Reprezentantul potrivit: 16 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

"Mergi pe la sală, frate?"

Pentru începătorii de la sala de gimnastică, a învăța cum să se ridice poate fi o sarcină descurajantă. Exercițiile se simt nefiresc și fiecare reprezentant se simte nereușit. Pentru a înrăutăți lucrurile, sporind disconfortul, spectatorii se uită dureros la tehnica ta slabă și la brațele zgârcite.

Dacă această scenă regretabilă arată ca tine, atunci biosenzorul Right Rep este pentru tine! Pentru noii începători în sala de gimnastică, care caută să obțină brațe de băieți mari, biosenzorul Right Rep vă asigură că obțineți reprezentantul potrivit de fiecare dată. Acest biosenzor numără repetițiile bicepului și indică dacă lucrați suficient de mult și utilizați o gamă completă de mișcare. Cu Right Rep vei învăța să repeti corect.

Pasul 1: Materiale și instrumente

Următoarea este o listă a materialelor și instrumentelor pentru acest proiect:

Materiale

1. MicroProcesor Arduino Uno (23,00 USD)
2. Pană de pâine de jumătate (pachet de 4 - 5,99 USD)
3. Afișaj LCD cu 16 segmente (2 pachete - 6,49 USD)
4. Senzor EMG BITalino (27,00 USD)
5. 1 x 3 Accesorii de plumb (21,47 USD)
6. Cablu senzor (10,87 dolari)
7. 3 electrozi de unică folosință pre-gelificați 3M (pachet de 50 - 20,75 USD)
8. Rezistor de 420 Ohm (pachet de 100 - 6,28 dolari)
9. 1 rezistor de 10K ohm (pachet de 100 - 5,99 USD)
10. 1 potențiometru (pachet de 10 - 9,99 USD)
11. Sârme de conectare (pachet 120 - 6,98 USD, include M / F, M / M și F / F)
12. Baterie de 9V (pachet de 4 - 13,98 USD)
13. 2 agrafe pentru hârtie (pachet de 100 - 2,90 USD)
14. Scotch Mounting Putty (1,20 USD)
15. Manșon portabil (cumpărat mânecă de compresie sau puteți tăia o mânecă dintr-o cămașă veche)

Total: 162,89 USD (Acesta este pur și simplu totalul prețurilor de mai sus. Prețul pe unitate pentru fiecare componentă ar trebui să fie mult mai mic)

Instrumente

Computer cu capacități de codare Arduino

Pasul 2: Pregătire și fundal

Înainte de a începe să conectați circuitul dvs. Right Rep, este important să luați timp pentru a afla despre potențialele de acțiune și unele circuite de bază. Mușchii scheletici au două proprietăți fundamentale, sunt excitabili și contractabili. Înțeles excitant, care răspund la stimul și semnificație contractabilă, sunt capabili să producă tensiune. De fiecare dată când ridicați o greutate, fibrele musculare sunt excitate din cauza tensiunilor mici din mușchi numite potențiale de acțiune. Reprezentantul drept monitorizează aceste potențiale de acțiune utilizând un senzor de electromiogramă (EMG) pentru a vă asigura că mușchii lucrează la capacitate maximă. Mai multe informații despre senzorii EMG găsiți aici.

Experiența în cablarea circuitelor electrice ar trebui să fie suficientă pentru scopul acestui lucru intratabil. Pentru a face biosenzorul Right Rep, va trebui să conectați câteva dispozitive la circuit. Principalele dispozitive sunt microprocesorul Arduino Uno, afișajul cu cristale lichide pe 16 segmente (LCD), senzorul BITalino EMG și goniometrul de casă.

Microprocesorul Arduino Uno este un computer care funcționează ca „creierul” sistemului. Ecranul LCD utilizează un afișaj pe 16 segmente pentru a indica repetările. Senzorul EMG măsoară potențialul de acțiune așa cum s-a menționat mai sus. În cele din urmă, goniometrul de casă folosește un potențiometru rotativ pentru a măsura o gamă completă de mișcare. Face acest lucru măsurând tensiunea variabilă de ieșire dată de rezistența schimbătoare a potențiometrului.

După ce sistemul este construit, acesta trebuie să fie furnizat cu cod. Acest proiect folosește codul Arduino. Înainte de a începe acest proiect, ar trebui să vă familiarizați cu biblioteca LCD și cu alte coduri Arduno utile găsite aici. Codul pe care l-am folosit pentru acest proiect se află pe GitHub. Codul și fi descărcat și utilizat pentru propriul proiect oricând.

Pasul 3: Siguranță

Avertizare!

Biosenzorul Right Rep nu este un dispozitiv medical și nu trebuie utilizat ca înlocuitor al instrumentelor medicale. Vă rugăm să vă adresați medicului dumneavoastră despre exerciții fizice și ridicarea greutăților mari înainte de a utiliza biosenzorul Right Rep.

Right Rep este un dispozitiv electric care are potențial de electrocutare. Prin urmare, pentru a vă asigura că Reprezentantul Drept este sigur pentru toată lumea, ar trebui implementate următoarele măsuri de siguranță.

Iată câteva sfaturi de siguranță electrică de urmat:

• Puterea trebuie deconectată la modificarea circuitelor.
• Nu modificați circuitele cu pielea umedă sau ruptă
• Păstrați toate fluidele și alte materiale conductoare departe de circuit
• Nu utilizați dispozitive electrice în timpul furtunilor sau în alte cazuri în care supratensiunile au o rată de incidență mai mare decât în mod normal.
• Acest sistem folosește un senzor EMG și tampoane pentru electrod. Vă rugăm să vă asigurați că urmați instrucțiunile adecvate de plasare a electrodului și de siguranță găsite aici.
• Conectați toate componentele la masă. Acest lucru asigură că nu există curent de scurgere care poate proveni de la dispozitiv în tine.

Electricitatea este periculoasă, respectând aceste măsuri de siguranță, asigurați-vă că experiența dvs. intructibilă va fi plăcută și fără pericol.

Pasul 4: Sfaturi și sfaturi:

Biosenzorii pot fi lucruri nestatornice, un al doilea lucru funcționează, următorul al doilea eșuează lamentabil. Următoarele sunt câteva sugestii și sfaturi pentru ca senzorul dvs. Right Rep să funcționeze fără probleme.

Depanare:

• Dacă ecranul LCD numără repetări atunci când nu are loc contracția, asigurați-vă că electrozii sunt bine fixați de subiect folosind bandă. Acest lucru reduce artefactul de mișcare nedorit. Dacă prima încă nu funcționează, luați în considerare modificarea pragului EMG în Codul Arduino.
• Gama de mișcare variază între fiecare utilizator. Acest lucru poate face ca o repetare la o gamă completă de mișcare să nu fie numărată. Pentru a ține cont de variabilitate, reglați pragul goniometrului pentru a ține cont de această modificare.
• LCD pentru a estompa? Încercați să măriți luminozitatea schimbând rezistența pinului „Vo”. Sau testați acest exemplu pentru a vă asigura că funcționează corect.
• Dacă Arduino pierde puterea, verificați dacă bateria de 9V este descărcată.
• Dacă toate celelalte nu reușesc, asigurați-vă că toate firele sunt conectate corect și în siguranță.

Sfaturi:

• Poate fi ușor să pierzi urmele unde merg firele într-un circuit. Un sfat util ar fi să stabiliți o schemă de culori și să fiți consecvenți pe tot parcursul proiectului. De exemplu, folosind un fir roșu pentru tensiunea pozitivă și folosind un fir negru pentru masă.
• Ridicarea este pentru sănătatea dvs. personală, nu lăsați opiniile altora să vă afecteze antrenamentul!

Pasul 5: Realizarea unui goniometru de casă

Pentru a face un Goniometru de casă, trebuie să achiziționați chit de montaj Scotch, un potențiometru rotativ și 2 agrafe pentru hârtie.

Pasul 6: Puneți totul împreună

Pentru a crea goniometrul îndreptați două agrafe. Apoi, înfășurați cadranul potențiometrului cu chit de montare. Luând unul dintre agrafe îndreptate, introduceți-l în chitul de montare. Acesta va fi piciorul variabil al goniometrului care se mișcă cu antebrațul. Pentru piciorul de referință, fixați o agrafă pe baza potențiometrului utilizând chit de montare. Acest picior va fi fixat paralel cu bicepul.

Pasul 7: Introducere

Pentru a construi circuitele, începeți prin cablarea puterii și împământarea de la Arduino Uno la placa proto.

Pasul 8: Adăugarea EMG și Goniometer

Conectați fiecare EMG și goniometru la alimentare, la masă și la un pin analogic. Pentru diagrama de mai sus, senzorul mic din stânga reprezintă EMG, iar potențiometrul reprezintă goniometrul. Rețineți în ce pin se află fiecare senzor, avem EMG în A0 și goniometru în A1.

Pasul 9: Adăugarea ieșirilor LED

Conectați două LED-uri la masă și un pin digital. Un LED indică momentul finalizării unei repetări și celălalt LED indică momentul finalizării unui set. Rețineți pinul digital în care se află fiecare LED pentru porțiunea de codare. Avem un LED care va trece la pinul 8 și celălalt va trece la pinul 9. Fiecare LED ar trebui să fie conectat la masă folosind un rezistor de 220 Ohmi.

Pasul 10: Adăugarea unei ieșiri de afișaj digital

Pentru a adăuga afișajul digital, urmați cu atenție cablajul furnizat mai sus. Un separator de rezistență trece prin al treilea pin din stânga. Un rezistor de 10K Ohm funcționează de la pinul menționat și un rezistor de 220 Ohm rulează de la același pin la masă.

Pasul 11: Adăugarea unui buton

Așezați un buton pe tablă foto așa cum se arată în imaginea de mai sus. Alimentați butonul cu energie și împământați-l folosind un rezistor de 220 Ohm. Rulați ieșirea butonului într-un pin digital (am folosit pinul 7).

Pasul 12: Montarea goniometrului și a atașamentelor de sârmă

Odată ce construcția goniometrului este completă, sunteți gata să atașați goniometrul la manșonul de compresie. Acest lucru se face prin împletirea agrafelor îndreptate în manșonul de compresie. Pentru piciorul variabil al goniometrului, atașat la cadranul potențiometrului, țeseți agrafa paralelă cu antebrațul. În mod similar, pentru piciorul de referință, conectat la baza potențiometrului, țeseți agrafa paralelă cu bicepul.

Apoi, pentru a conecta goniometrul în circuitul dvs., utilizați 9 fire jumper de la mamă la mascul. Cele două laturi ale potențiometrului sunt conectate la alimentare și la masă. Partea unghiulară a potențiometrului este conectată la intrarea analogică A1.

Pasul 13: Plasarea electrodului EMG

Pentru a integra senzorul BITalino EMG la Arduino, primul pas este amplasarea corectă a electrozilor. Vor fi necesare 3 tampoane pentru electrozi. Doi electrozi sunt așezați de-a lungul burții mușchiului biceps și unul este plasat pe osul cotului. Pentru a conecta acești electrozi la Bitalino sunt cabluri roșii, albe și negre. Conductorul alb este atașat la electrod pe cot. Conductele roșii și negre sunt atașate la electrozii de pe burta mușchiului bicep. Notă: cablul roșu este conectat mai sus pe bicep, iar cablul negru este conectat mai jos pe bicep. În cele din urmă, pentru a conecta senzorul EMG la Arduino, conectați firele roșii și negre la alimentare și la masă. Firul violet ar trebui să intre în pinul analogic A0.

Pasul 14: Codificarea dreptului biosenzor

Acum, când circuitul este complet, este pregătit pentru încărcarea codului. Codul atașat este codul complet utilizat pentru finalizarea acestui proiect. Imaginea de mai sus ca un exemplu de cum ar trebui să arate codul odată deschis. Când codul funcționează corect, vor apărea următoarele:

1. Semnalele EMG și goniometru sunt citite folosind funcția analogRead ().

2. Folosind o declarație if (), programul verifică dacă semnalele EMG și goniometru sunt mai mari decât pragurile respective. Dacă ambele semnale sunt mai mari, atunci se adaugă o repetare pe afișajul LCD și LED-ul verde se aprinde, indicând că o repetare a fost finalizată. Dacă oricare dintre semnale nu-și atinge pragul, LED-ul se stinge și nu se contorizează nicio rep.

3. Semnalul trimite în punct de date rapid, astfel încât există o linie de cod care verifică cât timp a fost lipit între repetări. Dacă s-a lipit o jumătate de secundă de la repetarea anterioară, va contoriza o nouă repetare atâta timp cât pragurile EMG și goniometru sunt îndeplinite.

4. Apoi, codul verifică dacă numărul de repetări finalizate este mai mare sau egal cu numărul de repetări pe set (stabilim această valoare la 10 repetări pe set). Dacă numărul de repetări este mai mare sau egal cu această valoare, LED-ul albastru se aprinde indicând că setul a fost finalizat.

5. În cele din urmă, codul verifică dacă butonul este apăsat. Dacă butonul este apăsat, numărul de repetări este setat la 0 și afișajul LCD este actualizat în consecință.

Pentru a accesa acest cod în GitHub, faceți clic AICI!

Pasul 15: SCHEMATICA DREAPTA REAL EAGLE

Iată o schemă de vultur a aceluiași circuit construit în pașii de mai sus. Toate componentele, în afară de afișajul LCD, sunt direct în față. Un memento pentru afișajul LCD: urmați cu atenție firele prezentate în diagramă. Deși pinii digitali la care se conectează fiecare fir nu sunt corecți, vă recomandăm să utilizați configurația pe care am folosit-o pentru simplitate. Dacă pinii nu se potrivesc cu firul specificat în cod, programul nu va rula corect. Poate fi necesar să verificați dublu sau triplu dacă totul ar trebui să fie.

Pasul 16: IDEI SUPLIMENTARE

O idee pe care trebuie să o promovăm este să adăugăm diferite etape pe ecran. Aceste fraze ar depinde de datele care intră în program. De exemplu, odată ce numărul de repetări este la una sau două repetări distanță de la sfârșitul setului, afișajul LCD ar putea citi „Aproape gata” sau „Doar câteva!”. Un alt exemplu ar putea fi mesajele dependente de timp. Dacă dt nu atinge timpul minim dintre repetări, afișajul ar putea citi „încetinește”.

O altă idee software ar putea fi o caracteristică de auto-calibrare. În loc să fie nevoie să verificați monitorul serial pentru a găsi un prag adecvat, codul l-ar putea găsi. Nivelul de codificare necesar pentru aceasta este pur și simplu dincolo de cunoștințele noastre actuale, motiv pentru care este doar o idee suplimentară.

Un upgrade pentru hardware ar putea fi utilizarea unui potențiometru pentru afișajul LCD în locul unui divizor de rezistență. Pinul prin care trece separatorul de rezistență controlează luminozitatea textului de pe afișaj. Utilizarea unui potențiometru ar permite utilizatorului să diminueze luminozitatea cu un cadran, mai degrabă decât să aibă un nivel de luminozitate fix.