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EMG 肌电采集快速上手

这篇教程面向第一次做 EMG 的学生和开发者,目标是在尽量少的变量下完成一次前臂握拳实验:贴上三片电极,连接 EMG 前端和 ADC,打开 Web 示波器,看到握拳时波形幅度增大。

如果你使用的是 AAW sEMG Flex、AAW sEMG Mini 或 AAW sEMG Wireless,也可以把这篇作为购买后的首个实验流程。

  • EMG 模拟前端,如 AAW sEMG FlexAAW sEMG Mini
  • ADC 或采集设备,如 ADS1015、ADS1115、示波器、Arduino、ESP32 或 STM32。
  • 三根电极线。
  • 一次性湿电极片,第一次实验建议先用湿电极。
  • 电池或低噪声 USB 供电。
  • 浏览器、串口工具、Web 示波器或其他波形显示工具。

最小链路是:

三电极 → EMG 前端 → ADC → MCU / 电脑 → 波形显示

AAW sEMG 前端与 ESP32 ADS1015 接线图

接线时先确认:

  • EMG 前端供电电压符合模块说明。
  • EMG 输出没有超出 ADC 输入范围。
  • VIN+VIN-VREF 没有接反或悬空;部分导联线版本也可能标成 IN+IN-REF
  • ADC 和 MCU 的地参考一致。

前臂握拳实验推荐贴在前臂掌侧肌肉附近。不同电极形态的固定方式不同。

导联线湿电极或导联线干电极片:

  1. 清洁皮肤,减少油脂和汗液影响。
  2. VIN+VIN- 沿肌肉方向贴放,间距约 2 到 5 cm。
  3. VREF 贴在手腕附近或电活动较弱的位置。
  4. 电极线尽量固定,不要让线悬空晃动。

板载干电极:

  1. 用绑带把模块固定在前臂掌侧肌肉附近。
  2. 让三个板载电极贴紧皮肤,保持压力稳定。
  3. 电极布局按 VIN+VREFVIN- 的红绿灯顺序理解,中间为参考点。
  4. 不要用手临时按住模块测试,手压容易导致接触压力不一致。

更详细的位置说明见电极贴法

EMG 前端非常敏感。第一次实验建议:

  • 远离笔记本电脑、电源适配器、显示器、插线板和大功率电机。
  • 优先使用电池供电。
  • 不要用手按着电极测试,手压会导致压力不一致和差分失效。
  • 不要把电极线绕在电脑或电源线上。

AAW Lab 的早期实验中,远离电脑后波形质量明显改善。这类环境因素往往比软件滤波更关键。

如果使用 AAW sEMG Wireless,打开 Web 示波器后先观察 2 到 4 秒窗口内的波形。如果使用其他 ADC 或 MCU,先记录原始 ADC 数值,再观察滤波后结果。

建议观察两类波形:

  • 原始波形:判断是否饱和、贴边、断线或电源异常。
  • 滤波后波形:判断动作相关变化是否存在。

成功不等于完全没有噪声。第一次实验的成功标准是:

  • 放松时基线相对稳定。
  • 握拳、弯曲手腕或用力时,波形幅度明显增大。
  • 放松后波形回到较低水平。
  • 波形没有长期贴边或完全变成直线。

干电极 EMG 肌电波形标准实测图

如果你能看到类似的动作相关变化,就说明从电极、前端、ADC 到显示的主链路已经跑通。

优先检查电极是否贴牢、线是否插紧、前端是否供电、ADC 是否读到固定值。更多步骤见噪声与直线问题

优先远离电脑和电源适配器,改用电池供电,固定电极线,再检查输入是否悬空。

如果你使用 ADS1015/ADS1115,注意两者采样率差别很大。ADS1115 的最高采样率明显低于 ADS1015,误装可能导致刷新变慢。

AAW Lab 产品和文档仅用于教学、科研预研、电子开发和非诊断实验,不用于医疗诊断、治疗、生命体征监护或安全关键用途。