Team Fanta 4

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Team Fanta 4 besteht aus den vier Studierenden der Hochschule Luzern Technik & Architektur Yves, Patrik, Julian und Dominik.

Durch die Kombination von drei Studenten aus dem Bereich Maschinentechnik und einen Medizinaltechnik Student entsteht ein guter Mix von verschiedenem Wissen. Wir alle sind motiviert und freuen uns auf die neuen Herausforderungen des Tüfftelns und etwas Selbst zu entwickeln.

Einleitung

MedTech DIY

Das Modul verbindet Anwendungen der Medizintechnik mit Do It Yourself (DIY) Ansätzen. Dadurch wird das tiefere Verständnis von Medizintechnischen Geräten durch einen direkten, interdisziplinären und möglichst selbstgesteuerten Zugang gefördert. Basierend auf verschiedenen elektrophysiologischen Messmodulen (EMG, EKG, EOG, EEG) entwickeln die Studierenden im Team Ideen für innovative Projekte. Erste Prototypen werden mit den Mitteln der Digitalen Fabrikation hergestellt und getestet. (Modulbeschrieb HSLU, 2017)

Arbeitsplatz FabLab

Ein FabLab ist eine offene Werkstatt, die zum Ziel hat Privatpersonen den Zugang zu Produktionsmitteln und modernen industriellen Produktionsverfahren für Einzelstücke zu ermöglichen. Typische Geräte sind 3D-Ducker, Laser-Cutter, CNC-Maschinen usw. Diese Geräte erlauben dem Nutzer eine grosse Anzahl unterschiedlicher Materialien zu bearbeiten und eine unkomplizierte Anfertigung von individuellen Einzelteilen.

Quelle: Wikipedia Fablab

Der Arbeitsplatz konnte individuell im FabLab eingerichtet werden. Unser Arbeitsplatz für diese Blockwoche war das FabLab Luzern. Dazu wurden viele Ressourcen zur Verfügung gestellt, die jedes Team je nach Gebrauch verwenden konnte.



Tag 1: Muscle Spiker Shield & Lichtsensor

Experiment 1 (Muscle Spiker Shield Löten)

Greifmechanismus

Als erstes löteten wir das vorgegebene Modul (MUSCLE SPIKERSHIELD DIY) gemäss Anleitung zusammen. Dabei konnten wir von dem Löt-Crashkurs von Yves als gelernter Elektroniker profitieren. Er erklärte uns, wie man am besten die verschiedenen Elektrobauteile an der Leiterplatte befestigt und verlötet. Mit diesem Modul misst man die Differenz der Muskelströme und mittels Arduino kann dieses Signal weiterverarbeitet werden. Im ersten Schritt wurden die Signale in dem Serial Plotter dargestellt und analysiert. Dadurch wurde ersichtlich, wenn man die Muskeln anspannt, dass sich das Ausgangssignal erhöht. Durch dieses Signal haben wir die Helligkeit des LED-Rings angesteuert.


Platine Löten

Löten der Shield

komplette Platine

Tag 2: Experimentieren & Skill Share Session

Experiment 1 (Muskelaktivität messen)

Beim erstem Experiment wurden die Aktivitäten der Muskeln gemessen, einmal am Unterarm und einmal am Bizeps. Nach erfolgreichem Löten der Muscle SpikerShield Printplatte, wurde diese mit dem Arduino verbunden und der Code draufgeladen. Am Anfang gab es Schwierigkeiten, weil die Empfindlichkeit zu hoch eingestellt war und wir somit nur hohe Werte bekommen haben. Als wir das Problem identifiziert haben, waren die Muskelaktivität anhand der LEDs und auf dem Rechner auf dem Serial Monitor des Arduinos zu erkennen. Am Bizeps gab es mehr Muskelaktivitäten, da der Muskel grösser/stärker ist und nicht so eine hohe Präzision erfordert, kann das Neuron mehrere Muskelfasern steuern.



Experiment 2: Greifmechanismus

Beschreibung: Als erstes wurde versucht der Greifmechanismus mittels Muskelströme zu bewegen. Der Greifer war schon von der letztjährigen Blockwoche produziert worden und stand uns somit zur Verfügung. Das Muskel Shield wurde zusätzlich an einer Batterie angeschlossen.

Resultate: Dies ist leider gescheitert, da die Batteriespannung bezüglich fehlender Komponenten auf dem Bord nicht auf den Greifer übertragen konnten. Dadurch hat der Greifer eine zu geringe Spannung und kann dadurch nicht betrieben werden.

Erkenntnisse: Um den Greifer doch steuern zu wollen, könne man die fehlenden Komponenten, doch bei diversen Firmen kaufen.

Programmierung: Wie dir vorherigen Experiment kam die Programiierung auch von backyardbrains mit dem Namen Controlling the Claw.

Greifmechanismus


Experiment 3: PulseSensor

Beschreibung: In diesem Versuch möchte man mit einem Pulssensor die Herzfrequenz messen und über über Aurdino darstellen. Der Pulssensor ist ein Produkt der Seite- PulseSensor.com auf der Seite gibts ein Youtube Video welche als gute Anleitung dient. Um bei Aurdion über die Library die Programierung eines Pulssensor herunterzuladen.

Resultate: Der Versuch war ein voller Erfolg man kann die Ergebnisse in unserem YouTube Video Video gneau betrachten. Dort sieht man die Herzfrequenz eins Gruppenmitgliedes dargestellt.

Erkenntnisse: Wir kamen zur Erkenntnis, dass durch schon Vorprogrammierten Programmen aus der Library auch Laien sehr schnell Versuche durchspielen kann .

Programmierung: Wie schon erwähnt konnten gab es eine gute Anleitung für die Library Arduino Library Pulsesensor text

Skill Share 1: Lasercuten

Greifmechanismus

Je nach Material und Materialdicke müssen andere Parameter eingefügt werden wie zum Bespiel die Fahrgeschwindigkeit des Laser und Leistungsstärke. Diese können in einer Liste entnommen werden. Ob das Material geschnitten oder nur graviert werden soll hat auch einen Einfluss auf die Parameter. Das Motiv wird in das Programm geladen und die Grösse und Parameter können eingestellt werden. Anschliessend wird die Datei auf einem USB Stick gespeichert. Der USB Stick wird an der Maschine eingesteckt. Wichtig ist, dass man den Laserkopf für jedes neue Material mit der Metalldistanzplatte neu kalibriert. Sobald man das Material korrekt platziert hat, kann das Programm gestartet werden. Die Absauglüftung welche die giftige Stoffe des verbrennenden Materials herausfiltert muss eingeschaltet werden. Als erster Versuch wurde ein Yamaha Logo eingraviert und dieses mit einem Kreis ausgeschnitten.

Tag 3: Experimentieren

Experiment 3: Human to Human Interface

Beschreibung: In diesem Versuch möchte wir mit der Aktivitäten der Muskeln eines Proband Impulse also elektrische Signale weiter auf eine andre Person Übertragen. Der Aufbau wird mit einem Arduino-Mikrocontroller gesteuert. Ein Muscle SpikerShild wird mit dem Aurdino verbunden, welche dazu dient, die Muskel Aktivitäten zu erfassen. Die Signale werden dann auf TENS-Stimulationsgerät übertragen. Der zweite Proband bekommt dann durch den TENS elektrische stimulation, was die Nerven des Arm dazu bringen sich zu beugen.

Resultate: Der Versuch sorge für viele gelächter, da die Probanden von dem leichten Schmerz aufschreien mussten. Jeder wollte mal der Signal geber sein und auch der empfanger. Wir haben einen Kurzen Abschnitt des Experimentes auf YouTube Video festgehalten.


Erkenntnisse: Wir kamen zur Erkenntnis, dass dieses Experiment sehr fasstiznierten ist. Man kann nur durch leichte Signale schon eine grosse Kontrolle über den Körper eines andern Menschen haben. Kliengt wie ein Scienc fiction film durch schon Vorprogrammierten Programmen aus der Library auch Laien sehr schnell Versuche durchspielen kann .

Programmierung: Die Anleitung und diverse Beispiel Videos finden sie auf der Seite von BACKYARD BRAINS Human Human INterfacetext