Sensor EGM Explicado: Cómo Funciona y Usos Prácticos

¿Alguna vez se ha preguntado cómo podría controlar un brazo robótico para aplicaciones de juego? O tal vez cómo podría medir la activación muscular? La clave de su curiosidad reside en el sensor EGM.

EGM o electromiografía es crucial para la investigación médica y el diagnóstico de trastornos neuromusculares. Además, la invención de circuitos integrados potentes y microcontroladores ha traído sensores EMG a la robótica, prótesis y otras aplicaciones de control.

Sin embargo, EMG sigue siendo costoso y fuera del alcance de muchos ingenieros y aficionados por igual. Afortunadamente, estamos aquí para mostrarle cómo construir un sensor EMG para su próximo proyecto.

¿Cuáles son los Usos de los Sensores EMG?

El propósito principal de un sensor EMG es medir las pequeñas actividades eléctricas de los músculos en reposo y contracción de los movimientos de la mano. Por ejemplo, los movimientos musculares medidos son mover el brazo, cerrar el puño, chasquear los dedos, etc.

Pero no borra el hecho de que diferentes personas usan sensores EMG para diversas aplicaciones.

Por ejemplo, algunos usan sensores EMG para propósitos clínicos y biomédicos como conectar prótesis, enfermedades neuromusculares y trastornos de control motor. En contraste, otros los usan para aplicaciones de control como robótica, detección de movimiento, etc.

Brazo Protésico

¿Cómo Funcionan los Sensores EMG?

En verdad, los sensores EMG miden lo que llamamos actividad EMG. Esta actividad se relaciona con la cantidad de contracción que producen sus músculos y el número de músculos que se contraen. El sensor EMG puede medir esta actividad en microvoltios.

Además, la cantidad de amplitud de voltaje que un sensor EMG registra depende de la fuerza de la contracción muscular. En otras palabras, cuanto más fuerte la contracción muscular, más músculos se activan, generando así una mayor amplitud de voltaje.

Curiosamente, colocar electrodos cerca de grupos musculares puede ayudarle a registrar actividades o señales EMG. Cuando los músculos se activan, disminuye la longitud del músculo y permite que la piel y los electrodos se muevan. Como resultado, los electrodos registran la actividad eléctrica o señales de las fibras musculares activas al contraerse.

Tipos de Sensores EMG

Hay dos tipos principales de sensores EMG, que incluyen los sensores EMG de superficie y sensores EMG insertados. Aunque son dos sensores diferentes, tienen procedimientos similares.

1. Sensores EMG Insertados

Hay dos tipos de sensores EMG insertados: sensores de aguja y sensores de hilo fino. Veamos más de cerca estos dos sensores.

(i) Sensores EMG de Aguja

Puede encontrar estos tipos de sensores EMG principalmente en procedimientos clínicos para evaluaciones neuromusculares.

Aquí, tenemos una punta de aguja esencial que puede usar como superficie de detección. ¿Cómo? La aguja contiene un cable aislado en su cánula, permitiéndole detectar la actividad muscular.

Sensores EMG de aguja

(ii) Sensores de Hilo Fino

Como su nombre indica, estos sensores son hilos, pero no son hilos ordinarios. En su lugar, estos sensores de hilo fino tienen un diámetro pequeño, son rígidos y no oxidantes con aislamiento de alto nivel.

Además, los sensores de hilo tienen diseños extremadamente finos que los hacen fáciles de implantar y remover de músculos esqueléticos. Lo mejor es que estos sensores no son tan dolorosos como los sensores de aguja.

2. Sensor EMG de Superficie

Mientras que el sensor EMG insertado es una técnica invasiva, el sensor EMG de superficie no necesita penetración para detectar y registrar actividad/señales EMG a través de la superficie de la piel.

Sensores EMG de Superficie

Es fácil usar estos sensores, y no necesita estricta supervisión médica y certificación como sus contrapartes insertadas. Además, los sensores EMG de superficie funcionan principalmente para aplicaciones de control, evaluaciones médicas deportivas, comportamiento motor y grabaciones neuromusculares.

Características

El sensor EMG tiene características poderosas que lo hacen útil para proyectos médicos y de control. Aquí hay algunas características de un sensor EMG estándar:

• Un sensor EMG es compatible con Grove.
• Tiene un voltaje de suministro de 3.3V a 5V.
• El sensor EMG también cuenta con cables de 1000mm.
• También obtiene seis electrodos de superficie desechables.
• El sensor cuenta con un conector de 3.5mm.
• No hay necesidad de una fuente de alimentación adicional.
• Soporta tanto plataformas Arduino como Raspberry Pi.

Circuito Sensor EMG con Arduino

Arduino y EMG

Si bien Myoware tiene uno de los mejores sensores EMG, no podemos negar que es bastante costoso. Afortunadamente, hay alternativas más baratas como el Grove-EMG Detector, que usaremos para este circuito. Tiene características similares a simple vista, y puede integrarlo fácilmente con un microcontrolador.

Aquí está lo que necesitará para este proyecto.

• Placa Arduino

Ilustración 3D de placa Arduino

• Grove-base shield
• Grove-LED bar
• Sensor Grove-EMG (viene con los cables necesarios para hacer conexiones)

Configuración de Hardware

Aquí está cómo conectar su detector Grove-EMG a su Arduino para hacer un circuito sensor EMG:

1er paso: Conecte su Grove-base shield a su placa Arduino.

2do paso: Luego, conecte su placa Grove-LED al puerto D8 en su Grove-base shield.

3er paso: Ahora, tome su sensor Grove-EMG al puerto A0 de su base shield.

4to paso: Finalmente, conecte sus electrodos a su sensor EMG y colóquelos en su grupo muscular preferido. Asegúrese de mantener algo de distancia entre sus electrodos.

Configuración de Software

Después de configurar su hardware, necesitará arreglar las cosas en el área de software.

Así que aquí está lo que necesita hacer:

Paso 1: Primero, descargue el código Arduino para este código aquí, luego cópielo y péguelo en su Arduino Uno.

Paso 2: Finalmente, cargue el código y pruebe su circuito sensor EMG.

Cómo Probar

Después de cargar su código, comienza a inicializar. De hecho, el proceso debería tomar un máximo de cinco segundos. Durante este proceso, la barra LED debería bajar de 10 a 0.

Cuando la barra LED está apagada, comience a moverse para probar su circuito. Debería ver esta barra subir y bajar cuando mueva su mano entsprechend.

¿Cuál es la Diferencia entre ECG, EEG, EMG y EOG?

Un ECG, EOG, EMG y EEG miden alguna forma de actividad humana. Por ejemplo, el ECG (electrocardiograma) determina la actividad cardíaca midiendo electrodos en las piernas, torso y brazos.

Por otro lado, el EEG (electroencefalograma) monitorea la actividad cerebral con electrodos en la frente. En contraste, el EMG (electromiograma) mide actividades musculares, y un EOG (electrooculograma) mide el movimiento ocular.

¿Cuánto Cuestan los Sensores EMG?

El popular sensor muscular MyoWare puede costar hasta $39.95. Sin embargo, el detector Grove-EMG más asequible que usamos en este tutorial cuesta solo $3.50.

Palabras Finales

Los sensores EMG son dispositivos esenciales en el campo médico ya que ayudan a los médicos a lograr diferentes aplicaciones biomédicas. Tales aplicaciones incluyen diagnosticar trastornos nerviosos y musculares, herramientas de investigación médica y controlar prótesis.

Más allá de aplicaciones medicinales, los sensores EMG también son útiles para controlar robots. Por ejemplo, puede usar sensores EMG como señal de control para mover robots basándose en sus necesidades específicas.

Brazo Robótico

Estas son algunas de las cosas que puede lograr con EMG. Curiosamente, este artículo le muestra una forma más asequible de acceder a EMG para sus proyectos de ingeniería.

Entonces, ¿tiene más preguntas para hacer? Siéntase libre de contactarnos y estaremos felices de ayudar.