재미있는 EMG 기반 팔씨름 게임 을 만들어 보세요. 두 플레이어가 자신의 근육 신호만 사용해 경쟁합니다. Muscle BioAmp Patchy와 Arduino UNO R4 Minima​, 서보 모터​, 그리고 간단한 웹 대시보드를 사용하여 시스템은 각 플레이어의 EMG 신호를 실시간으로 측정하고, 더 강한 근육 활동을 보이는 플레이어에 따라 서보 클로를 움직입니다. EMG 신호를 활용해 실제 인간-컴퓨터 인터페이스(HCI) 애플리케이션을 만드는 방법을 보여 주는 재미있고 상호작용적인 프로젝트입니다.

이 Instructable의 전체 동영상은 YouTube에서 시청하세요.

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STEP 1. 준비물

1 × Arduino UNO R4 Minima

1 × Arduino UNO R4 Shield

(키트에 실드는 포함되어 있지 않음)

2 × Muscle BioAmp Patchy

알코올 솜

REF 케이블이 포함된 3핀 수-암 점퍼 케이블 2개

암-암 점퍼 케이블 6개

Boxy Gel 전극 6개

서보 모터 1개

3D 프린팅 클로 1개

노트북 1대

Arduino IDE

USB Type-C 케이블

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STEP 2. 게임 작동 방식

이 프로젝트는 두 개의 EMG 채널 을 사용하여 서로 다른 두 플레이어의 근육 활동을 측정합니다.

기본적인 원리는 다음과 같습니다.

1. 각 플레이어는 팔뚝에 Muscle BioAmp Patchy 하나를 부착합니다.
2. 플레이어가 근육에 힘을 주면 센서가 EMG 신호를 감지합니다.
3. Arduino는 두 신호를 실시간으로 읽습니다.
4. 더 강한 신호가 서보 클로를 제어합니다.
5. 플레이어 1의 목표는 클로를 닫는 것입니다.
6. 플레이어 2의 목표는 클로를 여는 것입니다.

경기가 시작되기 전에 시스템은 보정 단계를 수행하여 두 플레이어의 안정 시 EMG 수준을 측정합니다.

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STEP 3. 피부 준비하기

좋은 신호 품질은 올바른 피부 준비에서 시작됩니다.

알코올 솜으로 두 플레이어의 팔뚝과 팔꿈치 부위를 닦습니다.

이렇게 하면 노이즈를 줄이고 신호 품질을 향상할 수 있습니다.

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STEP 4. 전극 부착하기

각 플레이어의 전극을 조심스럽게 부착합니다.

1. 다음의 Muscle BioAmp Patchy 를 서로 인접한 Boxy Gel 전극 2개에 부착합니다.
2. 플라스틱 시트에서 전극을 떼어낸 다음 전극 하나를 팔꿈치 근처의 뼈가 있는 부위에 붙입니다.
3. BioAmp Patchy를 팔뚝의 척골 신경 부위에 놓습니다.
4. Muscle BioAmp Patchy 와이어를 센서에 연결합니다.
5. 기준 전극에 기준 와이어 를 연결합니다.

두 번째 플레이어에게도 같은 과정을 반복합니다.

공정한 게임을 위해 두 플레이어 모두 센서를 같은 위치에 부착했는지 확인합니다.

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STEP 5. 하드웨어 연결하기

이제 모든 것을 서로 연결합니다.

1. 다음 항목을 쌓습니다: Arduino UNO R4 Shield 위에 Arduino UNO R4 Minima을(를) 놓습니다.
2. 암-암 점퍼 케이블을 각 BioAmp Patchy 케이블의 수 커넥터에 연결합니다.
3. Shield의 노출된 전원 핀과 아날로그 핀을 센서에 연결합니다.

다음 신호 연결을 사용합니다:

1. 플레이어 1 센서 → A0
2. 플레이어 2 센서 → A1

게임은 다음과 같이 진행됩니다:

1. 플레이어 1은 집게를 닫으려고 합니다 .
2. 플레이어 2는 집게를 열려고 합니다 .

다음으로 서보 모터를 연결합니다:

1. 서보 전원 → 전원 핀
2. 서보 접지 → 접지
3. 서보 신호 → D2

Arduino shield가 없다면 브레드보드를 사용해 VCC 및 GND 핀을 연결하고, 수-수 점퍼 와이어로 동일하게 연결할 수도 있습니다.

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STEP 6. 펌웨어 업로드

이제 Arduino 코드를 불러올 차례입니다.

1. 다음 장치를 연결합니다: Arduino UNO R4 Minima USB Type-C 케이블을 사용해 노트북에 연결합니다.
2. 다음 항목을 엽니다: Muscle BioAmp Arduino Firmware GitHub 저장소입니다.
3. 이름이 다음과 같은 폴더를 엽니다: 14_2CH_EMG_ArmWrestling.
4. .ino 파일의 코드를 복사합니다.
5. 다음 항목을 엽니다: Arduino IDE 및 새 스케치를 만듭니다.
6. 코드를 스케치에 붙여넣습니다.
7. 다음을 엽니다: Boards Manager 를 열고 Arduino UNO R4 boards 패키지가 필요한 경우 설치합니다.
8. 다음으로 이동합니다: Tools → Board 를 선택하고 Arduino UNO R4 Minima를 선택합니다.
9. 다음을 클릭합니다: Upload.

업로드가 완료되면 하드웨어를 게임에 사용할 준비가 됩니다.

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STEP 7. 대시보드 열기

같은 14_2CH_EMG_ArmWrestling 폴더 안에서 dashboard.html도 찾을 수 있습니다.

이 파일은 프로젝트의 웹 인터페이스입니다.

브라우저에서 HTML 파일을 열고 직렬 통신을 통해 Arduino UNO R4 Minima에 연결합니다.

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STEP 8. 대시보드 확인

대시보드가 열리면 두 개의 카드가 표시됩니다:

1. 플레이어 1
2. 플레이어 2

각 카드에는 해당 센서의 실시간 EMG 신호가 표시됩니다.

화면 중앙에는 어느 플레이어가 우세한지 보여 주는 세로 슬라이딩 바가 있습니다:

1. 만약 플레이어 1 이 더 강하면 바가 아래쪽으로 이동합니다.
2. 만약 플레이어 2 가 더 강하면 바가 위쪽으로 이동합니다.

바가 한쪽으로 더 가까이 이동할수록 해당 플레이어가 승리에 가까워집니다.

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STEP 9. 보정 단계

실제 경기가 시작되기 전에 시스템을 보정해야 합니다.

보정 중에는 다음을 수행합니다:

1. 두 플레이어 모두 팔의 긴장을 풀고 있어야 합니다.
2. LED 어레이가 하나씩 켜집니다.
3. 그 후 전체 LED 어레이가 세 번깜박입니다.
4. 보정이 완료되면 게임이 시작됩니다.

대시보드에는 보정 진행률도 표시됩니다.

보정이 100%에 도달하면 시스템은 두 센서의 안정 시 EMG 레벨을 기준값으로 저장합니다.

이 기준값은 게임 중 근육 활동을 비교하는 데 사용됩니다.

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STEP 10. LED 표시기 확인

Arduino 실드의 LED는 시스템의 현재 상태를 보여 줍니다.

1. 보정 중에는 LED가 세 번씩 반복해서 깜박입니다.
2. 보정이 끝나면 LED가 계속 켜진 상태로 유지되어 게임을 시작할 준비가 되었음을 보여 줍니다.

보정을 건너뛰었거나 다시 시작하려면 대시보드에서 Rematch 버튼을 클릭합니다.

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STEP 11. 경기 시작

이제 재미있는 부분입니다.

두 명의 플레이어가 서로 경쟁합니다:

1. 플레이어 1 은 더 세게 수축하여 집게를 닫으려고 합니다.
2. 플레이어 2 는 더 세게 수축하여 집게를 열려고 합니다.

EMG 신호가 변하면 서보 집게가 실시간으로 움직입니다.

신호 차이가 클수록 집게는 해당 방향으로 더 많이 움직입니다.

덕분에 게임이 빠르게 반응하고 상호작용하는 느낌을 줍니다.

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STEP 12. 승자 확인

경기가 끝나면 대시보드에 승자가 표시됩니다.

결과는 LED로도 표시됩니다:

1. 플레이어 1이 승리하면, LED 1개가 켜집니다.
2. 플레이어 2가 승리하면, LED 2개가 켜집니다.

그런 다음 재대결 옵션을 사용해 새 경기를 시작하거나 다른 플레이어에게 도전할 수 있습니다.

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STEP 13. 결론

이 EMG 기반 팔씨름 게임은 근육 감지, 실시간 제어, 인간-기계 상호작용을 재미있게 탐구할 수 있는 방법입니다.

두 개의 EMG 채널, 서보 집게, 간단한 대시보드만으로도 근육 활동을 친구들과 경쟁하는 게임으로 바꿀 수 있습니다.

다음에 대해 더 알아보려면 Muscle BioAmp Patchy 설명에 링크된 문서를 참조하세요. 하드웨어와 기타 도구에 대한 링크도 해당 문서에 제공되어 있습니다.

이 프로젝트가 마음에 들었다면 친구들과 공유하고, 댓글을 남기고, 직접 버전을 만들어 보세요.

즐거운 메이킹 되세요!

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원문: https://www.instructables.com/Forearam-Wrestling/