Sistema para aquisição sem fio dos sinais de eletromiografia de superfície baseado no protocolo IEEE 802.15.4

Abstract

Apresenta-se no presente trabalho o protótipo de um sistema sem fio para captura dos sinais de eletromiografia de superfície (EMG-S). Verificou-se que o desenvolvimento de um sistema de aquisição de baixo custo dos sinais de EMG-S que seja confiável, confortável e que ofereça maior mobilidade se mostra uma proposta relevante no cenário da engenharia biomédica atual. Foram utilizadas tecnologias de hardware e software livres, bem como componentes de fácil acesso com intuito de garantir a reprodutibilidade e difusão do equipamento. Por generalizar as funções, independente da aplicação, a linguagem Arduino foi substituída pela C, permitindo a elaboração de um código onde foi garantido que as variáveis do projeto seriam configuradas de acordo com os requisitos estabelecidos. A transmissão sem fio foi estabelecida através de módulos Xbee serie 1, onde o BER para a distância de 3 metros foi nula. Quando configurados para 115.2 Kbps, os módulos atingem uma taxa efetiva de transmissão de 111111bits/segundo, o que resultou na configuração do microcontrolador e do Matlab com esta taxa para minimizar o erro entre os dispositivos. Com o Matlab foi obtido uma taxa de aproximadamente 1200 amostras/segundo em cada canal. Para os sinais capturados, verificou-se a velocidade de condução foi igual a 5m/s nos dois voluntários, e o espectro de frequências ficou compreendido dentro dos valores estabelecidos nas referências. Os testes foram realizados em um homem e uma mulher com composição corporal distinta, onde os resultados indicam que o protótipo realiza as funções desejadas. A proposta de baixo custo foi atingida, sendo o projeto realizado com R$ 305.45. __________________________________________________________________________ ABSTRACT

It is presented in this paper a prototype of a wireless system for capturing the signals of surface electromyography (SEMG). It was observed that the development of a low cost system for the acquisition of SEMG signals that is reliable, comfortable and that offers greater mobility shown a relevant proposal in the current scenario of biomedical engineering. Were used technologies that are open hardware and open software, as well as components that are easy to found, to ensure reproducibility and broadcasting equipment. Due it generalized the functions, independent of the application, the Arduino language was replaced by C, allowing the development of a code where it was ensured that the project variables would be set according to the requirements. Wireless transmission was established through series 1 XBee modules, where the BER for a distance of three meters was null. When set to 115.2 Kbps, the modules reach an effective rate of transmission 111111bits/second, which resulted in the configuration of the microcontroller and Matlab with this rate to minimize the error between the devices. It was obtained with Matlab a rate of about 1,200 samples / second on each channel. For the signals captured, it was found that the conduction velocity was equal to 5m/s in the two volunteers, and the frequency spectrum was comprised within the values established in the references. The tests were performed on a man and a woman with different body composition, where results indicate that the prototype performs the desired functions. The proposition of low cost was achieved, and the project is carried out with R$ 305.45.