El representant correcte: 16 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

"Fins i tot aixeques el germà?"

Per als principiants del gimnàs, aprendre a aixecar-se pot ser una tasca descoratjadora. Els exercicis no són naturals i cada representant no té èxit. Per empitjorar les coses, s’afegeixen les molèsties als espectadors que contemplen dolorosament la vostra mala tècnica i els vostres braços esglaonats.

Si aquesta lamentable escena t’assembla, el biosensor Right Rep és per a tu. Per als novells amb gimnàs intel·ligent que vulguin aconseguir armes per a nens grans, el biosensor Right Rep us ajudarà a obtenir el representant correcte cada vegada. Aquest biosensor compta les repeticions de bíceps i indica si esteu treballant prou i utilitzant un rang complet de moviment. Amb Right Rep aprendràs a representar correctament.

Pas 1: materials i eines

A continuació es mostra una llista dels materials i eines d’aquest projecte:

Materials

1. MicroProcessador Arduino Uno (23,00 dòlars)
2. Taula de pa de mida mitjana (paquet de 4 - 5,99 dòlars)
3. Pantalla LCD de 16 segments (paquet de 2 - 6,49 dòlars)
4. Sensor EMG BITalino (27,00 dòlars)
5. Accessori de plom 1 x 3 (21,47 $)
6. Cable del sensor (10,87 dòlars)
7. 3 elèctrodes d’un sol ús 3M gelificats prèviament (paquet de 50 - 20,75 dòlars)
8. Resistència de 420 Ohm (paquet de 100 - 6,28 dòlars)
9. 1 resistència de 10 k ohmis (paquet de 100 - 5,99 dòlars)
10. 1 potenciòmetre (paquet de 10 - 9,99 dòlars)
11. Connectors Wires (paquet de 120 - 6,98 $, inclou M / F, M / M i F / F)
12. Bateria de 9 V (paquet de 4 - 13,98 dòlars)
13. 2 clips de paper (paquet de 100 - 2,90 USD)
14. Massilla de muntatge escocès (1,20 dòlars)
15. Màniga usable (comprat màniga de compressió o es pot tallar una màniga d'una camisa vella)

Total: 162,89 dòlars (aquest és simplement el total dels preus anteriors. El preu per unitat de cada component ha de ser molt inferior)

Eines

Ordinador amb funcions de codificació Arduino

Pas 2: Preparació i antecedents

Abans de començar a connectar el circuit Right Rep, és important que prengueu temps per conèixer els potencials d’acció i alguns circuits bàsics. Els músculs esquelètics tenen dues propietats fonamentals: són excitables i contractables. Un significat excitable que responen a l’estímul i un significat contracte que són capaços de produir tensió. Cada vegada que aixeca un pes, les fibres musculars s’exciten a causa de petites tensions a través del múscul anomenades potencials d’acció. El representant dret controla aquests potencials d’acció mitjançant un sensor d’electromiograma (EMG) per garantir que els músculs treballen a plena capacitat. Podeu trobar més informació sobre els sensors EMG aquí.

L’experiència en el cablejat de circuits elèctrics hauria de ser suficient per a l’abast d’aquest intratable. Per fabricar el biosensor Right Rep, haureu de connectar uns quants dispositius al circuit. Els principals dispositius són el microprocessador Arduino Uno, la pantalla de cristall líquid (LCD) de 16 segments, el sensor EMG BITalino i el goniòmetre casolà.

El microprocessador Arduino Uno és un ordinador que funciona com el "cervell" del sistema. La pantalla LCD utilitza una pantalla de 16 segments per indicar les repeticions. El sensor EMG mesura els potencials d’acció tal com s’ha indicat anteriorment. Finalment, el goniòmetre casolà utilitza un potenciòmetre rotatiu per mesurar un rang complet de moviment. Ho fa mesurant un voltatge de sortida variable donat per la resistència del potenciòmetre canviant.

Després de construir el sistema, s’ha de proporcionar un codi. Aquest projecte utilitza el codi Arduino. Abans de començar aquest projecte, heu de familiaritzar-vos amb la biblioteca LCD i altres codis Arduno útils que es troben aquí. El codi que hem utilitzat per a aquest projecte es troba a GitHub. El codi es descarregarà i s'utilitzarà per al vostre propi projecte en qualsevol moment.

Pas 3: seguretat

Atenció!

El biosensor Right Rep no és un dispositiu mèdic i no s’ha d’utilitzar com a substitutiu de la instrumentació mèdica. Consulteu el vostre metge sobre exercici i aixecament de peses pesades abans d’utilitzar el biosensor Right Rep.

Right Rep és un dispositiu elèctric que pot causar descàrregues elèctriques. Per tant, per garantir que el representant adequat sigui segur per a tothom, s’han d’implementar les següents precaucions de seguretat.

A continuació, es detallen alguns consells de seguretat elèctrica:

• S'ha de desconnectar l'alimentació en modificar els circuits.
• No modifiqueu els circuits amb la pell mullada o trencada
• Mantingueu tots els fluids i altres materials conductors allunyats del circuit
• No utilitzeu dispositius elèctrics durant les tempestes o en altres casos en què les sobretensions tinguin una taxa d’incidència més alta del normal.
• Aquest sistema utilitza un sensor EMG i coixinets d’elèctrodes. Assegureu-vos que seguiu les pautes de seguretat i col·locació adequades dels elèctrodes aquí.
• Connecteu tots els components a terra. Això garanteix que no hi hagi cap corrent de fuita que pugui arribar al dispositiu.

L'electricitat és perillosa, seguint aquestes precaucions de seguretat, assegureu-vos que la vostra experiència intructable serà agradable i lliure de perill.

Pas 4: consells i suggeriments:

Els biosensors poden ser coses inconstants, un segon funciona i el segon següent falla estrepitosament. A continuació es presenten alguns consells i consells per fer funcionar el sensor Right Rep sense problemes.

Resolució de problemes:

• Si la pantalla LCD compta repeticions quan no es produeix la contracció, assegureu-vos que els elèctrodes estiguin ben fixats al subjecte mitjançant cinta adhesiva. Això redueix l’artefacte de moviment no desitjat. Si el primer encara no funciona, penseu a modificar el llindar EMG al codi Arduino.
• El rang de moviment varia entre cada usuari. Això pot fer que no es compti una repetició a un rang complet de moviment. Per tenir en compte la variabilitat, ajusteu el llindar del goniòmetre per tenir en compte aquest canvi.
• LCD per enfosquir? Intenteu augmentar la brillantor canviant la resistència del pin "Vo". O proveu aquest exemple per assegurar-vos que funciona correctament.
• Si l'Arduino perd energia, comproveu si la bateria de 9V està esgotada.
• Si falla la resta, assegureu-vos que tots els cables estiguin connectats correctament i de manera segura.

Consells:

• Pot ser fàcil perdre la pista d’on van els cables en un circuit. Un consell útil seria establir un esquema de colors i ser coherents durant tot el projecte. Per exemple, utilitzar un cable vermell per a tensió positiva i utilitzar un cable negre per a terra.
• L'aixecament és per a la vostra salut personal, no deixeu que les opinions d'altres afectin el vostre entrenament.

Pas 5: fer un goniòmetre casolà

Per fer un goniòmetre casolà cal adquirir una massilla de muntatge Scotch, un potenciòmetre rotatiu i 2 clips de paper.

Pas 6: ajuntar-ho tot

Per crear el goniòmetre, rectifiqueu dos clips de paper. A continuació, emboliqueu el dial del potenciòmetre amb una massilla de muntatge. Agafant un dels clips de paper redreçats, inseriu-lo a la massilla de muntatge. Aquesta serà la cama del goniòmetre variable que es mou amb l'avantbraç. Per a la pota de referència, fixeu un clip a la base del potenciòmetre mitjançant una massilla de muntatge. Aquesta pota es fixarà paral·lela al bíceps.

Pas 7: Introducció

Per construir el circuit, comenceu per cablejar l’alimentació i la terra des de l’Arduino Uno fins a la placa proto.

Pas 8: Afegir EMG i Goniometer

Connecteu tots dos l’EMG i el goniòmetre a la potència, a terra i a un pin analògic. Per al diagrama anterior, el petit sensor de l'esquerra representa l'EMG i el potenciòmetre representa el goniòmetre. Tingueu en compte en quin pin hi ha cada sensor, tenim l’EMG a A0 i el goniòmetre a A1.

Pas 9: afegir sortides LED

Connecteu dos LEDs a terra i un pin digital. Un LED indica quan s'ha completat una repetició i l'altre LED indica quan s'ha completat un conjunt. Preneu nota del pin digital que té cada LED per a la part de codificació. Tenim un LED al pin 8 i l’altre al pin 9. Cada LED s’ha de connectar a terra mitjançant una resistència de 220 Ohm.

Pas 10: afegir una sortida de pantalla digital

Per afegir la pantalla digital, seguiu acuradament el cablejat proporcionat anteriorment. Un divisor de resistències travessa el tercer passador de l'esquerra. Una resistència de 10K Ohm funciona també des de la potència, i una resistència de 220 Ohm va des del mateix pin fins a terra.

Pas 11: Afegir un botó

Col·loqueu un botó al tauler de fotos tal com es mostra a la imatge superior. Subministreu el botó amb alimentació i poseu-lo a terra mitjançant un resistent de 220 Ohm. Executeu la sortida del botó en un pin digital (hem utilitzat el pin 7).

Pas 12: Col·locar el Goniometer i els accessoris de filferro

Un cop finalitzada la construcció del goniòmetre, ja podreu fixar el goniòmetre a la màniga de compressió. Això es fa teixint els clips de paper redreçats a la màniga de compressió. Per a la pota variable del goniòmetre, connectada al dial del potenciòmetre, teixiu el clip paral·lel a l'avantbraç. De la mateixa manera, per a la pota de referència, connectada a la base del potenciòmetre, teixiu el clip paral·lel al bíceps.

A continuació, per connectar el goniòmetre al circuit, utilitzeu 9 cables de pont femení a masculí. Els dos costats dentats del potenciòmetre estan connectats a l’alimentació i a la terra. La cara única del potenciòmetre està connectada a l'entrada analògica A1.

Pas 13: Col·locació d'elèctrodes EMG

Per integrar el sensor BITalino EMG a l’Arduino, el primer pas és la col·locació adequada dels elèctrodes. Es necessitaran 3 coixinets d'elèctrodes. Es col·loquen dos elèctrodes al llarg del ventre del múscul bíceps i un es col·loca a l’os del colze. Per connectar aquests elèctrodes al Bitalino són cables vermells, blancs i negres. El cable blanc s’uneix a l’elèctrode del colze. Els cables vermells i negres s’uneixen als elèctrodes del ventre del múscul bíceps. Nota: el cable vermell es connecta més amunt al bíceps i el cable negre es connecta més avall al bíceps. Finalment, per connectar el sensor EMG a l’Arduino, connecteu els cables vermells i negres a l’alimentació i a la terra. El cable morat hauria d’entrar al pin analògic A0.

Pas 14: Codificació del biosensor de representació dreta

Ara que el circuit s'ha completat, ja està a punt per penjar el codi. El codi adjunt és el codi complet utilitzat per completar aquest projecte. La imatge superior és una mostra de com hauria de ser el codi un cop obert. Quan el codi funcioni correctament, es produirà el següent:

1. Els senyals EMG i goniòmetre es llegeixen mitjançant la funció analogRead ().

2. Mitjançant una sentència if (), el programa comprova si els senyals EMG i goniòmetre són superiors als llindars respectius. Si ambdós senyals són més grans, s’afegeix una repetició a la pantalla LCD i el LED verd s’encén indicant que s’ha completat la repetició. Si cap dels senyals no compleix el seu llindar, el LED s'apaga i no es compta cap representació.

3. El senyal d'enviament de dades es fa ràpid, de manera que hi ha una línia de codi que comprova quant temps s'ha enganxat entre representants. Si s’ha enganxat mig segon des de la repetició anterior, comptarà una nova repetició sempre que es compleixin els llindars EMG i goniòmetre.

4. A continuació, el codi comprova si el nombre de repeticions completades és superior o igual al nombre de repeticions per conjunt (establim aquest valor en 10 repeticions per conjunt). Si el recompte de repeticions és superior o igual a aquest valor, el LED blau s'encén indicant que s'ha completat el conjunt.

5. Finalment, el codi comprova si s'està pressionant el botó. Si es prem el botó, el recompte de repeticions es torna a posar a 0 i la pantalla LCD s'actualitza en conseqüència.

Per accedir a aquest codi a GitHub, feu clic AQUÍ.

Pas 15: ESQUEMÀTICA D’ÀGUILES DE REPRODUCCIÓ

Aquí teniu un esquema d’àguila del mateix circuit construït als passos anteriors. Tots els components, a part de la pantalla LCD, són rectes per cable. Un recordatori per a la pantalla LCD: seguiu detingudament els cables que es mostren al diagrama. Tot i que els pins digitals als quals es connecta cada cable no estan fixats, us recomanem que utilitzeu la configuració que hem utilitzat per simplificar-la. Si els pins no coincideixen amb el cable especificat al codi, el programa no funcionarà correctament. És possible que hàgiu de comprovar per doble o per triple que tot sigui on hauria d’estar.

Pas 16: IDEES MÉS

Una idea que hem d’afavorir el programari és afegir diferents fases a la pantalla. Aquestes frases dependrien de les dades que entrin al programa. Per exemple, una vegada que el recompte de repeticions es troba a una o dues repeticions del final del conjunt, a la pantalla LCD es pot llegir "Gairebé acabat" o "Només uns quants més". Un altre exemple poden ser els missatges dependents del temps. Si dt no arriba al temps mínim entre repeticions, la pantalla podria llegir "alentir".

Una altra idea de programari podria ser una característica d’autocalibratge. En lloc de necessitar comprovar el monitor sèrie per trobar un llindar adequat, el codi el podria trobar. El nivell de codificació que es requereix per a això és senzillament més enllà del nostre coneixement actual, per això només és una idea més.

Una actualització del maquinari podria fer servir un potenciòmetre per a la pantalla LCD en lloc d’un divisor de resistències. El passador que travessa el divisor de resistències controla la brillantor del text a la pantalla. L’ús d’un potenciòmetre permetria a l’usuari disminuir la brillantor amb un dial més que tenir un nivell de brillantor fix.