用肌电控制无线遥控汽车的电路制作

　　一、电路原理
　　
　　电路原理见右图的方框图。缠在人手臂上的电极拾取肌电信号，经前置放大、滤波、比较整流、电平转换后驱动遥控汽车的无线遥控板，进而操纵汽车。下图是实际电原理图。

　　●前置放大器
　　
　　皮肤与电极间的阻抗，随皮肤的湿度不同在数十kΩ至数MΩ之间，在此采用高输入阻抗的仪器放大器。因肌电位由于皮肤表面状态和体质有个体差异，故用可变电阻VR1调整放大器的放大倍数。运放IC2b组成基线漂移控制电路，用以抑制人体产生的缓变交流干扰：这个变动的频率约O.1Hz—2Hz．电路的截止频率f=l/2πC4R10●滤波电路由于交流市电时人体的感应会产生50Hz交流干扰，故加入一级陷波滤波器，其陷波频率fo =1/

　　若C取值0.OlμF，则在fo为50Hz时．计算得R的值为318kΩ(60Hz为265kΩ)。实际应用时Ra和Re用可变电阻，Rb用固定电阻。

　　●比较电路（信号变换）

由滤波器输出的肌电信号先被整流为直流信号，再经比较器变换为2值信号。LED31和LED32用于操作信号的监视。

　　C32作信号延迟，以对应肌电瞬断的影响，保证输出的连续。

　　●遥控板开关操作与比较电压的关系
　　
　　如果用VR31设定测试点T4的电压为@（见下图上波形），OUT1呈输出(ON)状态，在@电压以上时LED31亮。

　　然后，如用VR32把电压设定为比@高的（b),当输入电压比(b)高时．OUrl2呈输出状态．LED31及LED32均亮。

　　这个比较器的输出OUT1对应遥控板的前进和后退键，而OUT2对应右转和左转键。

　　●电平变换电路
　　
　　车用遥控电路的电源电压为3V，而本电路的工作电压为Sv，因此插入由门电路和晶体三极管组成的电平变换电路，以实现前后电路的匹配。当然也可采用前后级隔离的电路，如左图所示的继电器隔离电路。

　　●电源电路
　　
　　由于采用电池供电，稳压电路如用普通三端稳压器，则因压差太大不适用。这里用分立元件组成稳压电路，电阻R42为电源接通时的启动电阻。

　　遥控板用的3V电压，则利用二极管的正向压降叠加来实现，如下图中的D51~LED51等。

　　二、组装
　　
　　前置放大器因输入阻抗高、放大倍数高，容易产生振荡和受干扰，这部分元件单独装在独立的金属盒中，金属外壳在输入端就近接地。为减小CMRR，应用数字表测量使R4=R5、R6=R7及R8=R9．并保持电极输入端两侧元件对称分布。

　　全电路安装在金属屏蔽盒中。　　
　　
　　三、电路调整
　　
　　调整前将本机与示波器、低频信号发生器的“地”连通，并与大地相连接。

　　●电源电路
　　
　　先断开电源输出端眺线，接通9V电池后调VR41使Tl点电压为5v，若无5v输出可减小启动电阻R42至1.2kΩ再试。

　　给电平变换电路加上5v电压．T2点电压为2.8V—3.1V．电源指示灯LED51亮。

　　●滤波电路
　　
　　先用数字表将VR21调为318kΩ(60Hz为265kΩ)，VR22为159kΩ(60Hz为133kΩ)。

　　拆去T3测试点旁的跳线．接上图示的电阻Rt，将示波器或交流电压表接至T3点：在PHI输入端输入O.1V~0.3V的50Hz(60Hz)市电，反复调整VR22和VR21使波幅最小或电压最低。若无振荡器可按下图获取低频信号。

　　当R26=47kΩ时，非限幅最大输出为0.92VRMS，如果输出波形的上下峰都不够，则可将IC3的偏置电压改变，即把R26改为39kΩ，此时最大输出可达1.05VRMS。

　　调整结束后恢复眺线．拆除Rt。

　　●比较电压的模拟调整
　　
　　在PH1输入lOOHz/0.2V的信号，调VR31使LED31亮。

　　将输入信号电压调至0.3V以上，调VR32使LED32亮。

　　在CH2通道作相同的调整。

　　●接口电路
　　
　　检查当PH1输入端加上信号后，发光LED-侧的三极管集电极电压为ov．而不发光一侧的三极管集电极电压为3V。

　　四、电极制作
　　
　　绑在人体手臂的电极用于检出肌电信号。电极分为涂布导电膏的湿式和不涂导电膏的干式；这次介绍干式电极。

　　电极用lOmmx15mm的薄铜片制成，焊上螺杆后固定在厚3mm～5mm的橡胶带上，两钢片间距5mm—15mm;间距宽，则肌电位高，但容易检测到非目标位置的肌电，且频率低。电极的构造见下图，一种是双电极，另一种是三电极。

　　电极线采用屏蔽导线，屏蔽层与前置放大器的负极相连。对于三电极，中心的地电极与屏蔽层相连。

　　五、接入电极后的调整
　　
　　差动放大器两端输入的信号相位需要相差180°，可用晶体管电路使用的推动变压器按下图电路得到。电极和肌肉的连接如下图所示，用橡胶带固定紧密，在电极和皮肤间可涂点水或酒精。

　　●比较器电压调整
　　
　　前置放大器和比较器相接并连通电源．在手臂肌肉放松的情况下两个LED都不发光。

　　首先调整CH1通道：使手掌微微上翘，调整VR31使LED31发光。随后使劲上翘手掌，调整VR32使LED32发光。如果稍微用力的话两个LED都发光，说明要减小前置放大器的放大倍数；相反，用力都不能使两个LED发光，则说明要增大前置放大器的放大倍数。对CH2通道作相同调整。

　　六、与车遥控板的连接
　　
　　最后按前图电路将Trl—Tr4的集电极以及3V电源端、地端用导线与遥控板的四个方向键及电源端、地端连接起来。现在，可以试试用手掌的动作来操纵汽车的动作了。