Den riktige representanten: 16 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58

"Løfter du egentlig vekter?"

For nybegynnere på treningsstudio kan det være en skremmende oppgave å lære å løfte. Øvelsene føles unaturlige, og hver representant føler seg mislykket. For å gjøre saken verre, er det et problem at tilskuerne stirrer smertende på den dårlige teknikken og de tynne armene.

Hvis denne beklagelige scenen ser ut som deg, så er Right Rep biosensor noe for deg! For nybegynnere med store hjerner som ønsker å få store guttearmer, hjelper Right Rep biosensor med å sikre at du får den rette representanten hver gang. Denne biosensoren teller biceps -repetisjoner og indikerer om du jobber hardt nok og bruker et komplett bevegelsesområde. Med Right Rep lærer du å rep rep.

Trinn 1: Materialer og verktøy

Følgende er en liste over materialer og verktøy for dette prosjektet:

Materialer

1. Arduino Uno MicroProcessor ($ 23,00)
2. Halvstørr brødbrett (4 pakker - $ 5,99)
3. 16 segmenters LCD -skjerm (2 pakker - 6,49 dollar)
4. BITalino EMG -sensor ($ 27,00)
5. 1 x 3 bly tilbehør ($ 21,47)
6. Sensorkabel ($ 10,87)
7. 3 forhåndsmelterte 3M engangselektroder (50 pakker - 20,75 dollar)
8. 4 220 Ohm motstand (100 pakker - 6,28 dollar)
9. 1 10K Ohm motstand (100 pakker - $ 5,99)
10. 1 potensiometer (10 pakker - $ 9,99)
11. Tilkoblingskabler (120 pakker - 6,98 dollar, inkluderer M/F, M/M og F/F)
12. 9V batteri (4 pakker - $ 13,98)
13. 2 binders (100 pakker - $ 2,90)
14. Scotch Mounting Putty ($ 1,20)
15. Bærbar erme (kjøpt kompresjonshylse, eller du kan klippe ermet fra en gammel skjorte)

Totalt: $ 162,89 (Dette er ganske enkelt summen av prisene ovenfor. Prisen per enhet for hver komponent bør være mye mindre)

Verktøy

Datamaskin med Arduino -kodingsfunksjoner

Trinn 2: Forberedelse og bakgrunn

Før du begynner å koble til høyre rep -krets, er det viktig å ta deg tid til å lære om handlingspotensialer og noen grunnleggende kretser. Skjelettmuskler har to grunnleggende egenskaper, de er spennende og sammentrekkbare. Spennende betyr at de reagerer på stimulans og kontraktbar betydning som betyr at de er i stand til å produsere spenning. Hver gang du løfter en vekt, blir muskelfibrene begeistret på grunn av små spenninger over muskelen som kalles handlingspotensialer. The Right Rep overvåker disse handlingspotensialene ved hjelp av en elektromyogramsensor (EMG) for å sikre at musklene dine jobber med full kapasitet. Mer informasjon om EMG -sensorer finner du her.

Erfaring med ledningsføring av elektriske kretser bør være tilstrekkelig for omfanget av denne vanskelige. For å lage Right Rep -biosensoren må du koble noen få enheter til kretsen. Hovedenhetene er Arduino Uno mikroprosessor, 16 segment Liquid Cristal Display (LCD), BITalino EMG -sensor og hjemmelaget goniometer.

Arduino Uno -mikroprosessoren er en datamaskin som fungerer som "hjernen" til systemet. LCD -skjermen bruker et 16 segment display for å indikere reps. EMG -sensoren måler handlingspotensialene som angitt ovenfor. Til slutt bruker det hjemmelagde goniometeret et roterende potensiometer for å måle hele bevegelsesområdet. Det gjør dette ved å måle den variable utgangsspenningen gitt av den endrede potensiometermotstanden.

Etter at systemet er bygget, må det være utstyrt med kode. Dette prosjektet bruker Arduino -kode. Før du starter dette prosjektet, bør du gjøre deg kjent med LCD -biblioteket og andre nyttige Arduno -koder som finnes her. Koden vi brukte for dette prosjektet ligger på GitHub. Koden og lastes ned og brukes til ditt eget prosjekt når som helst.

Trinn 3: Sikkerhet

Advarsel!

Right Rep biosensor er ikke et medisinsk utstyr og bør ikke brukes som erstatning for medisinsk instrumentering. Rådfør deg med legen din om trening og løfting av tunge vekter før du bruker Right Rep -biosensoren.

Right Rep er en elektrisk enhet som har potensial for elektrisk støt. Derfor, for å sikre at riktig representant er trygg for alle, bør følgende sikkerhetstiltak iverksettes.

Her er noen elektriske sikkerhetstips å følge:

• Strøm bør kobles fra ved endring av kretser.
• Ikke modifiser kretser med våt eller ødelagt hud
• Hold alle væsker og andre ledende materialer borte fra kretsen
• Ikke bruk elektriske enheter under tordenvær eller i andre tilfeller der overspenning har høyere forekomst enn normalt.
• Dette systemet bruker en EMG -sensor og elektrodeputer. Sørg for at du følger riktig elektrodeplassering og sikkerhetsretningslinjer som finnes her.
• Koble alle komponentene til jord. Dette sikrer at det ikke er noen lekkasjestrøm fra enheten til deg.

Elektrisitet er farlig. Følg disse sikkerhetsreglene for å sikre at din uforgjengelige opplevelse blir hyggelig og fri for fare.

Trinn 4: Tips og tips:

Biosensorer kan være ustabile ting, ting fungerer ett sekund, det andre sekund mislykkes. Følgende er noen tips og tips for å få Right Rep -sensoren til å fungere jevnt.

Feilsøking:

• Hvis LCD -skjermen teller reps når sammentrekning ikke finner sted, må du kontrollere at elektrodene er godt festet til motivet med tape. Dette reduserer uønsket bevegelsesartefakt. Hvis førstnevnte fortsatt ikke fungerer, bør du vurdere å endre EMG -terskelen i Arduino -koden.
• Bevegelsesområdet varierer mellom hver bruker. Dette kan føre til at en rep ved et fullstendig bevegelsesområde ikke telles. For å gjøre rede for variabilitet, juster goniometerterskelen for å ta hensyn til denne endringen.
• LCD for å dempe? Prøv å skru opp lysstyrken ved å endre motstanden på "Vo" -nålen. Eller test dette eksemplet for å sikre at det fungerer som det skal.
• Hvis Arduino mister strøm, må du kontrollere om 9V -batteriet er dødt.
• Hvis alt annet mislykkes, må du kontrollere at alle ledninger er riktig og sikkert tilkoblet.

Tips:

• Det kan være lett å miste oversikten over hvor ledninger går i en krets. Et nyttig tips ville være å etablere et fargevalg og være konsekvent gjennom hele prosjektet. For eksempel å bruke en rød ledning for positiv spenning og bruk av svart ledning for jord.
• Løft er for din personlige helse, ikke la andres meninger påvirke treningen din!

Trinn 5: Lag et hjemmelaget goniometer

For å lage et hjemmelaget goniometer må du kjøpe Scotch -monteringssparkel, et roterende potensiometer og 2 binders.

Trinn 6: Sett alt sammen

For å lage goniometeret, rett ut to binders. Deretter vikler du hjulet på potensiometeret med monteringssparkel. Ta en av de rettede bindersene, og sett den inn i monteringspakningen. Dette vil være det variable goniometerbenet som beveger seg med underarmen. For referansebenet festes en binders til bunnen av potensiometeret ved hjelp av monteringssparkel. Dette beinet blir festet parallelt med bicepsen.

Trinn 7: Komme i gang

For å bygge kretsene, begynn med å koble strøm og jord fra Arduino Uno til proto-kortet.

Trinn 8: Legge til EMG og goniometer

Koble hver både EMG og goniometer til strøm, jord og en analog pinne. For diagrammet ovenfor representerer den lille sensoren til venstre EMG og potensiometeret representerer goniometeret. Legg merke til hvilken pin hver sensor er i, vi har EMG i A0 og goniometeret i A1.

Trinn 9: Legge til LED -utganger

Koble to lysdioder til bakken og en digital pinne. Den ene lysdioden indikerer når en rep er fullført, og den andre lysdioden indikerer når et sett er fullført. Legg merke til den digitale pinnen hver LED er inne for kodingsdelen. Vi har en LED til pin 8 og den andre til pin 9. Hver LED skal kobles til jord ved hjelp av en 220Ohm motstand.

Trinn 10: Legge til en digital skjermutgang

For å legge til den digitale skjermen, følg kablingene som følger med nøye. En motstandsdeler går gjennom den tredje pinnen fra venstre. En 10K Ohm -motstand går også fra strømmen, og en 220Ohm -motstand går fra den samme pinnen til bakken.

Trinn 11: Legge til en knapp

Plasser en knapp på fotokortet som vist på bildet ovenfor. Forsyn knappen med strøm og jord den med en 220 Ohm motstand. Kjør utgangen på knappen til en digital pin (vi brukte pin 7).

Trinn 12: Montering av goniometer og ledningsutstyr

Når konstruksjonen av goniometeret er fullført, er du klar til å feste goniometeret til kompresjonshylsen. Dette gjøres ved å veve de rettet bindersene i kompresjonshylsen. For det variable benet på goniometeret, festet til potensiometerskiven, veve binderset parallelt med underarmen. Tilsvarende, for referansebenet, koblet til bunnen av potensiometeret, veve binderset parallelt med bicepsen.

Deretter bruker du 9 kvinnelige til mannlige ledertråder for å koble goniometeret inn i kretsen din. De to stikkende sidene av potensiometeret er koblet til strøm og jord. Den ene stikkende siden av potensiometeret er koblet til analog inngang A1.

Trinn 13: Plassering av EMG -elektrode

For å integrere BITalino EMG -sensoren til Arduino, er det første trinnet riktig plassering av elektroder. 3 elektrodeputer vil være nødvendig. To elektroder er plassert langs magen til bicepsmuskelen og en er plassert på albuebenet. For å koble teser er elektroder til Bitalino røde, hvite og svarte ledninger. Den hvite ledningen er festet til elektroden på albuen. De røde og svarte lederne er festet til elektrodene på magen til bicepsmuskelen. Merk: den røde ledningen er koblet høyere på bicepsen og den svarte ledningen er koblet lavere på bicepsen. Til slutt, for å koble EMG -sensoren til Arduino, koble de røde og svarte ledningene til strøm og jord. Den lilla ledningen skal gå inn i analog pin A0.

Trinn 14: Koding av høyre representant Biosensor

Nå som kretsen er fullført, er den klar for å laste opp kode. Den vedlagte koden er hele koden som ble brukt for å fullføre dette prosjektet. Bildet ovenfor som et eksempel på hvordan koden skal se ut når den er åpnet. Når koden fungerer som den skal, skjer følgende:

1. EMG- og goniometersignalene leses med analogRead () -funksjonen.

2. Ved hjelp av en if () -uttalelse sjekker programmet om EMG- og goniometersignalene er større enn sine respektive terskler. Hvis begge signalene er større, blir en rep lagt til på LCD -displayet, og den grønne lysdioden tennes for å indikere at en repetisjon er fullført. Hvis begge signalene ikke oppfyller terskelen, slås lysdioden av og ingen representant telles.

3. Signalet sender raskt inn datapunktet, så det er en kodelinje som sjekker hvor lang tid det har gått mellom reps. Hvis et halvt sekund har limt inn siden forrige rep, vil den telle en ny rep så lenge terskelene for EMG og goniometer er oppfylt.

4. Deretter sjekker koden om antall reps som er fullført er større enn eller lik antallet reps per sett (vi setter denne verdien til 10 reps per sett). Hvis reptellingen er større enn eller lik denne verdien, tennes den blå LED -en for å angi at settet er fullført.

5. Til slutt sjekker koden om det trykkes på knappen. Hvis du trykker på knappen, settes reptellingen tilbake til 0 og LCD -displayet oppdateres tilsvarende.

For å få tilgang til denne koden i GitHub, klikk HER!

Trinn 15: RIGHT REP EAGLE SCHEMATIC

Her er en ørneskjema for den samme kretsen bygget i trinnene ovenfor. Alle komponentene, bortsett fra LCD -skjermen, er rett frem til ledning. En påminnelse for LCD -displayet: Følg ledningene som er vist i diagrammet nøye. Selv om de digitale pinnene hver ledning går til ikke er fikset, anbefaler vi å bruke konfigurasjonen vi brukte for enkelhets skyld. Hvis pinnene ikke samsvarer med ledningen som er angitt i koden, vil programmet ikke kjøre riktig. Du må kanskje dobbel- eller trippelsjekke at alt er der det skal være.

Trinn 16: YTTERLIGERE IDEER

En idé vi har for å fremme programvaren, er å legge til forskjellige faser i displayet. Disse setningene vil være avhengige av dataene som kommer inn i programmet. For eksempel, når reptellingen er en eller to reps fra slutten av settet, kan LCD -skjermen lese "Nesten ferdig" eller "Bare noen få flere!". Et annet eksempel kan være tidsavhengige meldinger. Hvis dt ikke når min tid mellom reps, kan displayet lese "sakte".

En annen programvareidé kan være en selvkalibreringsfunksjon. I stedet for å måtte kontrollere den serielle skjermen for å finne en passende terskel, kan koden finne den for deg. Kodingsnivået som kreves for dette er ganske enkelt utenfor vår nåværende kunnskap, og derfor er det bare en ytterligere idé.

En oppgradering for maskinvaren kan være å bruke et potensiometer for LCD -skjermen i stedet for en motstandsdeler. Pinnen som motstandsdeleren kjører gjennom styrer lysstyrken til teksten på displayet. Bruk av et potensiometer ville tillate brukeren å dempe lysstyrken med en skive i stedet for å ha et fast lysstyrkenivå.