Control de servomotores con la tarjeta discovery mediante electromiografía

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es la implementación de un sistema de control de servomotores mediante electromiografía a través de la tarjeta STM32 Discovery, enfocado a aplicaciones como prótesis robóticas o exoesqueletos. Para llevar a cabo este objetivo, se ha realizado una serie de procesos de selección de sensores y componentes eléctricos, diseño de un circuito de acondicionamiento de señales mioeléctricas y programación de microcontroladores. Este documento presenta los conocimientos esenciales sobre anatomía y electromiografía, y las características eléctricas de los componentes analógicos y digitales empleados en la realización del proyecto. Estos conocimientos se han puesto en práctica para detectar la actividad mioeléctrica de varios grupos musculares del brazo con métodos no invasivos, diseñar e implementar un circuito analógico de acondicionamiento de señal y programar una aplicación capaz de interpretar la señal y actuar en consecuencia sobre la posición de un servomotor. Se muestran los resultados obtenidos con pruebas experimentales sobre un sujeto, y conclusiones basadas en estos resultados. Por último, de acuerdo con estas conclusiones y la revisión de la etapa experimental, se proponen posibles optimizaciones y futuras líneas de trabajo en relación con la temática de este proyecto, con vistas a la aplicación sobre prótesis y exoesqueletos reales.

[EN] The aim of this project is the implementation of a control system for a servomotor using electromyography techniques and the STM32 Discovery kit, focusing on applications in the field of prosthetics and exoskeletons. In order to fulfill this objective, a selection process for sensors and electric components has been required, as well as the design of a myoelectric signal conditioning circuit and microcontroller programming. This document presents the essential background on anatomy, electromyography and electrical characteristics of analog and digital components used in the implementation process of this project. This background has been put into practice for detecting myoelectric activity on the arm muscles with non-invasive methods, designing and implementing an analog signal conditioning circuit, and programming an application in order to interpret the signal and act on the servomotor¿s position. The results of experimental testing on a subject are shown, with conclusions based on these results. Finally, following these conclusions and after a revision of the experimental stage, improvements and future work lines are suggested, based on the application on real prosthesis and exoskeletons.