A wearable low-power and low-cost electromyographic sensor for arm prosthesis

Abstract

Abstract— This work presents the design considerations for an electromyographic (EMG) sensor destined to be integrated in a low-cost robotic arm prosthetic for below-elbow amputation, which is being developed in Paraguay by a multidisciplinary teamwork. The design exposed on this paper is addressed to optimize the embedded 14 bits ADC of the MSP432P401R microcontroller. It achieves the amplification and filtering of EMG signals with an input-referred noise of 1.35 μVRMS, and a CMRR greater than 95 dB, with a very low quiescent current consumption of 40 μA. The sensor also includes a common-mode feedback circuit that drives a reference electrode.

Este trabajo presenta las consideraciones de diseño para un sensor de señales de electromíograma (EMG), diseñado para ser integrado en una prótesis robótica de bajo costo, para amputaciones bajo codo, que está siendo desarrollada en Paraguay por un equipo de trabajo multidisciplinario. El diseño presentado está dirigido a optimizar el rango dinámico del ADC embebido en el microcontrolador MSP432P401R de Texas Instruments. El sensor efectúa la amplificación y el filtrado de las señales de EMG con un ruido referido a la entrada de 1.35 μVRMS, un CMRR mayor a 95 dB y un muy bajo consumo de corriente, menor a 40 μA. Este también incluye un circuito de realimentación de modo común.