Czujniki w służbie człowiekowi
Automatyzacja życia postępuje ciągle i na każdym kroku – wraz z rozwojem i upowszechnianiem się elektroniki użytkowej, uzbrojonej w różnorodne czujniki, coraz częściej otaczamy się urządzeniami z kategorii smart. Monitorują one naszą aktywność fizyczną i sen, powiadamiają nas i przypominają o wszystkich ważnych sprawach i monitorują nasze zachowanie. A co łączy wszystkie te urządzenia?
Wszystkie z nich posiadają przeróżne czujniki i ich zmyślne zastosowania do usprawniania naszej codzienności. Wszystko przez fakt, że ludzkie ciało oprócz tego, że jest podatne na pomiar różnych parametrów, zarówno optycznie, jak i elektrycznie, ponieważ samo generuje całą masę sygnałów do wykorzystania. Na przykład zwykłe poruszenie palcem – ludzki mózg wysyła impuls elektryczny w celu pobudzenia mięśni, czyli działa tak jak mikrokontroler, który podaje sygnał sterujący. Sygnał ten wystarczy zmierzyć za pomocą odpowiedniego sprzętu, i zrobić z niego użytek.
A do tego pomysłów nie brakuje, tym bardziej, że co jakiś czas pojawiają się nowe i ulepszone konstrukcje, jak nowa linia czujników MyoWare od Sparkfun. Twórcy podkreślają, że cała gama MyoWare 2.0 jest zaprojektowana i zbudowana od zera, co dało możliwość poprawy ich funcjonalności i ergonomii użytkowania. Dodatkowym atutem jest fakt że są oparte na Arduino, a to znacznie zwiększa możliwości wykorzystania ich przez szerokie grono fanów elektroniki, inżynierów i konstruktorów. Urządzenia te należą do rodziny czujników wykorzystywanych w elektromiografii, czyli skupiają się na pomiarze pobudzenia ludzkich mięśni.
Nowa linia MyoWare 2.0
Jak dowiadujemy się od Sparkfun, czyli producenta systemu czujników – nie jest to w żadnym wypadku nowa generacja sprzętu medycznego. Nie służą do celów diagnostycznych, ani do leczenia, a ich zdolność do analogowego odczytu napięcia poszczególnych grup mięśniowych ma służyć np. w kontrolowaniu gier komputerowych, sterowaniu robotami, czy nawet może być wykorzystana w używaniu ruchomych protez. Każda z nowych płytek od Sparkfun została starannie zaprojektowana z myślą o funkcjonalności i łatwości użycia. Każdy moduł posiada trzy zatrzaski (napy) służące do podłączenia elektrod lub nawet innych płytek z tej samej serii.
MyoWare 2.0 Muscle Sensor
Podstawą gamy MyoWare 2.0 jest czujnik napięcia mięśni. W celu przytwierdzenia czujnika do ciała wykorzystuje się specjalne podkładki. Podłączenie jest banalnie proste – po prostu zatrzaskuje się element docelowy do płytki. Tak samo z innymi modułami typu shield, które umożliwiają wiele opcji konfiguracji systemu, który możemy samodzielnie i szybko zbudować, aby najlepiej dostosować ekosystem MyoWare 2.0 do naszych potrzeb. Czujnik posiada ochronę przed odwrotną polaryzacją a zasilać może go napięcie o wartości 3.3V lub 5V. Posiada także potencjometr, którym możemy ustawić samodzielnie poziom jego czułości. Dodatkowo na powierzchni płytki mamy dostęp do różnych wyprowadzeń np. do bezpośredniego podłączenia z Arduino.
Przydatny może być także MyoWare 2.0 Reference Cable, który jest rozszerzeniem specjalnie oznaczonego styku referencyjnego czujnika napięcia mięśni i może dotrzeć tam, gdzie złącza sensora nie byłyby w stanie poprawnie zebrać informacji porównawczych, np. przy mniej umięśnionych częściach ciała, jak łokieć lub kolano.
MyoWare 2.0 Power Shield
Nakładka dostarcza zasilanie, aby umożliwić zdalne zastosowanie czujnika Muscle Sensor. MyoWare 2.0 Power Shield podłącza się do czujnika za pomocą zatrzasków, rozmieszczonych w każdym jej rogu – dokładnie tak jak płytka samego czujnika. Power Shield posiada pojedyncze ogniwo litowo-polimerowe (LiPo) o pojemności 40mAh, które można łatwo włączyć, lub odłączyć od obwodu za pomocą suwaka. Akumulator ładowany jest poprzez złącze USB C. Stan naładowania sygnalizują diody LED.
MyoWare 2.0 LED Shield
Aby w widowiskowy sposób określić siłę napięcia mięśni, można użyć nakładki LED Shield. Wyposażona jest w 10-cio segmentowy pasek LED. Pasek zadziała w myśl zasady: im wyższe napięcie – tym więcej podświetlonych segmentów ujrzymy na jej powierzchni. Odrobinę przypomina w działaniu moduł Power Shield, ponieważ ta nakładka również jest w stanie zasilić czujnik napięcia mięśni. Tak samo jak w przypadku nakładki zasilającej, również i tutaj znajduje się akumulator LiPo o pojemności 40mAh ładowany złączem USB C.
MyoWare 2.0 Link Shield
Ta nakładka została zaprojektowana, aby umożliwić wygodne połączenie kilku czujników (jeśli mamy zamiar mocno rozbudować system) z mikrokontrolerem Arduino lub z innymi nakładkami. Link Shield posiada złącze typu jack 3.5 mm na kabel do podłączenia z modułem Arduino Shield oraz 3 zatrzaski służące do zintegrowania go z czujnikiem napięcia mięśni. Na jego powierzchni zainstalowano również dwa przełączniki – do zasilania oraz do wyboru trybu wyjścia sygnału. Posiada także zworkę do masy oraz sygnalizacyjne diody LED.
MyoWare 2.0 Cable Shield
Płytka służy do umieszczenia elektrody pomiarowej w pewnej odległości od samego czujnika. Cable Shield może być również wykorzystana do testowania systemu bez przytwierdzania czujnika do ciała. Nakładka została wyposażona w zatrzask taki sam jak na czujniku oraz złącze jack 3.5mm dzięki któremu możliwe jest podłączenie standardowego kabla o 3 elektrodach. To pozwala na badanie napięcia mięśni w miejscach trudno dostępnych, np. tam gdzie docelowe grupy mięśniowe są zbyt małe i czujnik nie byłby w stanie poprawnie odczytać z nich wartości, np. powierzchnia dłoni.
MyoWare 2.0 Arduino Shield
Równie ważny co sam pojedynczy czujnik – moduł, do którego możemy podłączyć do 6 czujników napięcia mięśni poprzez użycia nakładek Link Shield. Do tego wykorzystuje się kabel audio ze złączem jack 3.5mm. Na pokładzie znajdują się również wyprowadzenia do mikrokontrolera Arduino Uno, a połączenie z nim to nieskończone możliwości wykorzystania. Wystarczy nałożyć nakładkę na platformę mikrokontrolera i wsunąć w zaciski. Moduł posiada również zworki do określenia poziomu napięcia zasilania czujników – do wyboru wartość 3,3 lub 5V.
Podepnij, złóż i baw się!
Z takim zestawem możliwości jest cały ogrom, a jeden z lepszych pokazów możliwości systemu MyoWare 2.0 możecie zobaczyć na oficjalnym kanale YouTube Sparkfun. Zachęcamy do oglądania!
