Správné opakování: 16 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

„Zvedáš vůbec Bro?“

Pro nováčky v tělocvičně může být učení se zvedání obtížným úkolem. Cviky působí nepřirozeně a každý opak se cítí neúspěšný. Aby toho nebylo málo, k nepohodlí přidávají přihlížející bolestivě zírající na vaši špatnou techniku a vychrtlé paže.

Pokud se vám tato lítostivá scéna podobá, pak je pro vás biosenzor Right Rep! Pro nováčky v tělocvičně s velkým mozkem, kteří chtějí získat velké chlapecké paže, biosenzor Right Rep pomáhá zajistit, abyste pokaždé získali správného zástupce. Tento biosenzor počítá opakování bicepsu a ukazuje, zda pracujete dostatečně tvrdě a používáte plný rozsah pohybu. S pravým opakováním se naučíte správně opakovat.

Krok 1: Materiály a nástroje

Následuje seznam materiálů a nástrojů pro tento projekt:

Materiály

1. Mikroprocesor Arduino Uno (23,00 USD)
2. Poloviční chlebová deska (4 balení - 5,99 $)
3. 16segmentový LCD displej (2 balení - 6,49 USD)
4. BITalino EMG Sensor (27,00 USD)
5. 1 x 3 hlavní příslušenství (21,47 USD)
6. Kabel senzoru (10,87 $)
7. 3 předželatinované 3M jednorázové elektrody (50 balení - 20,75 USD)
8. 4 220 ohmový odpor (100 balení - 6,28 $)
9. 1 odpor 10K Ohm (balení 100 - 5,99 $)
10. 1 potenciometr (10 balení - 9,99 USD)
11. Connecting Wires (120 pack - 6,98 $, includes M/F, M/M, and F/F)
12. 9V baterie (4 balení - 13,98 USD)
13. 2 kancelářské sponky (balení 100 - 2,90 USD)
14. Montážní tmel Scotch (1,20 $)
15. Nositelný rukáv (koupený kompresní rukáv nebo si můžete rukáv střihnout ze staré košile)

Celkem: 162,89 $ (Toto je jednoduše součet výše uvedených cen. Cena za jednotku pro každou součást by měla být mnohem nižší)

Nástroje

Počítač s možností kódování Arduino

Krok 2: Příprava a pozadí

Než začnete zapojovat obvod Right Rep, je důležité věnovat čas seznámení s akčními potenciály a některými základními obvody. Kosterní svaly mají dvě základní vlastnosti, jsou excitabilní a stahovatelné. Vzrušující význam reagují na podněty a stahovatelný význam, že jsou schopni vyvolat napětí. Pokaždé, když zvednete závaží, jsou svalová vlákna vzrušena díky malému napětí ve svalu, kterému se říká akční potenciály. Správný zástupce monitoruje tyto akční potenciály pomocí snímače elektromyogramu (EMG), aby zajistil, že vaše svaly pracují na plný výkon. Více informací o senzorech EMG naleznete zde.

Pro rozsah tohoto neřešitelného by měly stačit zkušenosti s elektroinstalací elektrických obvodů. Chcete -li vytvořit biosenzor Right Rep, budete muset k okruhu připojit několik zařízení. Hlavními zařízeními jsou mikroprocesor Arduino Uno, 16segmentový Liquid Cristal Display (LCD), snímač BITalino EMG a domácí goniometr.

Mikroprocesor Arduino Uno je počítač, který funguje jako „mozek“systému. LCD používá k zobrazení opakování 16segmentový displej. Senzor EMG měří akční potenciály, jak je uvedeno výše. A konečně, domácí goniometr používá rotační potenciometr k měření celého rozsahu pohybu. Toho se dosahuje měřením proměnného výstupního napětí, které je dáno měnícím se odporem potenciometru.

Jakmile je systém sestaven, musí mu být poskytnut kód. Tento projekt používá kód Arduino. Před zahájením tohoto projektu byste se měli seznámit s knihovnou LCD a dalším užitečným kódem Arduno, který najdete zde. Kód, který jsme použili pro tento projekt, se nachází na GitHubu. Kód si můžete kdykoli stáhnout a použít pro svůj vlastní projekt.

Krok 3: Bezpečnost

Varování!

Biosenzor Right Rep není zdravotnický prostředek a neměl by být používán jako náhrada lékařských přístrojů. Před použitím biosenzoru Right Rep se poraďte se svým lékařem o cvičení a zvedání těžkých břemen.

Right Rep je elektrické zařízení, které má potenciál úrazu elektrickým proudem. Proto, aby byla zajištěna bezpečnost správného zástupce pro každého, měla by být implementována následující bezpečnostní opatření.

Zde je několik tipů pro elektrickou bezpečnost, které je třeba dodržovat:

• Při úpravách obvodů by mělo být odpojeno napájení.
• Neupravujte obvody mokrou nebo rozbitou kůží
• Udržujte všechny kapaliny a jiné vodivé materiály mimo obvod
• Nepoužívejte elektrická zařízení během bouřky nebo v jiných případech, kde mají přepětí vyšší výskyt než obvykle.
• Tento systém používá snímač EMG a elektrodové podložky. Ujistěte se, že dodržujete správné umístění elektrod a zde uvedené bezpečnostní pokyny.
• Připojte všechny součásti k zemi. Tím je zajištěno, že ze zařízení do vás nemůže proudit svodový proud.

Elektřina je nebezpečná. Dodržováním těchto bezpečnostních opatření zajistíte, že vaše nezničitelné zážitky budou příjemné a bez nebezpečí.

Krok 4: Rady a tipy:

Biosenzory mohou být nestálé, jedna vteřina funguje, druhá druhá věci selžou. Následuje několik rad a tipů, jak zajistit bezproblémový chod snímače Right Rep.

Odstraňování problémů:

• Pokud LCD počítá opakování, když neprobíhá kontrakce, zkontrolujte, zda jsou elektrody pevně připevněny k předmětu pomocí pásky. Tím se snižuje nežádoucí pohybový artefakt. Pokud první z nich stále nefunguje, zvažte úpravu prahu EMG v kódu Arduino.
• Rozsah pohybu se u každého uživatele liší. To může způsobit, že se nepočítá opakování v celém rozsahu pohybu. Chcete -li zohlednit variabilitu, upravte práh goniometru tak, aby odpovídal této změně.
• Ztlumit LCD? Zkuste zvýšit jas změnou odporu na kolíku „Vo“. Nebo vyzkoušejte tento příklad, abyste se ujistili, že funguje správně.
• Pokud Arduino ztrácí energii, zkontrolujte, zda není vybitá 9V baterie.
• Pokud vše ostatní selže, zkontrolujte, zda jsou všechny vodiče správně a bezpečně připojeny.

Tipy:

• Může být snadné ztratit přehled o tom, kudy vedou kabely v obvodu. Užitečným tipem by bylo vytvořit barevné schéma a být v celém projektu konzistentní. Například pomocí červeného vodiče pro kladné napětí a použití černého vodiče pro uzemnění.
• Zvedání je pro vaše osobní zdraví, nenechte názory ostatních ovlivnit vaše cvičení!

Krok 5: Výroba domácího goniometru

K výrobě domácího goniometru musíte získat montážní tmel Scotch, rotační potenciometr a 2 kancelářské sponky.

Krok 6: Dát to všechno dohromady

Chcete -li vytvořit goniometr, narovnejte dvě kancelářské sponky. Dále obalte číselník potenciometru montážním tmelem. Vezměte jednu z narovnaných kancelářských sponek a vložte ji do montážního tmelu. To bude variabilní goniometrová noha, která se pohybuje předloktím. Pro referenční nohu připevněte sponku na základnu potenciometru pomocí montážního tmelu. Tato noha bude fixována rovnoběžně s bicepsem.

Krok 7: Začínáme

Chcete-li sestrojit obvody, začněte zapojením napájení a uzemnění od Arduino Uno k proto-desce.

Krok 8: Přidání EMG a goniometru

Připojte každý EMG a goniometr k napájení, uzemnění a analogovému kolíku. U výše uvedeného diagramu malý snímač vlevo představuje EMG a potenciometr představuje goniometr. Všimněte si, ve kterém pinu je každý senzor, máme EMG v A0 a goniometr v A1.

Krok 9: Přidání výstupů LED

Připojte dvě diody LED k zemi a digitální kolík. Jedna LED indikuje dokončení replikace a druhá LED indikuje dokončení sady. Všimněte si digitálního pinu, v němž je každá LED pro kódovací část. Máme jednu LED na pinu 8 a druhou na pinu 9. Každá LED by měla být připojena k zemi pomocí odporu 220Ohm.

Krok 10: Přidání výstupu digitálního displeje

Chcete -li přidat digitální displej, pečlivě postupujte podle výše uvedeného zapojení. Třetím kolíkem zleva prochází dělič odporu. Odpor 10K Ohm běží od napájení také uvedeného kolíku a 220Ohm odpor běží od stejného kolíku k zemi.

Krok 11: Přidání tlačítka

Umístěte tlačítko na desku, jak je znázorněno na obrázku výše. Napájejte tlačítko a uzemněte jej pomocí odporu 220 Ohm. Spusťte výstup tlačítka na digitální pin (použili jsme pin 7).

Krok 12: Montáž goniometru a drátových přípojek

Jakmile je konstrukce goniometru dokončena, jste připraveni připojit goniometr ke kompresnímu pouzdru. To se provádí vetkáním narovnaných kancelářských sponek do kompresního pouzdra. U variabilní nohy goniometru, připevněné k číselníku potenciometru, splétejte sponku rovnoběžně s předloktím. Podobně u referenční nohy, připojené k základně potenciometru, splétejte sponku rovnoběžně s bicepsem.

Dále pro připojení goniometru do vašeho obvodu použijte 9 propojovacích vodičů od samice do muže. Dvě hroty potenciometru jsou připojeny k napájení a zemi. Jednostranná strana potenciometru je připojena k analogovému vstupu A1.

Krok 13: Umístění elektrod EMG

Pro integraci snímače BITalino EMG do Arduina je prvním krokem správné umístění elektrod. Budou potřeba 3 elektrodové podložky. Dvě elektrody jsou umístěny podél břicha bicepsového svalu a jedna je umístěna na loketní kosti. K připojení těchto elektrod k Bitalinu jsou červené, bílé a černé vodiče. Bílá elektroda je připevněna k elektrodě na lokte. Červený a černý vodič jsou připevněny k elektrodám na břiše bicepsového svalu. Poznámka: červený vodič je připojen výše k bicepsu a černý vodič je připojen níže k bicepsu. A konečně, pro připojení snímače EMG k Arduinu připojte červený a černý vodič k napájení a zemi. Fialový vodič by měl jít do analogového pinu A0.

Krok 14: Kódování Biosenzoru Right Rep

Nyní, když je obvod dokončen, je připraven k nahrání kódu. Přiložený kód je úplný kód použitý k dokončení tohoto projektu. Obrázek výše jako ukázka toho, jak by měl kód vypadat po otevření. Když kód funguje správně, dojde k následujícímu:

1. Signály EMG a goniometru se načítají pomocí funkce analogRead ().

2. Pomocí příkazu if () program zkontroluje, zda jsou signály EMG a goniometru větší než jejich příslušné prahové hodnoty. Pokud jsou oba signály větší, přidá se na LCD displej opakování a zelená LED dioda se rozsvítí, což znamená, že bylo opakování dokončeno. Pokud některý ze signálů nedosáhne svého prahu, kontrolka LED zhasne a nepočítá se žádné opakování.

3. Signál odesílá datový bod rychle, takže existuje řada kódu, která kontroluje, kolik času uplynulo mezi opakováními. Pokud od předchozího opakování uplyne půl sekundy, bude počítat nové opakování, pokud budou splněny prahové hodnoty EMG a goniometru.

4. Dále kód zkontroluje, zda je počet dokončených opakování větší nebo roven počtu opakování na sadu (tuto hodnotu nastavíme na 10 opakování na sadu). Pokud je počet opakování větší nebo roven této hodnotě, rozsvítí se modrá LED, což znamená, že sada byla dokončena.

5. Nakonec kód zkontrolujte, zda není stisknuto tlačítko. Pokud je tlačítko stisknuto, počet opakování se nastaví zpět na 0 a LCD displej se odpovídajícím způsobem aktualizuje.

K tomuto kódu se dostanete na GitHubu kliknutím ZDE!

Krok 15: SPRÁVNÁ REPAGACE EAGLE SCHEMATIC

Zde je schéma orla stejného sestavení obvodu ve výše uvedených krocích. Všechny součásti, kromě LCD displeje, směřují přímo k vodiči. Připomenutí pro LCD displej: pečlivě sledujte vodiče zobrazené na obrázku. Zatímco digitální kolíky, na které každý vodič přechází, nejsou pevné, doporučujeme použít konfiguraci, kterou jsme použili pro jednoduchost. Pokud nejsou piny spárovány s vodičem uvedeným v kódu, program nepracuje správně. Možná budete muset dvakrát nebo třikrát zkontrolovat, zda je vše tam, kde má být.

Krok 16: DALŠÍ NÁPADY

Myšlenkou, kterou musíme dále podpořit, je přidat do displeje různé fáze. Tyto fráze by byly závislé na datech přicházejících do programu. Například když je počet opakování jeden nebo dvě opakování od konce sady, na LCD displeji se může zobrazovat „Téměř hotovo“nebo „Jen pár dalších!“. Dalším příkladem mohou být zprávy závislé na čase. Pokud dt nedosáhne min. Času mezi opakováními, displej by mohl číst „zpomal“.

Další myšlenkou softwaru by mohla být funkce vlastní kalibrace. Místo toho, abyste museli kontrolovat sériový monitor, abyste našli vhodnou prahovou hodnotu, kód by vám to mohl najít. Úroveň kódování, která to vyžaduje, je jednoduše nad rámec našich současných znalostí, a proto je to jen další myšlenka.

Upgradem hardwaru by mohlo být použití potenciometru pro LCD displej namísto děliče odporu. Kolík, kterým prochází dělič odporu, ovládá jas textu na displeji. Použití potenciometru by uživateli umožnilo snížit jas pomocí číselníku, než aby měl pevnou úroveň jasu.