚠️
Colocación de los electrodos
Para obtener buenas lecturas se recomienda que los pegoles de los electrodos sean adheridos sobre piel seca y limpia.
El colocar el pegol sobre lunares, cicatrices, costras o en áreas con exceso de bello, interfieren con las mediciones
Con el uso el gel de los pegoles se seca y provoca la obtención de malas lecturas por lo que se recomienda el cambio periódico de dichos elementos
La ubicación de los electrodos es como se muestra, donde el electrodo rojo está directamente ubicado sobre el músculo de interés, el electrodo verde justo al lado para realizar una diferencia, por último el electrodo amarillo debe ser ubicado sobre un hueso cercano al músculo a medir, ya que este actúa como referencia.
Para echar a andar el sensor se sugiere el siguiente procedimiento
- Conecte los electrodos a los pegoles
- Retire la mica protectora de los pegoles
- Adhiera sobre los puntos del cuerpo previamente identificados
- Conecte la fuente de alimentación
Código
El siguiente programa es un ejemplo básico de la lectura de un pin digital del arduino UNO y su despliegue en el monitor serial, por lo que estaremos mostrando los datos crudos desde el sensor sin ningún procesamiento u operación.
#define sensor A0
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
float lectura = analogRead(sensor);
Serial.println(lectura);
delay(50);
}
Al dar clic en cualquiera de los siguientes iconos ubicados en la parte superior derecha de Arduino IDE podemos obtener la ventana del graficador serial o los valores numéricos del ADC del canal A0 para observar las señales musculares al hacer fuerza.
Video demostrativo
Conclusión
En primer lugar, el sensor de señales musculares EMG analógico necesita una alimentación dual simétrica. Esta se puede obtener, por ejemplo, a través de un arreglo de baterías en serie o mediante un circuito electrónico. Como resultado, es posible observar las señales eléctricas producidas de manera natural por el estrés electroquímico de los músculos del cuerpo humano.
Además, dichas señales se pueden leer con ayuda del ADC de un microcontrolador. Por lo tanto, es posible presentarlas en una gráfica, como se hizo utilizando el IDE de Arduino en la presente lección. Sin embargo, por motivos de seguridad, es recomendable pasar dicha señal por un acoplador. De este modo, se puede trabajar sin el riesgo de dañar el pin analógico del microcontrolador. 😀
