Slagkraft på løperens hæl og ben mens du løper: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

For prosjektet mitt ønsket jeg å teste mengden kraft som løperens hæl og bein blir utsatt for, og hvis nye løpesko virkelig reduserer kraften. Et akselerometer er en enhet som oppdager akselerasjon i X-, Y- og Z -aksene. Akselerasjon måles i G-styrker, en G-kraft tilsvarer tyngdekraftens akselerasjon på jorden som alle ting opplever til enhver tid. Jeg bruker dette akselerometeret til å teste mengden G-Forces som min hæl og bein opplever mens jeg løper, og om det er en forskjell mellom nyere og eldre sko. Det er mange vanlige misforståelser om behov for nye joggesko. Mange tror at Nike lyver for deg når de sier at du skal kjøpe nye sko hver 500 kilometer. Å kjøre skoselskaper og kjørebaserte butikker, for eksempel Poulsbo -løping (min lokale løpebutikk), vil fortelle deg at du vil skade deg selv hvis du ikke bytter ut skoene ofte. Jeg er imidlertid ikke sikker på om det er helt sant, og derfor bestemte jeg meg for at jeg ville teste det selv. Årsaken til disse løpeskadene som de forteller deg vil få hvis du ikke har nye sko, er avledet av kraften som beinet og hælen opplever. De sier at nye sko reduserer kraften bedre enn gamle sko, men jeg er ikke overbevist om at det er sant. Dette prosjektet vil være nyttig for mange mennesker, spesielt de som er utsatt for løpende skader, og de som vil vite mer om dem. Mitt prosjekt vil avgjøre om disse selskapene forteller sannheten, eller om de bare prøver å få deg til å punge ut et annet par Benjamins.

Rekvisita

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 akselerometer

1x brødbrett

1x mange hoppetråder

1x knapp

1x LED

2x 10k motstander

2x 30k motstander

6x ledninger som er omtrent lengden på løperens ben

1x bærbar datamaskin som kan kjøre Arduino IDE

Ekstra komponenter som trengs for den sekundære bygningen:

1x LCD -skjerm

1 x potensiometer

1x mange flere hoppetråder

Trinn 1: Min første bygg

Min første konstruksjon var et bevis på konseptet. Jeg ønsket å sikre at dette prosjektet var mulig før jeg begynte å investere tid og penger i det. Jeg brukte et akselerometer, Arduino, fire hoppetråder og den bærbare datamaskinen min som kjørte koden. Dette beviset på konseptet var veldig viktig fordi jeg lærte noen verdifulle leksjoner med hensyn til koden. Viktigst av alt, jeg lærte at dette prosjektet var mulig.

Trinn 2: Sekundær bygg

Først og fremst vil jeg si at denne bygningen ikke var nødvendig for den endelige bygningen, og det krever noen ekstra komponenter, så dette trinnet er helt valgfritt. Jeg la til på en Liquid Crystal Display (LCD) slik at den kunne gi meg G -kraftverdiene på en datamaskin uten Arduino IDE. før denne bygningen trengte jeg å ha Arduino IDE og koden for å kunne motta utdataene fra akselerometeret. Med denne nye bygningen kan jeg kjøre Arduino fra hvilken som helst strømkilde, det trenger ikke engang være en datamaskin. Jeg la også til et potensiometer slik at jeg kunne justere bakgrunnsbelysningen på LCD -skjermen. Dette kan være nyttig hvis jeg skulle bruke det ute og solen skinte på skjermen. Vi har alle vært i den situasjonen at du prøver å bruke smarttelefonen din ute, men lyset fra solen gjør det vanskelig å se skjermen. Så du prøver å blokkere solen med hånden din, eller du snur ryggen til solen for å prøve å blokkere den. En annen måte å fikse dette vanlige problemet på er å skru opp lysstyrken på skjermen, og det er nettopp det potensiometeret er der for. Jeg ville ikke kunne se utdataene veldig godt, men jeg kunne justere bakgrunnsbelysningen slik at jeg kunne se den perfekt. Bakgrunnsbelysningen kan også være nyttig i andre tilfeller.

Trinn 3: Tredje og siste bygg

For min tredje og siste konstruksjon kombinerte jeg alle de beste egenskapene til alle mine tidligere bygg til ett brett. Jeg endte opp med en veldig raffinert og kompakt modul, og de lange ledningene klarte å løpe nedover beinet mitt uten å hindre formen min. Jeg la til en knapp slik at jeg kunne starte og stoppe datainnsamlingen min til enhver tid. Dette var veldig avgjørende for å få gode data fordi jeg kunne begynne å samle så snart jeg begynte å løpe, og så snart jeg stoppet. Derfor gjaldt alle de innsamlede dataene for selve eksperimentet. Jeg har også lagt til en LED slik at jeg visste når datainnsamlingen var på, eller når den var av. Denne siste bygningen endte opp med å bli en stor suksess, og det var akkurat det jeg hadde håpet på.

Trinn 4: Feilsøking og noen problemer jeg hadde underveis

Jeg har hatt mange problemer med prosjektet. For mitt første akselerometer var det veldig vanskelig å få ledninger, koding, design og data til å være riktige. Designet var veldig vanskelig fordi jeg har mange begrensninger, for eksempel hvor tung den er, eller hvor stor den er. Jeg trenger å være i stand til å løpe, og jeg vil være i stand til å kjøre nærmest min vanlige løpeform for at dette eksperimentet skal være nøyaktig. Kodingen var også veldig vanskelig og krevde mye feilsøking. Jeg hadde problemer med å lese en skikkelig mengde G -er fra akselerometeret mitt. Mma8452q (mitt akselerometer) lukker ut ved åtte G. Noen ganger når jeg bare så vidt rørte foten min til gulvet, ville den lese åtte G -er, og det er rett og slett feil, siden den er for høy. Etter litt problemfotografering og omkoding klarte jeg imidlertid å få skalaen riktig.

Trinn 5: Min kode

Jeg brukte et av eksemplene fra Sparkfun -biblioteket, og jeg la også til en knapp og LED selv. dette var ganske enkelt siden det er eksempler på alt i dette prosjektet, men du må kombinere mer enn ett sammen

Trinn 6: Konklusjon og dataanalyse

Jeg ser på dette prosjektet som en stor suksess. Jeg oppnådde nesten alle, om ikke alle, målene mine. Jeg klarte å få mange svært brukbare data. Jeg lærte mye om koding, ledninger, Arduinos elektroniske komponenter, bygging av et kompakt modulsystem, G -kraft og drift. Nå enten å godta eller avvise uttalelsen min fra åpningsavsnittet mitt, og hele grunnen til at jeg startet dette prosjektet. Jeg ønsket å bevise at selskapene tok feil ved å vise at du ikke trenger å kjøpe nye sko hver 500 kilometer. Reduserer nye sko virkelig mengden G -krefter som løperens hæl og bein opplever mens du løper? Svaret er ja. Jeg sammenlignet mengden G -krefter som hælen min opplevde i et par nye joggesko, gamle joggesko, varebiler og som kontroll hadde jeg bare på meg sokker. Jeg fant ut at jeg opplevde opptil åtte G i sokkene mine. Dette var samme mengde G -er som varebilene, noe som kan forventes. I de gamle joggeskoene opplevde jeg opptil seks G -er. i de nye løperne opplevde jeg ikke mer enn fire G -er. Som vi kan se, var de nye løperne de beste på å redusere slagkraften, og varebilene var de verste (uten å telle sokkene siden det var kontrollvariabelen). Jeg antar at med mitt under tjue dollar oppsett, kan jeg ikke motbevise hva de 2,5 milliarder dollar Nike har brukt de siste fem årene på forskning og utvikling har vist for dem. Kanskje jeg bruker tretti neste gang, så får vi se hva som skjer da.