Тренировочная скоба для спины: 18 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Вы когда-нибудь чувствовали, что просто не можете перестать болеть спину, когда тренируетесь? Вы всегда заходите слишком далеко и страдаете из-за этого? В таком случае тренировочная скоба "Got Your Back" для вас!

Как спортсменам старших классов и студентам, силовые тренировки стали обычным делом в нашей жизни. Наши спортивные занятия научили нас тренироваться в меру наших возможностей, и мы взяли прошлое в легкой атлетике NCAA. Теперь, когда наша баскетбольная карьера в колледже закончилась, и, что удивительно, у нас нет никаких перспектив сделать следующий шаг, чтобы играть в НБА из Дивизиона III, мы по-прежнему остаемся в форме, занимаясь тяжелой атлетикой. По прошествии всех этих лет мы знаем, что травмы поясницы не новость для тренажерного зала, и у нас обоих была своя их доля. Эти травмы наиболее распространены среди людей, которые нарушают форму и задействуют не те мышцы во время подъема. Вот почему мы разработали тренировочную скобу "Got Your Back", которая предупреждает вас, когда ваша форма нарушается, путем обнаружения мышечных сигналов в нижней части спины.

Это устройство представляет собой поддерживающую спинку со встроенными датчиками электромиографии (ЭМГ), удобно расположенными над мышцами, выпрямляющими позвоночник, нижней части спины, которые обнаруживают и отслеживают мышечную активность в этой области и предупреждают пользователя, когда мышцы нижней части спины перенапрягаются во время тяжелой атлетики.

В этом руководстве показано, как мы построили тренировочную скобу «Got Your Back», как только мы будем выпускать выпускников биомедицинской инженерии из колледжа Мессия.

Шаг 1. Материалы и инструменты

Чтобы создать тренировочную скобу "Got Your Back", вам понадобятся:

• 2 датчика BITalino EMG (27 долларов США каждый)
• 2 3-х электродных вывода BITalino - также можно использовать одно- или двухэлектродные выводы (24,25 доллара США каждый)
• 1 Arduino Uno (23 доллара США)
• 1 макет половинного размера (5 долларов США)
• 1 перемычка на макетной плате (3,95 доллара США)
• 1 аккумулятор для питания электроники (3,95 доллара США)
• 1 Arduino piezoBuzzer (0,95 доллара США)
• 1 поддерживающая скоба для спины (10,95 долларов США)
• 1 модуль SD-карты, совместимый с Arduino, для регистрации данных (2,13 доллара США)
• игла с ниткой или двусторонний скотч (рекомендуется)
• Программное обеспечение Arduino (0 долл. США)
• Мотивация (0 $)

Ориентировочная общая стоимость (152,43 доллара США)

Шаг 2: подготовка

• Дополнительные знания в чтении принципиальных схем будут полезны.

  • Инструкции должны быть достаточно четкими, чтобы помогать любителям
  • Посмотреть список материалов и инструментов
• Эта скоба предназначена для предотвращения травм группы мышц, выпрямляющих позвоночник. Эти мышцы, особенно в пояснице, можно легко повредить во время упражнений. Базовые знания об этих мышцах могут помочь найти мышцы и изменить их конструкцию в соответствии с их конкретными потребностями. Эти мышцы отвечают за выпрямление спины и могут быть связаны с болью в пояснице. Для получения дополнительной информации см.
• Электромиография, или ЭМГ, может использоваться для обнаружения электрических сигналов, вызывающих сокращение мышц. Это то, что будет использоваться для определения сокращения мышц нижней части спины. Для получения дополнительной информации об ЭМГ см. Электромиография (клиника Мэйо).
• Скачайте программу Arduino

• Зайдите на GitHub для получения кода устройства здесь.

  GitHub - это платформа для разработки программного обеспечения, которая позволяет использовать несколько совместных функций для разработки проектов. Узнайте больше о GitHub здесь

Шаг 3: Безопасность

• Во время подключения схемы отключите питание платы Arduino.
• Держите подальше от еды и жидкости.
• Это НЕ медицинское устройство и не должно использоваться в качестве инструмента для медицинской диагностики.

• Не полагайтесь на бандаж Got Your Back Brace как на единственную защиту вашей спины. Если у вас проблемы со спиной, я рекомендую проконсультироваться с лицензированным тренером по модификации упражнений для защиты вашей спины.

  Хотя эта скоба предупреждает вас во время сгибания поясницы в надежде предотвратить травмы, пользователь должен тренироваться ответственно и в пределах своих физических возможностей

Шаг 4: Подсказки и подсказки

• Убедитесь, что EMG BITalino соединен стороной с кружком с Arduino.

• Убедитесь, что вы загрузили библиотеки SD и SPI в Arduino.

  Проверьте, перейдя в «Эскиз»> «Включить библиотеки» и просмотрите раскрывающийся список

• Крепко держите скобу на пояснице.
• Подключите схему точно так, как показано на принципиальной схеме, чтобы вам не пришлось изменять номера контактов в коде.
• Если у вас возникли проблемы с кодом, закомментируйте разделы и протестируйте их отдельно.
• Подойдет любая скоба для спины. Если у вас нет фиксатора спины, вы можете использовать приталенную футболку.
• Добавление фильтрации в код путем установки порога для удаления необычно высокого сигнала, который может быть не из-за сокращения мышц.
• Цветовой код проводов, если это возможно, упрощает отслеживание соединений в цепи.

Шаг 5: Начни строительство

Пришло время приступить к наращиванию бандажа "Got Your Back"!

Шаг 6: Принципиальная схема

На этой диаграмме EAGLE показаны следующие соединения, которые необходимо выполнить:

• Адаптер microSD подключен к 4 цифровым контактам, как указано, 5V и GND.
• Зуммер также подключен к 1 цифровому выводу и подключен к GND. Использование резистора необязательно.
• Оба датчика ЭМГ подключены к 5V, GND и отдельным аналоговым контактам на Arduino.
• Потенциометр подключается к другому аналоговому выводу.

Шаг 7: Создайте свою схему

Используйте диаграмму Фритцинга выше и диаграмму с предыдущей страницы, чтобы построить свою схему. Выходные контакты для микросхем EMG, потенциометра, пьезозуммера и вывода CS модуля адаптера карты microSD можно изменить, если вы соответствующим образом измените код. Однако другие контакты модуля адаптера карты microSD должны подключаться к контактам, показанным выше и на схеме EAGLE. Пьезозуммер можно разместить в любом пустом месте на печатной плате.

Шаг 8: Определите размещение электродов

Используя полученные ранее знания о группе мышц, выпрямляющих позвоночник, поместите один электрод рядом с местом прикрепления мышцы, а другой на несколько дюймов выше него с каждой стороны. Кроме того, поместите по одному электроду на костные участки, например на бедра, с каждой стороны. Мы рекомендуем размещение электродов, как показано выше. Электроды расположены на расстоянии двух или трех дюймов друг от друга и симметричны по центру спины, непосредственно на мышцах, выпрямляющих позвоночник. В дополнение к этому, один набор электродов находится на левой и правой костных областях бедер.

Шаг 9: Определите, где разместить электроды на спинной скобе

Пришло время определить, к какой части спины следует прикрепить электроды. Это можно сделать, надев заднюю скобу поверх прикрепленных электродов из предыдущего шага и отметив скобу там, где они соприкасаются с электродами. Затем вы можете снять электроды со спины и бедер и наложить их на отметки на спинном бандаже. Они должны выглядеть примерно так, как показано выше.

Шаг 10: прикрепите электроды к электродным кабелям BITalino и задней скобе

Перед тем, как прикрепить электроды к скобе, их следует подсоединить к электродным кабелям BITalino. Просто прикрепите электроды к кабелям и переместите их на отметки задней распорки. Красные кабели должны идти к верхним электродам, а черные кабели - к нижним. К тазобедренным электродам следует прикрепить белые кабели. После этого приклейте электроды двусторонним скотчем или пришейте их.

Шаг 11: наденьте скобу на спину

Теперь вы готовы надеть спинной бандаж, как обычно. Кабели EMG должны выходить из нижней части скобы с обеих сторон для облегчения доступа.

Шаг 12: прикрепите провода EMG к печатной плате

Просто подключите кабели к микросхемам EMG, подключенным к вашей цепи.

Шаг 13: включите аккумулятор, чтобы начать

Когда вы будете готовы начать, включите аккумулятор. Зуммер предупредит вас, когда вы слишком сильно используете поясницу, и запишет ваши данные на карту microSD. Держите аккумулятор выключенным, когда он не используется.

Шаг 14: Отрегулируйте потенциометр, чтобы предупредить вас о сгибании выпрямляющего позвоночника

Потенциометр - это делитель напряжения, который позволяет вам изменять сигнал напряжения на выходном контакте (который вы подключили к контакту A1). Поворачивая потенциометр, вы изменяете это напряжение и, следовательно, порог. С помощью потенциометра отрегулируйте порог срабатывания зуммера. Проверьте это, убедившись, что зуммер звучит только тогда, когда вы сгибаете поясницу.

Шаг 15: разминка

Разминка - это самое важное, что нужно делать, чтобы избежать травм во время тренировки!

Шаг 16: начните тренироваться

Включая аккумулятор перед каждым шагом, тренируйтесь как обычно и слушайте зуммер. Если звучит зуммер, это означает, что вы слишком сильно работаете с поясницей и вам необходимо скорректировать свой вес или количество повторений.

Шаг 17: просмотр ваших данных

После тренировки вы можете легко просмотреть свои данные. Просто выньте карту microSD из своей схемы и вставьте ее в свой компьютер. Перейдите в файловый менеджер своего компьютера, чтобы получить доступ к SD-карте, и откройте файл «Datalog». Отсюда вы можете легко скопировать свои данные в Microsoft Excel для удобного анализа. Чтобы построить график, подобный приведенному выше, просто выделите каждый столбец и вставьте диаграмму рассеяния.

Шаг 18: Дальнейшие идеи

В качестве возможного будущего дополнения конструкция может включать модуль Bluetooth, позволяющий подключаться к сотовому телефону пользователя, на котором хранятся данные.

Чтобы снизить стоимость и время на сборку, можно пожертвовать возможностью просмотра данных, удалив из устройства аспект карты памяти microSD. Код необходимо будет соответствующим образом изменить, но это сэкономит время, деньги и место на плате.

RC-фильтр может быть добавлен последовательно с EMG, как прежде, он подключается к аналоговому выводу, чтобы фильтровать сигнал и помогать с шумоподавлением.