Sila udarca na peto in nogo tekača med tekom: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Za svoj projekt sem želel preizkusiti količino sile, ki ji je izpostavljena peta in noga tekača, in če novi tekaški copati res zmanjšajo silo. Merilnik pospeška je naprava, ki zazna pospešek na osi X, Y in Z. Pospešek se meri v G-silah, ena G-sila je enakovredna pospešku gravitacije na zemlji, ki ga vse stvari doživljajo ves čas. S tem merilnikom pospeška preizkušam količino G-sil, ki jih med tekom doživijo peta in noga, ter če obstaja razlika med novejšimi in starejšimi čevlji. Obstaja veliko pogostih zmot glede potrebe po novih tekaških copatih. Veliko ljudi verjame, da vam Nike laže, ko vam rečejo, da si vsakih 500 kilometrov priskrbite nove čevlje. Podjetja za tekaške čevlje in trgovine, ki delujejo, kot je na primer Poulsbo running (moja lokalna tekaška trgovina), vam bodo povedale, da se boste poškodovali, če čevljev ne zamenjate pogosto. Vendar nisem prepričan, ali je to povsem res, zato sem se odločil, da bom preizkusil sam. Vzrok za te tekaške poškodbe, za katere pravijo, da jih boste dobili, če nimate novih čevljev, izvirajo iz količine sile, ki jo doživlja vaša noga in peta. Pravijo, da novi čevlji zmanjšajo silo bolje kot stari čevlji, vendar nisem prepričan, da je to res. Ta projekt bo v pomoč mnogim ljudem, zlasti tistim, ki so nagnjeni k poškodbam, povezanim s tekom, in tistim, ki bi o njih želeli izvedeti več. Moj projekt bo določil, ali ta podjetja govorijo resnico, ali pa vas samo želijo prisiliti, da izločite še nekaj Benjaminov.

Zaloge

1x Arduino uno

1x Sparkfun merilnik pospeška adxl377

1x plošča za kruh

1x več mostičnih žic

1x gumb

1x LED

2x 10k uporov

2x 30k uporov

6x žic, ki so približno dolžine tekačeve noge

1x prenosni računalnik, ki lahko poganja Arduino IDE

Dodatne komponente, potrebne za sekundarno gradnjo:

1x LCD zaslon

1x potenciometer

1x veliko več mostičnih žic

1. korak: Moja začetna izdelava

Moja prva gradnja je bila dokaz koncepta. Želel sem se prepričati, da je ta projekt možen, preden sem vanj vložil čas in denar. Uporabil sem merilnik pospeška, Arduino, štiri mostične žice in prenosni računalnik, na katerem je delovala koda. Ta dokaz koncepta je bil zelo pomemben, ker sem se naučil nekaj dragocenih lekcij v zvezi s kodo. Najpomembneje pa je, da sem izvedel, da je ta projekt možen.

2. korak: Sekundarna gradnja

Najprej in predvsem želim povedati, da ta gradnja ni bila potrebna za končno gradnjo in zahteva nekaj dodatnih komponent, zato je ta korak popolnoma neobvezen. Dodal sem zaslon s tekočimi kristali (LCD), da mi lahko prikaže vrednosti sile G na računalniku brez Arduino IDE. Pred to gradnjo sem moral imeti Arduino IDE in kodo, da sem lahko prejemal izhodne podatke iz merilnika pospeška. S to novo gradnjo lahko Arduino poganjam iz katerega koli vira napajanja, sploh ni nujno, da je računalnik. Dodal sem tudi potenciometer, da sem lahko nastavil osvetlitev ozadja na LCD -ju. To bi se lahko izkazalo za koristno, če bi ga uporabil zunaj in bi na zaslonu sijalo sonce. Vsi smo bili v situaciji, ko poskušate uporabljati pametni telefon zunaj, vendar sončna svetloba otežuje videnje zaslona. Poskusite torej z roko blokirati sonce ali pa obrnite hrbet soncu, da ga poskusite blokirati. Drug način za odpravo te pogoste težave je, da povečate svetlost zaslona in ravno temu služi potenciometer. Izhodnih podatkov ne bi mogel videti dobro, lahko pa bi osvetlitev ozadja prilagodil tako, da bi jih lahko odlično videl. Nastavitev osvetlitve ozadja bi lahko prišla prav tudi v drugih primerih.

3. korak: Tretja in zadnja sestava

Za svojo tretjo in zadnjo verzijo sem združil vse najboljše lastnosti vseh mojih prejšnjih različic v eno ploščo. Končal sem z zelo izpopolnjenim in kompaktnim modulom, dolge žice pa so mi lahko tekle po nogi, ne da bi ovirale mojo obliko. Dodal sem gumb, da lahko kadar koli začnem in ustavim zbiranje podatkov. To je bilo zelo pomembno za pridobivanje dobrih podatkov, saj bi jih lahko začel zbirati takoj, ko sem začel teči, in takoj, ko sem prenehal. Zato so se vsi zbrani podatki nanašali na dejanski poskus. Dodal sem tudi LED, da sem vedel, kdaj je zbiranje podatkov vklopljeno ali kdaj ugasnjeno. Ta zadnja gradnja je na koncu dosegla velik uspeh in ravno to sem pričakoval.

4. korak: Odpravljanje težav in nekaj težav, ki sem jih imel na poti

S projektom sem imel veliko težav. Za enega mojega prvega merilnika pospeška je bilo zelo težko zagotoviti pravilnost ožičenja, kodiranja, zasnove in podatkov. Oblikovanje je bilo zelo težko, ker imam veliko omejitev, na primer, kako težka je ali velika. Moram biti sposoben teči in želim teči najbližje svoji običajni tekaški obliki, da bo ta poskus natančen. Kodiranje je bilo tudi zelo težko in je zahtevalo veliko težav pri odpravljanju težav. Imel sem težave pri branju ustrezne količine G iz merilnika pospeška. Mma8452q (moj merilnik pospeška) se zapre pri osmih G. Včasih, ko bi se komaj z nogo dotaknil tal, bi se izpisalo osem G, kar je preprosto napačno, saj je previsoko. Po nekaj težavah pri snemanju in ponovnem kodiranju pa sem lahko popravil skaliranje.

5. korak: Moja koda

Uporabil sem enega od primerov iz knjižnice Sparkfun, dodal pa sem tudi gumb in LED. To je bilo precej preprosto, saj v tem projektu obstajajo primeri vsega, vendar morate združiti več kot enega skupaj

Korak 6: Zaključek in analiza podatkov

Ta projekt vidim kot velik uspeh. Dosegel sem skoraj vse, če ne vse svoje cilje. Uspelo mi je dobiti veliko zelo uporabnih podatkov. Veliko sem se naučil o kodiranju, ožičenju, Arduinovih elektronskih komponentah, izgradnji kompaktnega modularnega sistema, sili G in teku. Zdaj naj sprejmem ali zavrnem mojo izjavo iz mojega uvodnega odstavka in celoten razlog, zakaj sem začel ta projekt. Želel sem dokazati, da se podjetja motijo, tako da pokažem, da vam ni treba kupovati novih čevljev na vsakih 500 kilometrov. Ali novi čevlji res zmanjšujejo količino sil G, ki jih tekaška peta in noge doživljajo med tekom? Odgovor je pritrdilen. Primerjal sem količino sil G, ki jih je moja peta doživela v paru novih tekaških copat, starih tekaških copat, kombijev in kot kontrolo sem nosil samo nogavice. Ugotovil sem, da sem v nogavicah doživel do osem G -jev. To je bila enaka količina G -jev kot dostavna vozila, kar je pričakovati. V starih tekaških copatih sem doživel do šest G. pri novih tekačih nisem doživel največ štirih G -jev. Kot lahko vidimo, so novi tekači najbolje uspeli zmanjšati udarno silo, najslabša pa so bila dostavna vozila (ne upoštevamo nogavic, saj je bila to kontrolna spremenljivka). Predvidevam, da z mojo postavko za manj kot dvajset dolarjev ne morem oporekati temu, kar se jim je izkazalo za 2,5 milijarde dolarjev, ki jih je Nike v zadnjih petih letih porabil za raziskave in razvoj. Mogoče bom naslednjič porabil trideset in bomo videli, kaj se bo potem zgodilo.