Desni predstavnik: 16 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

"Brate sploh dvigneš?"

Za začetnike v telovadnici je lahko učenje dviganja zastrašujoča naloga. Vaje se počutijo nenaravno in vsaka ponovitev se počuti neuspešno. Še huje pa je, da neprijetnosti dodajajo tudi gledalci, ki boleče strmijo v vašo slabo tehniko in šibke roke.

Če ta žalosten prizor izgleda kot vi, potem je pravi senzor biosenzor za vas! Za začetnike v telovadnici z velikimi možgani, ki želijo dobiti roke velikega fanta, biosenzor Right Rep pomaga zagotoviti, da boste vsakič dobili pravega predstavnika. Ta biosenzor šteje ponovitve bicepsov in kaže, ali delate dovolj trdo in uporabljate celoten obseg gibanja. Z Right Repom se boste naučili pravilno reprezentirati.

Korak: Materiali in orodja

Sledi seznam materialov in orodij za ta projekt:

Materiali

1. Arduino Uno mikroprocesor (23,00 USD)
2. Pol velikosti deske za kruh (4 pakiranja - 5,99 USD)
3. 16 -segmentni LCD zaslon (2 pakiranja - 6,49 USD)
4. BITalino EMG senzor (27,00 USD)
5. 1 x 3 dodatki za svince (21,47 USD)
6. Senzorski kabel (10,87 USD)
7. 3 predhodno gelirane 3M elektrode za enkratno uporabo (50 pakiranja - 20,75 USD)
8. 4 220 ohmski upor (paket 100 - 6,28 USD)
9. 1 10K ohmski upor (paket 100 - 5,99 USD)
10. 1 potenciometer (paket 10 - 9,99 USD)
11. Povezovalne žice (paket 120 - 6,98 USD, vključuje M/F, M/M in F/F)
12. 9V baterija (4 pakiranja - 13,98 USD)
13. 2 sponke za papir (100 pakiranja - 2,90 USD)
14. Škotski montažni kit (1,20 USD)
15. Nosljiv rokav (kupljen kompresijski rokav ali pa izrežete rokav iz stare srajce)

Skupaj: 162,89 USD (To je zgolj vsota zgornjih cen. Cena na enoto za vsako komponento bi morala biti veliko nižja)

Orodja

Računalnik z zmožnostjo kodiranja Arduino

2. korak: priprava in ozadje

Preden začnete ožičiti vezje Right Rep, je pomembno, da si vzamete čas za spoznavanje akcijskih potencialov in nekaj osnovnih vezij. Skeletne mišice imajo dve temeljni lastnosti: so razdražljive in krčljive. Vzbudljiv pomen se odzivajo na dražljaje in skrčljiv pomen, da lahko povzročijo napetost. Vsakič, ko dvignete utež, se mišična vlakna vzbudijo zaradi majhnih napetosti v mišici, imenovanih akcijski potenciali. Desni predstavnik spremlja te akcijske potenciale s senzorjem elektromiograma (EMG), da zagotovi, da vaše mišice delujejo s polno zmogljivostjo. Več informacij o EMG senzorjih najdete tukaj.

Izkušnje pri ožičenju električnih vezij bi morale zadostovati za obseg te nepremagljive. Za izdelavo biosenzorja Right Rep boste morali povezati nekaj naprav v vezje. Glavne naprave so mikroprocesor Arduino Uno, 16 -segmentni tekoče kristalni zaslon (LCD), BITalino EMG senzor in domači goniometer.

Mikroprocesor Arduino Uno je računalnik, ki deluje kot "možgani" sistema. LCD za prikaz ponovitev uporablja 16 -segmentni zaslon. Senzor EMG meri akcijske potenciale, kot je navedeno zgoraj. Nazadnje, domači goniometer uporablja rotacijski potenciometer za merjenje celotnega obsega gibanja. To naredi z merjenjem spremenljive izhodne napetosti, ki jo daje spreminjajoči se upor potenciometra.

Ko je sistem zgrajen, mu je treba priložiti kodo. Ta projekt uporablja kodo Arduino. Preden se lotite tega projekta, se morate seznaniti s knjižnico LCD in drugo uporabno kodo Arduno, ki jo najdete tukaj. Koda, ki smo jo uporabili za ta projekt, se nahaja na GitHubu. Kodo, ki jo lahko kadar koli naložite in uporabite za svoj projekt.

3. korak: Varnost

Opozorilo!

Biosenzor Right Rep ni medicinski pripomoček in ga ne smemo uporabljati kot nadomestek za medicinske instrumente. Pred uporabo biosenzorja Right Rep se posvetujte s svojim zdravnikom o vadbi in dvigovanju težkih uteži.

Right Rep je električna naprava, ki lahko povzroči električni udar. Zato je za zagotovitev, da je pravi predstavnik varen za vse, treba upoštevati naslednje varnostne ukrepe.

Tukaj je nekaj nasvetov za električno varnost:

• Pri spreminjanju tokokrogov je treba izklopiti napajanje.
• Ne spreminjajte vezij z mokro ali poškodovano kožo
• Vse tekočine in druge prevodne materiale hranite stran od tokokroga
• Ne uporabljajte električnih naprav med nevihtami ali v drugih primerih, ko imajo prenapetosti višjo incidenco kot običajno.
• Ta sistem uporablja senzor EMG in elektrodne blazinice. Prosimo, da upoštevate pravilne namestitve elektrod in varnostne smernice, ki jih najdete tukaj.
• Priključite vse komponente na ozemljitev. To zagotavlja, da iz naprave ne pride do puščanja toka.

Električna energija je nevarna, saj upoštevanje teh varnostnih ukrepov zagotavlja, da bodo vaše nepozabne izkušnje prijetne in brez nevarnosti.

4. korak: Namigi in nasveti:

Biosenzorji so lahko nestanovitne stvari, ena sekunda deluje, naslednjo sekundo stvari slabo uspejo. Spodaj je nekaj namigov in namigov za nemoteno delovanje senzorja Right Rep.

Odpravljanje težav:

• Če LCD šteje ponovitve, ko krčenje ne poteka, se prepričajte, da so elektrode tesno pritrjene na motiv s trakom. To zmanjša neželene artefakte gibanja. Če prvi še vedno ne deluje, razmislite o spremembi praga EMG v kodi Arduino.
• Obseg gibanja se med posameznimi uporabniki razlikuje. To lahko povzroči, da se ponovitev pri celotnem obsegu gibanja ne šteje. Za upoštevanje variabilnosti prilagodite prag goniometra, da upoštevate to spremembo.
• LCD zatemniti? Poskusite povečati svetlost s spreminjanjem upora na zatiču "Vo". Ali pa preizkusite ta primer in se prepričajte, da deluje pravilno.
• Če Arduino izgublja moč, preverite, ali je baterija 9V prazna.
• Če vse drugo ne uspe, preverite, ali so vse žice pravilno in varno priključene.

Nasveti:

• Lahko preprosto izgubite sled, kje gredo žice v tokokrog. Koristni nasvet bi bil, da določite barvno shemo in bodite dosledni v celotnem projektu. Na primer z uporabo rdeče žice za pozitivno napetost in uporabo črne žice za ozemljitev.
• Dviganje je za vaše osebno zdravje, ne dovolite, da mnenja drugih vplivajo na vašo vadbo!

5. korak: Izdelava domačega goniometra

Za izdelavo domačega goniometra morate kupiti montažni kit Scotch, rotacijski potenciometer in 2 sponki za papir.

Korak 6: Združite vse skupaj

Če želite ustvariti goniometer, poravnajte dve sponki za papir. Nato zavijte gumb potenciometra z montažnim kitom. Vzamemo eno od poravnanih sponk za papir in jo vstavimo v montažni kit. To bo noga s spremenljivim goniometrom, ki se premika s podlakti. Za referenčno nogo pritrdite sponko na dno potenciometra z uporabo montažnega kita. Ta noga bo pritrjena vzporedno z bicepsom.

7. korak: Začnite

Za izdelavo vezja začnite z ožičenjem napajanja in ozemljitve od Arduino Uno do proto plošče.

8. korak: Dodajte EMG in goniometer

Priključite EMG in goniometer na napajanje, ozemljitev in analogni pin. Za zgornji diagram mali senzor na levi predstavlja EMG, potenciometer pa goniometer. Upoštevajte, v katerem zatiču je vsak senzor, imamo EMG v A0 in goniometer v A1.

9. korak: Dodajanje LED izhodov

Priključite dve LED na ozemljitev in digitalni zatič. Ena LED označuje, kdaj je ponovitev zaključena, druga LED, ko je komplet zaključen. Upoštevajte digitalni zatič, na katerem je vsaka LED dioda za kodirni del. Imamo eno LED, ki bo šla na pin 8, druga pa na pin 9. Vsaka LED mora biti priključena na ozemljitev z uporom 220Ohm.

10. korak: Dodajanje izhoda za digitalni zaslon

Če želite dodati digitalni zaslon, natančno sledite zgornjemu ožičenju. Preko tretjega zatiča z leve strani poteka uporniški delilnik. 10K ohmski upor teče od omenjenega zatiča, 220 umski pa od istega pina do tal.

11. korak: Dodajanje gumba

Na foto ploščo postavite gumb, kot je prikazano na zgornji sliki. Napajajte gumb in ga ozemljite z 220 ohmskim uporom. Izhod gumba zaženite v digitalni pin (uporabili smo pin 7).

Korak 12: Namestitev goniometra in nastavkov za žice

Ko je konstrukcija goniometra končana, ste pripravljeni pritrditi goniometer na stiskalno tulko. To naredite tako, da poravnate sponke za papir vstavite v stiskalno tulko. Za spremenljivo nogo goniometra, pritrjeno na gumb za potenciometer, stisnite zaponko vzporedno s podlakti. Podobno za referenčno nogo, povezano z dnom potenciometra, stisnite zaponko vzporedno z bicepsom.

Nato za priključitev goniometra v vezje uporabite 9 žic moških moških in ženskih. Dve robi potenciometra sta povezani z električno energijo in maso. Enojna stran potenciometra je priključena na analogni vhod A1.

Korak: Namestitev elektrode EMG

Za vključitev BITalino EMG senzorja v Arduino je prvi korak pravilna namestitev elektrod. Potrebovali boste 3 elektrodne blazinice. Dve elektrodi sta nameščeni vzdolž trebuha biceps mišice, ena pa na komolčni kosti. Za priključitev teh elektrod na Bitalino so rdeči, beli in črni kabli. Beli kabel je pritrjen na elektrodo na komolcu. Rdeči in črni vodi so pritrjeni na elektrode na trebuhu mišice bicepsa. Opomba: rdeča žica je priključena višje na bicepsu, črna pa nižje na bicepsu. Nazadnje, za priključitev senzorja EMG na Arduino priključite rdeče in črne žice na napajanje in ozemljitev. Vijolična žica mora iti v analogni pin A0.

Korak 14: Kodiranje desnega biosenzorja Rep

Ko je vezje končano, je pripravljeno za nalaganje kode. Priložena koda je celotna koda, uporabljena za dokončanje tega projekta. Zgornja slika kot vzorec, kako naj bi koda izgledala, ko se enkrat odpre. Ko koda deluje pravilno, se bo zgodilo naslednje:

1. Signali EMG in goniometra se berejo s funkcijo analogRead ().

2. Z uporabo stavka if () program preveri, ali sta signala EMG in goniometra večja od njihovih pragov. Če sta oba signala večja, se na LCD -prikazovalnik doda ponovitev in prižge se zelena LED, kar pomeni, da je ponovitev končana. Če oba signala ne dosežeta svojega praga, se LED ugasne in noben rep se ne šteje.

3. Signal hitro pošlje podatkovno točko, zato je vrstica kode, ki preveri, koliko časa je preteklo med ponovitvami. Če je od prejšnjega ponovitve prilepljeno pol sekunde, bo štelo novo ponovitev, dokler sta dosežena praga EMG in goniometra.

4. Nato koda preveri, ali je število opravljenih ponovitev večje ali enako številu ponovitev na niz (to vrednost nastavimo na 10 ponovitev na niz). Če je število ponovitev večje ali enako tej vrednosti, se prižge modra LED, kar pomeni, da je komplet zaključen.

5. Na koncu preverite kodo, če pritisnete gumb. Če pritisnete gumb, se število ponovitev nastavi na 0 in LCD zaslon se ustrezno posodobi.

Za dostop do te kode v GitHub -u kliknite TUKAJ!

Korak 15: PRAVI REP EAGLE SHEMA

Tukaj je shema orla istega vezja, zgrajenega v zgornjih korakih. Vse komponente, razen LCD zaslona, so naravnost povezane z žico. Opomnik za LCD zaslon: pozorno sledite žicam, ki so prikazane na diagramu. Čeprav digitalni zatiči, na katere gre vsaka žica, niso fiksni, priporočamo uporabo konfiguracije, ki smo jo uporabili za poenostavitev. Če se nožice ne ujemajo z žico, navedeno v kodi, program ne bo deloval pravilno. Morda boste morali dvakrat ali trikrat preveriti, ali je vse tam, kjer mora biti.

16. korak: DALJE IDEJE

Ideja, ki jo moramo nadgraditi s programsko opremo, je, da na zaslon dodamo različne faze. Ti stavki bi bili odvisni od podatkov, ki prihajajo v program. Na primer, ko je število ponovitev oddaljeno eno ali dve ponovitvi od konca niza, se lahko na LCD zaslonu prikaže "Skoraj končano" ali "Samo še nekaj!". Drug primer so lahko časovno odvisna sporočila. Če dt ne doseže minimalnega časa med ponovitvami, se na zaslonu lahko glasi "upočasni".

Druga ideja o programski opremi je lahko funkcija samokalibracije. Namesto da bi morali preveriti serijski monitor, da bi našli ustrezen prag, bi ga koda lahko našla namesto vas. Stopnja kodiranja, ki je za to potrebna, preprosto presega naše trenutno znanje, zato je to le nadaljnja ideja.

Nadgradnja strojne opreme bi lahko bila uporaba potenciometra za LCD zaslon namesto upornega delilnika. Zatič, skozi katerega poteka razdelilnik upora, nadzoruje svetlost besedila na zaslonu. Uporaba potenciometra bi uporabniku omogočila, da zmanjša svetlost s številčnico, namesto da ima fiksno raven svetlosti.