Den rigtige rep: 16 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

"Løfter du overhovedet, bro?"

For nybegyndere i gymnastiksalen kan det være en skræmmende opgave at lære at løfte. Øvelserne føles unaturlige, og hver rep føler sig mislykket. For at gøre sagen værre er tilføjelsen til ubehaget, at tilskuere smerteligt stirrer på din dårlige teknik og skrappe arme.

Hvis denne kedelige scene ligner dig, så er Right Rep biosensoren noget for dig! For nybegyndere med store hjerner i gymnastiksalen, der ønsker at få store drengearme, hjælper Right Rep biosensoren med at sikre, at du får den rigtige rep hver gang. Denne biosensor tæller biceps -gentagelser og angiver, om du arbejder hårdt nok og bruger et fuldt bevægelsesområde. Med Right Rep lærer du at rep rep.

Trin 1: Materialer og værktøjer

Følgende er en liste over materialer og værktøjer til dette projekt:

Materialer

1. Arduino Uno MicroProcessor ($ 23,00)
2. Brødbræt i halv størrelse (4 pakker - 5,99 $)
3. 16 segment LCD -display (2 pakker - 6,49 $)
4. BITalino EMG -sensor ($ 27,00)
5. 1 x 3 bly tilbehør ($ 21,47)
6. Sensorkabel ($ 10,87)
7. 3 prægelerede 3M engangselektroder (50 stk. - 20,75 $)
8. 4 220 Ohm modstand (100 stk. - $ 6,28)
9. 1 10K Ohm modstand (100 pakke - $ 5,99)
10. 1 potentiometer (10 stk. - $ 9,99)
11. Forbindelsestråde (120 stk. - $ 6,98, inkluderer M/F, M/M og F/F)
12. 9V batteri (4 stk. - 13,98 $)
13. 2 papirclips (100 pakker - $ 2,90)
14. Scotch Mounting Putty ($ 1,20)
15. Bærbar ærme (købt kompressionsærme, eller du kan skære et ærme fra en gammel skjorte)

I alt: $ 162,89 (Dette er simpelthen det samlede pris ovenfor. Prisen pr. Enhed for hver komponent bør være meget mindre)

Værktøjer

Computer med Arduino -kodningskapacitet

Trin 2: Forberedelse og baggrund

Inden du begynder at tilslutte dit Right Rep -kredsløb, er det vigtigt at tage dig tid til at lære om handlingspotentialer og nogle grundlæggende kredsløb. Skeletmuskler har to grundlæggende egenskaber, de er spændende og sammentrækkelige. Spændende betydning, at de reagerer på stimulus og kontraktabel betydning, at de er i stand til at producere spændinger. Hver gang du løfter en vægt, bliver muskelfibre spændte på grund af små spændinger over musklen kaldet handlingspotentialer. The Right Rep overvåger disse handlingspotentialer ved hjælp af en elektromyogramsensor (EMG) for at sikre, at dine muskler arbejder med fuld kapacitet. Flere oplysninger om EMG -sensorer findes her.

Erfaring med ledningsføring af elektriske kredsløb bør være tilstrækkelig for omfanget af denne uoverkommelige. For at lave den rigtige rep -biosensor skal du koble et par enheder til kredsløbet. Hovedapparaterne er Arduino Uno -mikroprocessoren, Liquid Cristal Display (LCD) med 16 segmenter, BITalino EMG -sensor og hjemmelavet goniometer.

Arduino Uno -mikroprocessoren er en computer, der fungerer som "hjernen" i systemet. LCD'et bruger et 16 segment display til at angive reps. EMG -sensoren måler aktionspotentialerne som angivet ovenfor. Endelig bruger det hjemmelavede goniometer et roterende potentiometer til at måle et fuldt bevægelsesområde. Det gør det ved at måle en variabel udgangsspænding givet af den skiftende potentiometer modstand.

Efter at systemet er bygget, skal det forsynes med kode. Dette projekt bruger Arduino -kode. Inden du starter dette projekt, bør du gøre dig bekendt med LCD -biblioteket og andre nyttige Arduno -koder, der findes her. Koden, vi brugte til dette projekt, er placeret på GitHub. Koden og downloades og bruges til dit eget projekt når som helst.

Trin 3: Sikkerhed

Advarsel!

Right Rep biosensoren er ikke et medicinsk udstyr og bør ikke bruges som erstatning for medicinsk instrumentering. Rådfør dig med din læge om træning og løft af tunge vægte, før du bruger biosensoren Right Rep.

Right Rep er en elektrisk enhed, der har potentiale for elektrisk stød. For at sikre, at den rigtige repræsentant er sikker for alle, bør følgende sikkerhedsforanstaltninger implementeres.

Her er nogle elektriske sikkerhedstip, du skal følge:

• Strømmen skal afbrydes, når kredsløb ændres.
• Ændre ikke kredsløb med våd eller ødelagt hud
• Hold alle væsker og andre ledende materialer væk fra kredsløbet
• Brug ikke elektriske enheder under tordenvejr eller i andre tilfælde, hvor strømstød har en højere forekomstrate end normalt.
• Dette system bruger en EMG -sensor og elektrodepuder. Sørg for at følge den korrekte elektrodeplacering og sikkerhedsretningslinjer her.
• Tilslut alle komponenter til jorden. Dette sikrer, at der ikke er nogen lækstrøm, der kan komme fra enheden til dig.

Elektricitet er farligt. Ved at følge disse sikkerhedsforanstaltninger sikrer du, at din uforgængelige oplevelse bliver sjov og fri for fare.

Trin 4: Tips og tip:

Biosensorer kan være ustabile ting, det ene sekund fungerer tingene, det næste sekund fejler det elendigt. Følgende er nogle tip og tips til at få din Right Rep -sensor til at køre problemfrit.

Fejlfinding:

• Hvis LCD -displayet tæller reps, når sammentrækning ikke finder sted, skal du sørge for, at elektroderne er tæt fastgjort til motivet ved hjælp af tape. Dette reducerer uønsket bevægelsesartefakt. Hvis førstnævnte stadig ikke virker, kan du overveje at ændre EMG -tærsklen i Arduino -koden.
• Bevægelsesområdet varierer mellem hver bruger. Dette kan medføre, at en rep ved et fuldt bevægelsesområde ikke tælles. For at tage højde for variationen skal du justere goniometertærsklen for at tage højde for denne ændring.
• LCD til at dæmpe? Prøv at skrue op for lysstyrken ved at ændre modstanden på "Vo" pin. Eller test dette eksempel for at sikre, at det fungerer korrekt.
• Hvis Arduino mister strøm, skal du kontrollere, om 9V -batteriet er dødt.
• Hvis alt andet fejler, skal du sikre dig, at alle ledninger er tilsluttet korrekt og sikkert.

Tips:

• Det kan være let at miste overblikket over, hvor ledninger går i et kredsløb. Et nyttigt tip ville være at etablere et farveskema og være konsekvent i hele dit projekt. For eksempel ved hjælp af en rød ledning til positiv spænding og brug af sort ledning til jord.
• Løft er for dit personlige helbred, lad ikke andres meninger påvirke din træning!

Trin 5: Lav et hjemmelavet goniometer

For at lave et hjemmelavet goniometer skal du anskaffe skotsk monteringsspartel, et roterende potentiometer og 2 papirclips.

Trin 6: Sæt det hele sammen

For at oprette goniometeret rettes to papirclips ud. Pak derefter potentiometerets urskive med monteringsspartel. Tag en af de rettede papirclips, og sæt den i monteringsspartlen. Dette vil være det variable goniometerben, der bevæger sig med underarmen. Til referencebenet fastgøres en papirclips til bunden af potentiometeret ved hjælp af monteringsspartel. Dette ben fastgøres parallelt med bicepsen.

Trin 7: Kom godt i gang

For at konstruere kredsløbet skal du starte med at tilslutte strøm og jord fra Arduino Uno til proto-kortet.

Trin 8: Tilføjelse af EMG og goniometer

Tilslut hver både EMG og goniometer til strøm, jord og en analog pin. For diagrammet ovenfor repræsenterer den lille sensor til venstre EMG og potentiometeret repræsenterer goniometeret. Bemærk hvilken pin hver sensor er i, vi har EMG i A0 og goniometeret i A1.

Trin 9: Tilføjelse af LED -udgange

Led to LED'er til jorden og en digital pin. Den ene LED angiver, når en rep er gennemført, og den anden LED angiver, når et sæt er gennemført. Bemærk den digitale pin, hver LED er til for kodningsdelen. Vi har en LED til pin 8 og den anden til pin 9. Hver LED skal forbindes til jorden ved hjælp af en 220Ohm modstand.

Trin 10: Tilføjelse af en digital skærmoutput

Følg nedenstående ledninger ovenfor for at tilføje det digitale display. En modstandsdeler løber gennem den tredje pin fra venstre. En 10K Ohm modstand kører også fra strømmen, og pin og en 220Ohm modstand løber fra den samme pin til jorden.

Trin 11: Tilføjelse af en knap

Placer en knap på fototavlen som vist på billedet ovenfor. Forsyn knappen med strøm, og jord den ved hjælp af en 220 Ohm resister. Kør output fra knappen til en digital pin (vi brugte pin 7).

Trin 12: Montering af goniometer og ledningsudstyr

Når konstruktionen af goniometeret er fuldført, er du klar til at fastgøre goniometeret til kompressionsbøsningen. Dette gøres ved at væve de rettede papirclips ind i kompressionsbøsningen. For goniometerets variable ben, der er fastgjort til potentiometerskiven, skal du væve papirclipsen parallelt med underarmen. Tilsvarende, for referencebenet, der er forbundet til bunden af potentiometeret, væver papirclipsen parallelt med bicepsen.

Dernæst skal du tilslutte goniometret til dit kredsløb med 9 hun -til -mandlige jumperwire. De to stikkende sider af potentiometeret er forbundet til strøm og jord. Den enkelt stikkende side af potentiometeret er forbundet til analog indgang A1.

Trin 13: EMG -elektrodeplacering

For at integrere BITalino EMG -sensoren til Arduino er det første trin den korrekte placering af elektroder. Der skal bruges 3 elektrodepuder. To elektroder er placeret langs maven af bicepsmusklen, og en er placeret på albuerne. Til ledning af teser er elektroder til Bitalino røde, hvide og sorte ledninger. Den hvide bly er fastgjort til elektroden på albuen. De røde og sorte ledninger er fastgjort til elektroderne på bicepsmusklens mave. Bemærk: den røde ledning er forbundet højere på bicepsen, og den sorte ledning er forbundet lavere på bicepsen. Til sidst skal du slutte de røde og sorte ledninger til strøm og jord for at tilslutte EMG -sensoren til Arduino. Den lilla ledning skal gå ind i analog pin A0.

Trin 14: Kodning af højre rep Biosensor

Nu hvor kredsløbet er færdigt, er det klar til at uploade kode. Den vedhæftede kode er den fulde kode, der bruges til at fuldføre dette projekt. Billedet ovenfor som et eksempel på, hvordan koden skal se ud, når den er åbnet. Når koden fungerer korrekt, vil følgende ske:

1. EMG- og goniometersignalerne læses ved hjælp af analogRead () -funktionen.

2. Ved hjælp af en if () sætning kontrollerer programmet, om EMG- og goniometersignalerne er større end deres respektive tærskler. Hvis begge signaler er større, tilføjes en rep til LCD -displayet, og den grønne LED tændes for at angive, at en rep er gennemført. Hvis begge signaler ikke når deres tærskel, slukker LED'en, og ingen rep tælles.

3. Signalet sender hurtigt datapunkt ind, så der er en kodelinje, der kontrollerer, hvor lang tid der har været mellem reps. Hvis der er indsat et halvt sekund siden den forrige rep, tæller den en ny rep, så længe EMG- og goniometertærsklerne er opfyldt.

4. Dernæst kontrollerer koden, om antallet af gennemførte reps er større end eller lig med antallet af reps pr. Sæt (vi sætter denne værdi til 10 reps pr. Sæt). Hvis rep -antallet er større end eller lig med denne værdi, tændes den blå LED for at angive, at sættet er gennemført.

5. Endelig kontrollerer koden, om der trykkes på knappen. Hvis der trykkes på knappen, sættes reptællingen tilbage til 0, og LCD -displayet opdateres i overensstemmelse hermed.

For at få adgang til denne kode i GitHub, klik HER!

Trin 15: RIGHT REP EAGLE SCHEMATIC

Her er en ørneskema af det samme kredsløb bygget i ovenstående trin. Alle komponenter, bortset fra LCD -displayet, er lige frem til ledning. En påmindelse til LCD -displayet: Følg nøje ledningerne i diagrammet. Selvom de digitale stifter, hver ledning går til, ikke er fastgjort, anbefaler vi at bruge den konfiguration, vi for enkelheds skyld brugte. Hvis stifterne ikke matcher den ledning, der er angivet i koden, kører programmet ikke korrekt. Du skal muligvis dobbelt eller tredobbelt kontrollere alt er, hvor det skal være.

Trin 16: YDERLIGERE IDEER

En idé vi har for at fremme softwaren er at tilføje forskellige faser til displayet. Disse sætninger ville være afhængige af de data, der kommer ind i programmet. For eksempel, når reptællingen er et eller to reps væk fra slutningen af sættet, kunne LCD -displayet læse "Næsten færdig" eller "Bare et par flere!". Et andet eksempel kan være tidsafhængige meddelelser. Hvis dt ikke når min tid mellem reps, kan displayet læse, "bremse".

En anden software-idé kan være en selvkalibreringsfunktion. I stedet for at skulle kontrollere den serielle skærm for at finde en passende tærskel, kan koden finde den for dig. Kodningsniveauet for dette er simpelthen uden for vores nuværende viden, hvorfor det kun er en yderligere idé.

En opgradering til hardwaren kan være at bruge et potentiometer til LCD -skærmen i stedet for en modstandsdeling. Stiften, som modstandsdeleren løber igennem, styrer lysstyrken af teksten på displayet. Brug af et potentiometer ville give brugeren mulighed for at dæmpe lysstyrken med en urskive i stedet for at have et fast lysstyrkeniveau.