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Encoders mecánicos y búsqueda sensores

La sesión de este lunes está también bastante animada y tenemos algunas tareas que cerrar hoy y otros temas a debatir y decidir.

Diseño:

  • Proyecto Leo: Luis ha impreso el nuevo antebrazo con las modificaciones que habíamos apuntado. Faltan imprimir los dedos y ya podremos montar el nuevo modelo para probar.
  • Proyecto Rafa-Jaime: Luis trae el cierre botones impreso en varios materiales, el flexible parece que es el que mejor funciona. El tope interior de la pieza hembra del anclaje hay que hacerlo más grande para que funcione, es demasiado pequeño y en el laminador de la impresora apenas se queda en nada.

Desarrollo:

  • Sensores: Clara ha hecho una investigación sobre otros sensores y proyectos para evaluar qué otras opciones tenemos. Las conclusiones generales son:
    • Muchos proyectos parecidos al nuestro utilizan los Myoware.
    • En código abierto hay muy pocos tiempos de sensores y fabricantes, la mayoría de bajo coste.
    • En la gama de sensores privativos hay mucho para elegir pero con un rango de costes muy caros. Además todos utilizan softwares específicos con los que sería difícil integrar nuestra programación.

Estas son algunas referencias que ha investigado Clara, el próximo día podemos debatirlas y pedir más información a las que consideremos:

  1. OpenBCI: están sobredimensionados para nosotros, se usa con un software definido para ellos y una placa de control que también tamaño?

$1000 → http://shop.openbci.com/collections/frontpage/products/openbci-16-channel-r-d-kit?variant=785215991

$500→ http://shop.openbci.com/collections/openbci-products/products/openbci-32-bit-board-kit?variant=784651699

  1. BTS Bioengineering: no dicen nada del precio, parece que nos encajará bastante bien imagino que para saber más habrá que contactar no dice nada de que se pueda obtener la información del sensor sin su software

http://www.btsbioengineering.com/products/surface-emg/bts-freeemg/

  1. DELSYS: modelos Bagnori y Tringo. Software específicamente creado para el sensor

http://www.delsys.com/products/desktop-emg/surface-emg-sensors/

  1. Grove: compatible con arduino $48

https://www.seeedstudio.com/Grove-EMG-Detector-p-1737.html?gclid=CJbZ-JjU-9ECFWcq0wod1M4IGw#

  1. NexGen: no dicen nada del precio, imagino que para saber más habrá que contactar no dice nada de que se pueda obtener la información del sensor sin su software.

http://www.nexgenergo.com/ergonomics/biodataemg.html

  1. Myon: no dicen nada del precio imagino que para saber más habrá que contactar no dice nada de que se pueda obtener la información del sensor sin su software.       http://www.myon.ch/aktos
  1. $30  https://www.tindie.com/products/electroniccats/emg-sensor/

Durante la sesión también debatimos sobre la posibilidad de trabajar con otros tipos de sensores: infrarrojo, de voz, etc. En este punto vemos que estamos muy atascados y hay que decidir qué camino tomar. Una de los detalles que se apuntan es que a partir de ahora debemos de guardar todos los datos en crudo de las lecturas que hacemos para poder analizarlos a posteriormente. Así podremos ver dónde estamos fallando. También puede ayudar una grabación simultánea del movimiento del brazo. En general, ser más sistemáticos y escrupulosos en las pruebas para minimizar errores.

  • Motores: Pablo y Luis han hecho un nuevo enganche entre el motor y el potenciómetro moldeando el eje del motor hasta que engarce con el hueco del eje del potenciómetro. Un trabajo minucioso que nos permite ganar unos 4mm.

Miguel nos cuenta las conclusiones de la investigación que ha hecho sobre los motores. También nos detalla cómo funciona cada tipo de motor para que entendamos bien las conclusiones. Una clase express sobre motores resumida a continuación: Básicamente hay tres tipos de motores DC, Servos y Stepers.

  • Los motores stepers o paso a paso no nos sirven pues funcionan con movimientos de ángulos muy amplios.
  • Los servos nos dan más velocidad pero poco movimiento (par). Lo normal es que tengan un par alto y que no se quemen.
  • Los motores DC no tienen control de posición, rotan mientras tengan corriente. Por ello se les añade encoders. Esta es la vía en la que estamos trabajando actualmente.

Pololu ofrece varios tipos de encordes, ópticos, magnéticos y mecánicos. Los dos primeros dan problemas pues nos dicen la posición del motor, no la del eje. Para el tipo de movimiento y precisión que necesitamos, esta posición no nos vale. El encoder tiene que estar en el eje, tal como lo tenemos ahora puesto con el potenciómetro. (Estamos en lo correcto!!! ). El magnético tiene un problema con las ondas exteriores y tienen que estar muy aislados, no nos valen. Los ópticos tampoco son fiables. Los mecánicos son los más fiables, es lo que ahora hace el potenciómetro. Tendríamos que buscar un encoder mecánico que venga montado de fábrica para el tamaño que estamos trabajando.

Otra opción es ponerlo en el tensor pero se puede romper y no lo sabíamos. Además habría que contar con la deformación de las piezas y tensores.

Por otro lado, Miguel nos apunta que tenemos que estudiar la posibilidad de añadir un sistema integrado de control de fuerza para los dedos. Esto es un limitador de corriente en la propia placa. Están el hueco previsto y se puede añadir.

  • Código: Rosa ha empezado con la integración del código en la placa nueva, no está completo pero por ahora va bien.

3ª Sesión de Trabajo Desarrollo

Ha sido una reunión más corta de lo usual de repaso del trabajo realizado y testeo de los sensores MyoWare de Advancer Technologies.

Los avances de la sesión de trabajo han sido:

  • Revisar la respuesta de sensores Myo que nos descarta el uso del brazalete Myo.
  • Añadimos más preguntas a la encuesta a los padres.
  • Testeamos los sensores de Myoware que nos ha prestado Nacho
  • Buscamos nuevos sensores efecto hall (magnéticos), los que teníamos no valen.
  • Las tareas pendientes para el próximo día son:
    • Probar nuevos sensores magnéticos
    • Probar en una placa nueva el funcionamiento de los 3 motores con los 3 sensores magnéticos.
    • Comprar más sensores Myoware y comenzar a dominarlos.
    • Publicar las especificaciones y documentos de trabajo en el blog y Github.
  • Mandamos una tarea al grupo de Diseño e Impresión. Tener al menos una mano (aunque no sea definitiva) que albergue los tres motores para comenzar a probar la fuerza y reacción de los mismo.photo_2016-01-22_10-58-24

Explicación de la sesión de trabajo

La sesión comenzó un poco más tarde de lo habitual y acabamos un poco antes también. Mientras llegaban otros miembros del equipo estuvimos repasando la lista de requerimientos para añadir algunas preguntas a la encuesta que vamos a enviar pronto a los martes. Acordamos ir haciéndola durante este fin de semana, repasarla el martes en la reunión general y enviarla.

Después revisamos la contestación de la empresa de los sensores Myo que nos da como referencia varios foros en los que están trabajando sobre la interacción del brazalete con Arduino. También vemos que vamos a tener que descartar el uso de este sensor por no disponer de tamaño para niños menores de 12 años. Aquí tenéis la respuesta:

There are basically 2 ways to get data from Myo to an Arduino device/project:

  1. Directly connect Myo to Arduino via Bluetooth 4.0 LE connection. Here’s a great thread from our Developer Forums on this.
  2. Connect Myo to an intermediary device such as a computer or mobile device using Bluetooth 4.0 LE and then connect the intermediary device to Arduino (wireless or serial). Here’s a great post from our Developer Blog on this.

Myo can send the gesture/pose activation data when it recognizes gestures (Fist, Fingers Spread, Double Tap, Wave Left, Wave Right) and it can send the IMU and raw EMG data. The EMG data is unitless and converted into a uint_8 value which represents activation.

The Myo armband has been designed to fit an arm with a circumference between 19 cm and 34 cm (7.5-13.4 inches). The armband should fit comfortably snug, not sliding on the arm when it’s moved. Typically we say for ages 12 and up so those younger or who have smaller arms, it likely won’t fit well and thus not work correctly.

photo_2016-01-22_10-58-26Seguimos analizando la información que nos ha mandado Manuel para poder testear los sensores de Myoware que nos está prestando Nacho. Aquí todo:

AdvancerTechnologies/MuscleSensorV3

Código

  • El de la página del sensor Advancer Technologies/MuscleSensorV3.
  • Para leer la señal en del arduino y monitorizarla en el arduino.
  • El código del proyecto frances bionico para la lectura de las señales y todo el control de los servos pero a mi no me compilaba en el ordenador algo haria yo mal.
  • El código utilizado por BQ para leer la señal.

Aquí aparecen fotos de como conectar pero no estoy muy seguro si le funciona.

También nos ha mandado avances sobre el sistema alternativo de bloqueo de los dedos, pero lo investigaremos mejor en la próxima reunión general.

Con toda información y la celeridad de Pablo hacemos la primera prueba de los sensores, comprobando que una de las placas de las que disponíamos está quemada. Tras comprobar que dan una señal bastante buena con la que podemos trabajar, decidimos comprar más para completar el sistema.

Para finalizar hacemos un repaso de las tareas pendientes (indicadas al inicio) y nos despedimos hasta la próxima reunión general el martes 26 de enero.

6ª Reunión

Después del descanso de las fiestas, comenzamos el año con ganas y una nueva reunión general a la que se incorpora un nuevo compañero, Pedro. En el orden del día estaba el repaso de las tareas pendientes de cada equipo de trabajo, algunas cuestiones atrasadas, la puesta en común de los objetivos del año y por sorpresa revisamos el recién llegado pedido de materiales de diciembre.photo_2016-01-15_13-40-02

En primer lugar, Luis nos trae bastante documentación  que ha recabado sobre materiales biocompatibles que están ya subidos a en el drive. Cabe destacar una tesis sobre estos materiales para impresión 3D y las especificaciones de los ABS (ABS–M30i y MED610) de aplicación médica que tendremos que repasar y valorar su uso.

Revisando el sistema de sensores que vamos a utilizar vistas las prestaciones con el Bitalino, contabilizamos un total de 7 sensores (6 positivos y 1 negativo) para captar 3 señales y manejar 3 motores. Con todo ello habrá que diseñar un brazalete para integrarlos. Hemos estado revisando las ondas que ofrecen los diferentes dispositivos que tenemos al alcance, por un lado, está bitalino que nos ofrece la señal completa y sin limpiar por lo que habría que armonizarla y controlarla para cada par de sensores. Por otro lado, están los sensores tipo AT-04 como los que nos ha prestado Nacho y que Manuel ha estado probando. Éste pequeño sistema que incorporan limpia la señal y nos permite trabajarla mejor, el inconveniente es que antes venían los sensores separados de las plaquitas pero actualmente los venden sólo integradas en el sensor, como nos ha contado Pedro. Además, Bitalino nos ofrece señales en milivoltios y los otro en rangos de 0 a 5 voltios para conectar directamente a la placa de Arduino, su precio está entorno a los 30€. Quizás lo interesante sería utilizar Bitalino para una óptima localización de las señales, etc. y los sensores de Advance Technologies para el uso en el sistema.

Tras este debate, Manu lanza una idea que sea más inclusiva con personas con movilidad en la muñeca. Él plantea que partiendo de un modelo Enable con un modelo de prótesis motora, puedas bloquear mecánicamente algunos de los dedos cuando necesites hacer movimientos diferentes a una pinza, como se hace actualmente. Esto permitiría discretizar ciertos movimientos sin necesidad de motores o un sistema mioeléctrico grande y complejo. No sabemos cómo se podría hacer, pero parece ser una vía a explorar muy importante pues abre nuevas posibilidades. A raíz de ello, estuvimos debatiendo la posibilidad de utilizar un sistema parecido en el caso de no tener articulación en la muñeca: tendríamos un solo motor que mueve todos los dedos y según la señal que lancemos bloqueamos el movimiento de unos dedos u otros. Esto podría hacer el sistema actual de tres motores más sencillo. Toca pensar cómo se podrían bloquear el movimiento de los dedos. Alguna referencia parecida en cuanto a mecánica es www.Openbionics.org

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Para ir finalizando, hicimos un repaso generalizado de los objetivos del año para consensuarlos y tenerlos presentes. Tenemos la certeza que hasta verano el proyecto va a estar como investigación /mediación y realizado a través de este grupo de trabajo. Después, tenemos toda la seguridad de poder seguir con grupo de trabajo y con el apoyo de Medialab. Con todo ello, es deseable avanzar lo máximo posible este curso y dejar casi acabados todos los objetivos.

  • Desarrollo del primer prototipo con todo el Modelado, Electrónica y Mecánica.
  • Software o interface de entrenamiento y aprendizaje de la prótesis.
  • Hacer las dos posibilidades del diseño con y sin muñón.
  • Constituirnos como nodo de Enable para conectar el proyecto con la red. Si nos necesitan como impresores y tenemos capacidad, podemos ofrecer nuestra ayuda.

Para finalizar, hicimos un repaso y comprobamos todos los materiales que habíamos pedido antes de las fiestas. Aquí está la lista completa, si creéis que hace falta algún material, aparte de lo que se está estudiando comprar, proponedlo.

– 5 x Motores MINIATURA GRAN POTENCIA CON REDUCTORA 6V – 298:1 = 5×13.18€

– 2 x MODULO ARDUINO NANO = 2×27.52€

– 5 x PLACA POSITIVA FIBRA VIDRIO 2 CARAS 200 x 300MM = 5×16.20€

– 5 x PLACA POSITIVA FIBRA VIDRIO 1 CARA 200 x 300MM = 5×12.44€

– 2 x Sensores DE FUERZA RESISTIVO CIRCULAR – FSR = 2×6.61€

– 2 x SENSOR PIEZOELECTRICO = 2×3.14€

– 2 x SENSOR EFECTO HALL – US1881 = 2×1.16€

– 1 x BATERIA DE POLIMERO LITIO – 3,7V / 3100MA = 1×16.36€

– 1 x BATERIA DE POLIMERO LITIO – 7,4V / 1000MA = 1×12.19€

– 1 x CARGADOR BATERIAS DE POLIMERO DE LITIO – 3,7V a 14,4V = 1×19.05€

– 1 x MODULO BLUETOOTH SPARKFUN BLUESMIRF SILVER = 1×31.98€

TOTAL= 438,57€ iva incluido

Revisando las tareas que están pendientes ahora en cada grupo (aparte de revisar el documento de tareas).

  • Modelado: escalar modelo Flexihand e introducir motores.
  • Impresión 3D: Cuando esté el nuevo modelo avanzado, imprimirlo, seguir investigando materiales biocompatibles.
  • Desarrollo: placa separada para 3 motores, investigar y testear con 7 sensores, comenzar a pensar interface entrenamiento.
  • Documentación: Pensarla y comenzar a abordarla en grupo.

Tras todo ello, decidimos quedar el próximo martes 26 de enero a las 18:00 para una reunión general, el lunes 18 de enero a las 18:00 para Modelado y el 21 o 22 para desarrollo.