Правильный представитель: 16 шагов

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

"Ты хоть поднимаешь Бро?"

Для новичков в спортзале научиться поднимать тяжести может быть непростой задачей. Упражнения кажутся неестественными, и каждое повторение кажется неудачным. Что еще хуже, дискомфорт усугубляется тем, что зрители с болью смотрят на вашу плохую технику и тощие руки.

Если эта печальная сцена похожа на вас, то биосенсор Right Rep для вас! Для новичков в спортзале с большими мозгами, которые хотят получить большие руки, биосенсор Right Rep помогает гарантировать, что вы каждый раз будете получать нужное количество повторений. Этот биосенсор считает повторения бицепса и показывает, достаточно ли вы работаете и используете ли вы полный диапазон движений. С Right Rep вы научитесь правильно повторять.

Шаг 1. Материалы и инструменты

Ниже приводится список материалов и инструментов для этого проекта:

Материалы

1. Микропроцессор Arduino Uno (23 доллара США)
2. Хлебная доска половинного размера (упаковка из 4 шт. - $ 5,99)
3. 16-сегментный ЖК-дисплей (2 упаковки - 6,49 доллара США)
4. Датчик ЭМГ BITalino (27,00 долларов США)
5. Аксессуар 1 x 3 провода (21,47 доллара США)
6. Кабель датчика (10,87 долл. США)
7. 3 предварительно гелированных одноразовых электрода 3M (упаковка 50 - 20,75 долларов США)
8. 4 резистора 220 Ом (упаковка 100 шт. - 6,28 $)
9. 1 резистор 10 кОм (упаковка 100 шт. - $ 5,99)
10. 1 потенциометр (упаковка из 10 шт. - 9,99 долл. США)
11. Соединительные провода (120 шт. - 6,98 долл. США, включая M / F, M / M и F / F)
12. Батарея 9 В (4 шт. - 13,98 долл. США)
13. 2 скрепки (упаковка 100 - $ 2,90)
14. Монтажная шпатлевка Scotch Mounting Putty ($ 1,20)
15. Носимый рукав (купленный компрессионный рукав или можно отрезать рукав от старой рубашки)

Итого: 162,89 доллара (Это просто сумма цен выше. Цена за единицу для каждого компонента должна быть намного меньше)

Инструменты

Компьютер с возможностями кодирования Arduino

Шаг 2: подготовка и предыстория

Прежде чем приступить к подключению схемы правого повторения, важно потратить время на то, чтобы узнать о потенциалах действия и некоторых основных схемах. Скелетные мышцы обладают двумя основными свойствами: они возбудимы и способны сокращаться. Возбуждающе означает, что они реагируют на раздражитель, а сдерживаемый означает, что они способны создавать напряжение. Каждый раз, когда вы поднимаете вес, мышечные волокна возбуждаются из-за небольших напряжений в мышцах, называемых потенциалами действия. Right Rep отслеживает эти потенциалы действия с помощью датчика электромиограммы (ЭМГ), чтобы убедиться, что ваши мышцы работают на полную мощность. Более подробную информацию о датчиках ЭМГ можно найти здесь.

Опыт электромонтажа электрических цепей должен хватить для объема данной трудноразрешимой задачи. Чтобы сделать биосенсор Right Rep, вам нужно подключить к цепи несколько устройств. Основными устройствами являются микропроцессор Arduino Uno, 16-сегментный жидкокристаллический дисплей (LCD), датчик BITalino EMG и самодельный гониометр.

Микропроцессор Arduino Uno - это компьютер, который функционирует как «мозг» системы. На ЖК-дисплее используется 16-сегментный дисплей для отображения количества повторений. Датчик ЭМГ измеряет потенциалы действия, как указано выше. Наконец, самодельный гониометр использует поворотный потенциометр для измерения полного диапазона движения. Он делает это путем измерения переменного выходного напряжения, определяемого изменяющимся сопротивлением потенциометра.

После того, как система построена, она должна быть снабжена кодом. В этом проекте используется код Arduino. Перед тем, как начать этот проект, вы должны ознакомиться с ЖК-библиотекой и другим полезным кодом Arduno, который можно найти здесь. Код, который мы использовали для этого проекта, находится на GitHub. Этот код можно загрузить и использовать в своем собственном проекте в любое время.

Шаг 3: Безопасность

Предупреждение!

Биосенсор Right Rep не является медицинским устройством и не должен использоваться вместо медицинских инструментов. Перед использованием биосенсора Right Rep проконсультируйтесь с врачом по поводу тренировок и подъема тяжестей.

Right Rep - это электрическое устройство, которое может привести к поражению электрическим током. Поэтому, чтобы гарантировать безопасность Right Rep для всех, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

Вот несколько советов по электробезопасности, которым нужно следовать:

• При изменении схем следует отключать питание.
• Не модифицируйте схемы с влажной или поврежденной кожей.
• Держите все жидкости и другие токопроводящие материалы подальше от контура.
• Не используйте электрические устройства во время грозы или в других случаях, когда скачки напряжения имеют более высокую частоту, чем обычно.
• В этой системе используется датчик ЭМГ и электроды. Убедитесь, что вы соблюдаете правильное размещение электродов и правила техники безопасности, приведенные здесь.
• Подключите все компоненты к земле. Это гарантирует отсутствие тока утечки, который может проникнуть из устройства в вас.

Электричество опасно, соблюдение этих мер предосторожности гарантирует, что ваше вмешательство будет приятным и свободным от опасности.

Шаг 4: Советы и подсказки:

Биосенсоры могут быть непостоянными вещами: в одну секунду все работает, в следующую секунду - с треском. Ниже приведены несколько советов и подсказок, которые помогут правильно настроить датчик Right Rep.

Исправление проблем:

• Если ЖК-дисплей подсчитывает количество повторений, когда сокращение не происходит, убедитесь, что электроды плотно прикреплены к объекту с помощью ленты. Это уменьшает нежелательные артефакты движения. Если первое по-прежнему не работает, рассмотрите возможность изменения порога EMG в коде Arduino.
• Диапазон движения варьируется для каждого пользователя. Это может привести к тому, что повторение с полным диапазоном движения не будет засчитано. Чтобы учесть изменчивость, отрегулируйте порог гониометра, чтобы учесть это изменение.
• ЖК-дисплей тускнеет? Попробуйте увеличить яркость, изменив сопротивление на выводе «Vo». Или протестируйте этот пример, чтобы убедиться, что он работает правильно.
• Если Arduino теряет питание, проверьте, не разряжена ли батарея 9 В.
• Если ничего не помогает, убедитесь, что все провода подключены правильно и надежно.

Подсказки:

• Очень легко потерять из виду, где проходят провода в цепи. Полезный совет - установить цветовую схему и быть последовательной на протяжении всего проекта. Например, использовать красный провод для положительного напряжения и использовать черный провод для заземления.
• Лифтинг - это для вашего личного здоровья, не позволяйте чужому мнению влиять на вашу тренировку!

Шаг 5: Изготовление самодельного гониометра

Чтобы сделать самодельный гониометр, вам понадобится шпатлевка для крепления скотчем, поворотный потенциометр и 2 скрепки.

Шаг 6: Собираем все вместе

Чтобы создать гониометр, распрямите две скрепки. Далее оборачиваем циферблат потенциометра монтажной шпатлевкой. Взяв одну из расправленных канцелярских скрепок, вставьте ее в монтажную шпатлевку. Это будет регулируемая ножка гониометра, которая перемещается вместе с предплечьем. Для эталонной ножки прикрепите канцелярскую скрепку к основанию потенциометра с помощью монтажной замазки. Эта нога зафиксируется параллельно бицепсу.

Шаг 7: начало работы

Чтобы построить схему, начните с подключения питания и заземления от Arduino Uno к макетной плате.

Шаг 8: Добавление ЭМГ и гониометра

Подключите ЭМГ и гониометр к источнику питания, заземлению и аналоговому контакту. На схеме выше маленький датчик слева представляет ЭМГ, а потенциометр - гониометр. Обратите внимание, в каком контакте находится каждый датчик, у нас есть ЭМГ в A0 и гониометр в A1.

Шаг 9: Добавление светодиодных выходов

Подключите два светодиода к земле и цифровому контакту. Один светодиод показывает, когда повторение завершено, а другой светодиод указывает, когда набор завершен. Обратите внимание на цифровой контакт каждого светодиода для кодирования. У нас есть один светодиод, подключенный к контакту 8, а другой - к контакту 9. Каждый светодиод должен быть заземлен с помощью резистора 220 Ом.

Шаг 10: Добавление выхода цифрового дисплея

Чтобы добавить цифровой дисплей, внимательно следуйте приведенной выше схеме подключения. Резисторный делитель проходит через третий контакт слева. Резистор 10 кОм подключается к источнику питания и к указанному выводу, а резистор 220 Ом подключается к тому же выводу и заземлению.

Шаг 11: добавление кнопки

Поместите кнопку на фото-доску, как показано на картинке выше. Подайте питание на кнопку и заземлите ее с помощью резистора 220 Ом. Подключите вывод кнопки к цифровому выводу (мы использовали вывод 7).

Шаг 12: Установка гониометра и проводов

После завершения сборки гониометра вы готовы прикрепить гониометр к компрессионной втулке. Это делается путем вплетения распрямленных канцелярских скрепок в компрессионную втулку. Для регулируемой ножки гониометра, прикрепленной к циферблату потенциометра, сплетите скрепку параллельно предплечью. Аналогичным образом для опорной ножки, соединенной с основанием потенциометра, сплетите скрепку параллельно бицепсу.

Затем, чтобы подключить гониометр к вашей цепи, используйте 9 перемычек «мама-папа». Две зубчатые стороны потенциометра подключены к источнику питания и заземлению. Сторона потенциометра с одним контактом подключена к аналоговому входу A1.

Шаг 13: Размещение электродов ЭМГ

Чтобы интегрировать датчик BITalino EMG в Arduino, первым делом необходимо правильно разместить электроды. Потребуются 3 электродные накладки. Два электрода размещают вдоль живота двуглавой мышцы, а один - на локтевой кости. Для подключения этих электродов к Bitalino используются красный, белый и черный провода. Белый провод прикрепляется к электроду на локтевом суставе. Красный и черный провода прикреплены к электродам на животе двуглавой мышцы. Примечание: красный провод подсоединяется выше к бицепсу, а черный провод подсоединяется ниже к бицепсу. Наконец, чтобы подключить датчик ЭМГ к Arduino, подключите красный и черный провода к источнику питания и заземлению. Фиолетовый провод должен входить в аналоговый вывод A0.

Шаг 14: Кодирование биосенсора правой репутации

Теперь, когда схема завершена, она готова для загрузки кода. Прилагаемый код - это полный код, использованный для завершения этого проекта. На картинке выше показан пример того, как должен выглядеть код после открытия. Когда код работает правильно, произойдет следующее:

1. Сигналы ЭМГ и гониометра считываются с помощью функции analogRead ().

2. Используя оператор if (), программа проверяет, превышают ли сигналы ЭМГ и гониометра их соответствующие пороговые значения. Если оба сигнала больше, то на ЖК-дисплей добавляется повторение, и загорается зеленый светодиод, указывая на то, что повторение было завершено. Если какой-либо из сигналов не достигает своего порогового значения, светодиод гаснет, и повторения не учитываются.

3. Сигнал отправляется в точку данных быстро, поэтому есть строка кода, которая проверяет, сколько времени прошло между повторениями. Если с момента предыдущего повторения прошло полсекунды, будет засчитано новое повторение, если достигнуты пороговые значения ЭМГ и гониометра.

4. Затем код проверяет, больше ли количество выполненных повторений или равно количеству повторений в подходе (мы устанавливаем это значение на 10 повторений в подходе). Если количество повторений больше или равно этому значению, загорается синий светодиод, указывая на то, что набор завершен.

5. Наконец, код проверяет, нажата ли кнопка. Если кнопка нажата, счетчик повторений возвращается к 0, и ЖК-дисплей обновляется соответствующим образом.

Чтобы получить доступ к этому коду в GitHub, нажмите ЗДЕСЬ!

Шаг 15: СХЕМА ПРАВИЛЬНОГО REP EAGLE

Вот схема орла той же схемы, построенной на шагах выше. Все компоненты, кроме ЖК-дисплея, подключаются напрямую. Напоминание для ЖК-дисплея: внимательно следите за проводами, показанными на схеме. Хотя цифровые контакты, к которым идет каждый провод, не закреплены, мы рекомендуем использовать конфигурацию, которую мы использовали для простоты. Если контакты не совпадают с проводом, указанным в коде, программа не будет работать правильно. Возможно, вам придется дважды или трижды проверить, все ли там, где должно быть.

Шаг 16: ДАЛЬНЕЙШИЕ ИДЕИ

Идея, которая у нас есть для дальнейшего развития программного обеспечения, заключается в добавлении различных фаз на дисплей. Эти фразы будут зависеть от данных, поступающих в программу. Например, если количество повторений отходит на одно или два повторения от конца сета, на ЖК-дисплее может появиться сообщение «Почти готово» или «Еще несколько!». Другим примером могут быть сообщения, зависящие от времени. Если dt не достигает минимального времени между повторениями, на дисплее может отображаться «замедление».

Другой программной идеей может быть функция самокалибровки. Вместо того, чтобы проверять монитор последовательного порта, чтобы найти подходящий порог, код может найти его за вас. Уровень кодирования, необходимый для этого, просто выходит за рамки наших текущих знаний, поэтому это только дальнейшая идея.

Аппаратное обновление может быть связано с использованием потенциометра для ЖК-дисплея вместо резистивного делителя. Вывод, через который проходит резисторный делитель, регулирует яркость текста на дисплее. Использование потенциометра позволит пользователю уменьшать яркость с помощью шкалы, вместо того, чтобы иметь фиксированный уровень яркости.