Un ratón controlado por EMG, en una semana

El encargo

Construir, en una semana, tecnología asistiva que permita a una persona con movilidad limitada controlar el cursor del ordenador mediante EMG de superficie. Dirigí el equipo.

Qué hice

Sacamos la especificación del circuito de las características de la señal. La EMG de superficie va de decenas de microvoltios a un par de milivoltios, con la mayor parte de su contenido entre 20 y 500 Hz, y el ADC del Arduino Leonardo lee de 0 a 5 V. De ahí salieron una ganancia objetivo de unos 1.500, una banda de paso de 20 a 500 Hz y una rectificación de onda completa para mantener la señal dentro de rango.

• La ganancia medida fue de 1.705 frente al objetivo de 1.500 (amplificador de instrumentación de 35,9× y etapa no inversora de 47,6×). La diferencia se debe a la tolerancia del 20% de las resistencias de la serie E6.
• Los filtros Sallen-Key paso alto y paso bajo de segundo orden dieron una banda de paso medida de 18,5 a 482,3 Hz. La etapa activa llegó a un suelo de −50 dB, frente a los −25 dB de la pasiva.
• Un rectificador de precisión invierte el semiciclo negativo sin perder la caída de 0,6–0,7 V del diodo.

De los cinco canales, solo dos necesitaban un rechazo fuerte de la diafonía, porque los otros tres tenían los electrodos bien separados. Pusimos filtros activos en esos dos y pasivos en el resto, lo que redujo el número de componentes, el consumo y el coste sin afectar a la calidad de la señal.

Resultado

Una interfaz operativa, del sensado al control del cursor, entregada en una semana. Calificada con un 91%.