Slagkraft på en løbers hæl og ben under løb: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Til mit projekt ville jeg teste mængden af kraft, som en løbers hæl og ben udsættes for, og hvis nye løbesko virkelig reducerer kraften. Et accelerometer er en enhed, der registrerer acceleration i X-, Y- og Z -akserne. Acceleration måles i G-styrker, en G-kraft svarer til tyngdekraftens acceleration på jorden, som alle ting oplever til enhver tid. Jeg bruger dette accelerometer til at teste mængden af G-Forces, som min hæl og ben oplever under løb, og om der er forskel på nyere og ældre sko. Der er mange almindelige misforståelser om behov for nye løbesko. Mange mennesker tror, at Nike lyver for dig, når de fortæller dig at få nye sko hver 500 kilometer. Løbeskofirmaer og løbebaserede butikker, f.eks. Poulsbo -løb (min lokale løbebutik), fortæller dig, at du vil skade dig selv, hvis du ikke udskifter dine sko ofte. Jeg er dog ikke sikker på, om det er helt rigtigt, og derfor besluttede jeg, at jeg ville teste det selv. Årsagen til disse løbeskader, som de fortæller dig vil få, hvis du ikke har nye sko, stammer fra den mængde kraft, som dit ben og din hæl oplever. De siger, at nye sko reducerer kraften bedre end gamle sko, men jeg er ikke overbevist om, at det er sandt. Dette projekt vil være nyttigt for mange mennesker, især dem, der er tilbøjelige til at løbe relaterede skader, og dem, der gerne vil vide mere om dem. Mit projekt vil afgøre, om disse virksomheder fortæller sandheden, eller om de bare prøver at få dig til at punge ud med et andet par Benjamins.

Forbrugsvarer

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 accelerometer

1x brødbræt

1x mange springtråde

1x knap

1x LED

2x 10k modstande

2x 30k modstande

6x ledninger, der er cirka længden af løberens ben

1x bærbar computer, der kan køre Arduino IDE

Ekstra komponenter nødvendige til den sekundære konstruktion:

1x LCD -skærm

1x potentiometer

1x mange flere springtråde

Trin 1: Min første build

Min første konstruktion var et bevis på konceptet. Jeg ville sikre mig, at dette projekt var muligt, før jeg begyndte at investere tid og penge i det. Jeg brugte et accelerometer, Arduino, fire springtråde og min bærbare computer, der kørte koden. Dette bevis på konceptet var meget vigtigt, fordi jeg lærte nogle værdifulde lektioner med hensyn til koden. Vigtigst af alt lærte jeg, at dette projekt var muligt.

Trin 2: Sekundær opbygning

Først og fremmest vil jeg sige, at denne build ikke var nødvendig for den endelige build, og det kræver nogle ekstra komponenter, så dette trin er helt valgfrit. Jeg tilføjede på en Liquid Crystal Display (LCD), så den kunne give mig G -kraftværdierne på en computer uden Arduino IDE. før denne build skulle jeg have Arduino IDE og koden for at kunne modtage outputdata fra accelerometeret. Med denne nybyggeri kan jeg køre Arduino fra enhver strømkilde, det behøver ikke engang at være en computer. Jeg tilføjede også et potentiometer, så jeg kunne justere baggrundsbelysningen på LCD'et. Dette kunne vise sig nyttigt, hvis jeg skulle bruge det udenfor, og solen skinnede på skærmen. Vi har alle været i den situation, hvor du forsøger at bruge din smartphone udenfor, men lyset fra solen gør det svært at se skærmen. Så du prøver at blokere solen med din hånd, eller du vender ryggen til solen for at prøve at blokere den. En anden måde at løse dette almindelige problem på er at skrue op for skærmens lysstyrke, og det er præcis, hvad potentiometeret er der til. Jeg ville ikke kunne se outputdataene særlig godt, men jeg kunne justere baggrundslyset, så jeg kunne se det perfekt. Baggrundsbelysningen kan også være nyttig i andre tilfælde.

Trin 3: Tredje og sidste build

Til min tredje og sidste build kombinerede jeg alle de bedste attributter for alle mine tidligere builds til et bord. Jeg endte med et meget raffineret og kompakt modul, og de lange ledninger kunne løbe ned ad mit ben uden at forhindre min form. Jeg tilføjede en knap, så jeg til enhver tid kunne starte og stoppe min dataopsamling. Dette var meget afgørende for at få gode data, fordi jeg ville være i stand til at begynde at indsamle, så snart jeg begyndte at køre, og så snart jeg stoppede. Derfor vedrørte alle de indsamlede data det faktiske eksperiment. Jeg tilføjede også en LED, så jeg vidste, hvornår dataindsamlingen var tændt, eller når den var slukket. Denne sidste konstruktion endte med at blive en stor succes, og det var præcis, hvad jeg havde håbet på.

Trin 4: Fejlfinding og nogle problemer, jeg havde undervejs

Jeg har haft mange problemer med projektet. For mit første accelerometer var det meget svært at få ledninger, kodning, design og data til at være korrekte. Designet var meget svært, fordi jeg har mange begrænsninger, for eksempel hvor tungt det er, eller hvor stort det er. Jeg skal kunne løbe, og jeg vil gerne kunne køre tættest på min almindelige løbeform, for at dette eksperiment er præcist. Kodningen var også meget vanskelig og krævede en masse fejlfinding. Jeg havde problemer med at læse en ordentlig mængde G’er fra mit accelerometer. Mma8452q (mit accelerometer) kører ud ved otte G’er. Nogle gange når jeg bare knap rørte min fod til gulvet, læste den otte G’er, og det er simpelthen forkert, da den er alt for høj. Efter nogle fejlfinding og omkodning kunne jeg dog få skaleringen korrekt.

Trin 5: Min kode

Jeg brugte et af eksemplerne fra Sparkfun -biblioteket, og jeg tilføjede også en knap og LED selv. dette var ret simpelt, da der er eksempler på alt i dette projekt, men du skal kombinere mere end én sammen

Trin 6: Konklusion og dataanalyse

Jeg ser dette projekt som en stor succes. Jeg nåede næsten alle, hvis ikke alle, mine mål. Jeg var i stand til at få en masse meget brugbare data. Jeg lærte meget om kodning, ledninger, Arduinos elektroniske komponenter, opbygning af et kompakt modulsystem, G -kraft og drift. Nu enten at acceptere eller afvise min erklæring fra mit åbningsafsnit, og hele grunden til, at jeg startede dette projekt. Jeg ville bevise virksomhederne forkert ved at vise, at du ikke behøver at købe nye sko hver 500 kilometer. Reducerer nye sko virkelig mængden af G -kræfter, som en løbers hæl og ben oplever under løb? Svaret er ja. Jeg sammenlignede mængden af G -kræfter, som min hæl oplevede i et par nye løbesko, gamle løbesko, varevogne og som kontrol havde jeg bare strømper på. Jeg fandt ud af, at jeg i mine strømper oplevede op til otte G’er. Dette var den samme mængde G’er som varevognene, hvilket må forventes. I de gamle løbesko oplevede jeg op til seks G’er. i de nye løbere oplevede jeg ikke mere end fire G’er. Som vi kan se, var de nye løbere de bedste til at reducere slagkraften, og varevognene var de værste (uden at tælle strømperne, da det var kontrolvariablen). Jeg formoder, at jeg med mit under tyve dollar setup ikke kan modbevise, hvad de 2,5 milliarder dollars, Nike har brugt i løbet af de sidste fem år på forskning og udvikling, har vist for dem. Måske vil jeg bruge tredive næste gang, og vi får se, hvad der sker derefter.