Força d’impacte sobre el taló i la cama d’un corredor mentre s’executa: 6 passos

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

Per al meu projecte, volia provar la quantitat de força a què està exposat el taló i la cama d’un corredor i, si realment les sabates de córrer noves redueixen la força. Un acceleròmetre és un dispositiu que detecta l’acceleració en els eixos X, Y i Z. L’acceleració es mesura en forces G, una força G equival a l’acceleració de la gravetat a la terra que experimenten totes les coses en tot moment. Estic fent servir aquest acceleròmetre per provar la quantitat de forces G que experimento el taló i les cames mentre corre i si hi ha diferències entre les sabates més noves i les més antigues. Hi ha moltes idees errònies habituals sobre la necessitat de sabates de córrer noves. Molta gent creu que Nike et menteix quan et diuen que aconsegueixis sabates noves cada 500 quilòmetres. Les empreses de sabates per córrer i botigues basades en córrer, com ara Poulsbo running (la meva botiga de running local), per exemple, us diran que us ferireu mal si no us substituïu sovint les sabates. No obstant això, no estic segur de si això és completament cert i, per tant, vaig decidir provar-ho jo mateix. La causa d’aquestes lesions a la carrera que us diuen si no teniu sabates noves, es deriven de la força que experimenta la cama i el taló. Diuen que les sabates noves redueixen millor la força que les sabates velles, però no estic convençut que això sigui cert. Aquest projecte serà útil per a molta gent, especialment per a aquells que són propensos a patir lesions relacionades i per a aquells que vulguin saber-ne més. El meu projecte determinarà si aquestes empreses diuen la veritat o si només intenten aconseguir que desgraneu una altra parella de Benjamins.

Subministraments

1x Arduino uno

1x acceleròmetre Sparkfun adxl377

1x tauler de pa

1x molts cables de pont

1 botó

1x LED

2x 10k resistències

2x 30k resistències

6x cables que tenen aproximadament la longitud de la cama del corredor

1 portàtil que pot executar l’IDE Arduino

Components addicionals necessaris per a la construcció secundària:

1x pantalla LCD

1x potenciòmetre

1x molts més cables de pont

Pas 1: la meva versió inicial

La meva versió inicial va ser una prova de concepte. Volia assegurar-me que aquest projecte fos possible abans de començar a invertir-hi temps i diners. Vaig utilitzar un acceleròmetre, Arduino, quatre cables de pont i el meu ordinador portàtil que executava el codi. Aquesta prova de concepte va ser molt important perquè vaig aprendre algunes lliçons valuoses pel que fa al codi. El més important, però, vaig saber que aquest projecte era possible.

Pas 2: compilació secundària

En primer lloc, vull dir que aquesta compilació no era necessària per a la compilació final i requereix alguns components addicionals, de manera que aquest pas és completament opcional. Vaig afegir a una pantalla de cristall líquid (LCD) perquè em pogués donar els valors de força G en un ordinador sense l'IDE Arduino. abans d'aquesta compilació, necessitava tenir l'IDE Arduino i el codi per poder rebre les dades de sortida de l'acceleròmetre. Amb aquesta nova versió puc executar l'Arduino des de qualsevol font d'energia, ni tan sols ha de ser un ordinador. També he afegit un potenciòmetre per poder ajustar la llum de fons a la pantalla LCD. Això podria resultar útil si l’utilitzés fora i el sol brillava a la pantalla. Tots hem estat en la situació en què proveu d’utilitzar el vostre telèfon intel·ligent a l’exterior, però la llum del sol fa que sigui difícil veure la pantalla. Per tant, intenteu bloquejar el sol amb la mà o gireu d’esquena al sol per intentar bloquejar-lo. Una altra manera de solucionar aquest problema comú és augmentar la brillantor de la pantalla, i això és exactament el que fa el potenciòmetre. No seria capaç de veure molt bé les dades de sortida, però podria ajustar la llum de fons per poder veure-la perfectament. L'ajust de la llum de fons també pot ser útil en altres casos.

Pas 3: tercera i última construcció

Per a la meva tercera i última versió, vaig combinar tots els millors atributs de totes les meves versions anteriors en un sol tauler. Vaig acabar amb un mòdul molt refinat i compacte, i els cables llargs van poder córrer per la cama sense dificultar la meva forma. Vaig afegir un botó per poder iniciar i aturar la recopilació de dades en un moment donat. Això va ser molt crucial per obtenir bones dades, ja que seria capaç de començar a recollir tan bon punt vaig començar a córrer i tan aviat com vaig parar. Per tant, totes les dades recollides pertanyien a l’experiment real. També vaig afegir un LED perquè sabés quan la recopilació de dades estava activada o quan estava apagada. Aquesta versió final va acabar sent un gran èxit, i era exactament el que esperava.

Pas 4: Resolució de problemes i alguns problemes que vaig tenir al llarg del camí

He tingut molts problemes amb el projecte. Per primer cop, era molt difícil aconseguir que el cablejat, la codificació, el disseny i les dades fossin correctes. El disseny va ser molt difícil perquè tinc moltes restriccions, per exemple, el pesat que és o el gran que és. Necessito poder córrer i vull poder córrer el més proper al formulari d’execució habitual perquè aquest experiment sigui precís. La codificació també era molt difícil i requeria molts problemes de resolució. Vaig tenir problemes per llegir una quantitat adequada de G del meu acceleròmetre. El mma8452q (el meu acceleròmetre) surt a vuit G. De vegades, quan amb prou feines tocava el peu a terra, es llegia vuit G i això és simplement incorrecte, ja que és massa alt. Tanmateix, després d’haver resolt problemes i tornar a codificar, he pogut aconseguir l’escala correcta.

Pas 5: El meu codi

He utilitzat un dels exemples de la biblioteca Sparkfun, i també he afegit un botó i el LED. això va ser bastant senzill, ja que hi ha exemples de tot en aquest projecte, però cal combinar-ne més d'un

Pas 6: Conclusió i anàlisi de dades

Veig aquest projecte com un gran èxit. He complert gairebé tots, si no tots, els meus objectius. Vaig poder obtenir moltes dades molt útils. Vaig aprendre molt sobre la codificació, el cablejat, els components electrònics d’Arduino, la construcció d’un sistema modular compacte, la força G i el funcionament. Ara acceptar o rebutjar la meva declaració del meu paràgraf inicial i tota la raó per la qual vaig iniciar aquest projecte. Volia demostrar que les empreses estaven equivocades demostrant que no cal comprar sabates noves cada 500 quilòmetres. Les sabates noves redueixen realment la quantitat de forces G que experimenta el taló i la cama d'un corredor mentre corre? La resposta és sí. Vaig comparar la quantitat de forces G que experimentava el meu taló en un parell de sabates de córrer noves, sabates velles de córrer, furgonetes i, com a control, només portava mitjons. Vaig trobar que als meus mitjons he experimentat fins a vuit G. Era la mateixa quantitat de G que les furgonetes, cosa que és d’esperar. A les velles sabates de córrer vaig experimentar fins a sis G. en els nous corredors, no vaig experimentar més de quatre G. Com podem veure, els nous corredors van ser els millors en reduir la força d’impacte i les furgonetes van ser les pitjors (sense comptar els mitjons ja que era la variable de control). Suposo que amb la meva configuració de menys de vint dòlars, no puc negar el que els han demostrat els 2.500 milions de dòlars que Nike ha gastat durant els darrers cinc anys en investigació i desenvolupament. Potser en passaré trenta la propera vegada i veurem què passa llavors.