Sila utjecaja na trkačevu petu i nogu tijekom trčanja: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Za svoj sam projekt želio testirati količinu sile kojoj su trkačeva peta i noga izložene, te jesu li nove tenisice doista smanjile silu. Akcelerometar je uređaj koji detektira ubrzanje u osi X, Y i Z. Ubrzanje se mjeri u G-silama, jedna G-sila ekvivalentna je ubrzanju gravitacije na zemlji koje sve stvari doživljavaju u svakom trenutku. Koristim ovaj mjerač ubrzanja za testiranje količine G-sila koje moja peta i noga dožive tijekom trčanja, te postoji li razlika između novijih i starijih cipela. Postoji mnogo uobičajenih zabluda o potrebi novih tenisica za trčanje. Mnogi ljudi vjeruju da vas Nike laže kad vam kažu da nabavite nove cipele svakih 500 kilometara. Tvrtke koje vode cipele i vodeće trgovine, na primjer Poulsbo running (moja lokalna trkačka radnja), reći će vam da ćete se ozlijediti ako ne mijenjate često cipele. Međutim, nisam siguran je li to točno, pa sam odlučio da ću to i sam isprobati. Uzrok ovih ozljeda trčanjem za koje kažu da ćete ih dobiti ako nemate nove cipele, potječe iz količine sile koju vaša noga i peta doživljavaju. Kažu da nove cipele smanjuju silu bolje od starih cipela, ali nisam uvjeren da je to istina. Ovaj će projekt biti od koristi mnogim ljudima, osobito onima koji su skloni trčanju povezanim s ozljedama, i onima koji bi htjeli znati više o njima. Moj će projekt utvrditi govore li ove tvrtke istinu ili vas samo pokušavaju natjerati da iskupite još par Benjamina.

Pribor

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 akcelerometar

1x ploča za kruh

1x više kratkospojnih žica

1x gumb

1x LED

2x 10k otpornika

2x 30k otpornika

6x žica koje su otprilike duljine noge trkača

1x prijenosno računalo koje može pokrenuti Arduino IDE

Dodatne komponente potrebne za sekundarnu izgradnju:

1x LCD ekran

1x potenciometar

1x još mnogo kratkospojnih žica

Korak 1: Moja početna verzija

Moja početna konstrukcija bila je dokaz koncepta. Htio sam se uvjeriti da je ovaj projekt moguć prije nego što sam u njega uložio vrijeme i novac. Koristio sam mjerač ubrzanja, Arduino, četiri kratkospojne žice i prijenosno računalo koje je radilo na kodu. Ovaj dokaz koncepta bio je vrlo važan jer sam naučio neke vrijedne lekcije u vezi koda. Ono što je najvažnije, naučio sam da je ovaj projekt moguć.

Korak 2: Sekundarna izgradnja

Prije svega želim reći da ova gradnja nije bila potrebna za konačnu verziju, te zahtijeva neke dodatne komponente, pa je ovaj korak potpuno neobavezan. Dodao sam zaslon s tekućim kristalima (LCD) kako bi mi mogao dati vrijednosti G sile na računalu bez Arduino IDE -a. prije ove gradnje morao sam imati Arduino IDE i kôd kako bih mogao primati izlazne podatke s mjerača ubrzanja. S ovom novom verzijom mogu pokrenuti Arduino iz bilo kojeg izvora napajanja, čak ne mora biti ni računalo. Dodao sam i potenciometar kako bih mogao podesiti pozadinsko osvjetljenje na LCD -u. Ovo bi se moglo pokazati korisnim ako bih ga koristio vani i sunce je sjalo na ekranu. Svi smo bili u situaciji da pokušavate koristiti pametni telefon vani, ali svjetlost sunca otežava gledanje zaslona. Zato pokušavate blokirati sunce rukom ili okrećete leđa suncu kako biste ga pokušali blokirati. Drugi način da riješite ovaj uobičajeni problem je pojačati svjetlinu zaslona, a za to služi i potenciometar. Ne bih mogao dobro vidjeti izlazne podatke, ali sam mogao podesiti pozadinsko osvjetljenje tako da ih mogu savršeno vidjeti. Podešavanje pozadinskog osvjetljenja moglo bi dobro doći i u drugim slučajevima.

Korak 3: Treća i konačna verzija

Za svoju treću i posljednju verziju kombinirao sam sve najbolje atribute svih mojih prethodnih verzija u jednu ploču. Završio sam s vrlo profinjenim i kompaktnim modulom, a duge žice mogle su mi se spuštati niz nogu bez ometanja forme. Dodao sam gumb kako bih mogao započeti i zaustaviti prikupljanje podataka u bilo kojem trenutku. To je bilo jako važno za dobivanje dobrih podataka jer bih mogao početi prikupljati čim bih počeo trčati, i čim bih prestao. Stoga su se svi prikupljeni podaci odnosili na stvarni eksperiment. Dodao sam i LED diodu kako bih znao kada je prikupljanje podataka uključeno, odnosno kada je isključeno. Ova konačna izgradnja na kraju je postigla veliki uspjeh, i bilo je upravo ono čemu sam se nadao.

Korak 4: Rješavanje problema i neki problemi koje sam imao usput

Imao sam mnogo problema s projektom. Za jedan moj prvi mjerač ubrzanja bilo je vrlo teško ispraviti ožičenje, kodiranje, dizajn i podatke. Dizajn je bio jako težak jer imam puno ograničenja, na primjer koliko je težak ili velik. Moram biti u mogućnosti trčati i želim biti u mogućnosti trčati najbliže svom uobičajenom obrascu za trčanje kako bi ovaj eksperiment bio točan. Kodiranje je također bilo vrlo teško i zahtijevalo je mnogo problema u rješavanju problema. Imao sam problema s čitanjem odgovarajuće količine G -a s akcelerometra. Mma8452q (moj mjerač akcelerometra) završava na osam G. Ponekad, kad bih jedva dodirnuo stopalo do poda, očitalo bi se osam G, što je jednostavno netočno, jer je previsoko. Međutim, nakon nekih problema sa snimanjem i ponovnim kodiranjem, uspio sam ispraviti skaliranje.

Korak 5: Moj kôd

Koristio sam jedan od primjera iz biblioteke Sparkfun, a dodao sam i gumb, te sam LED. ovo je bilo prilično jednostavno jer postoje primjeri svega u ovom projektu, međutim morate kombinirati više njih zajedno

Korak 6: Zaključak i analiza podataka

Ovaj projekt vidim kao veliki uspjeh. Ostvario sam gotovo sve, ako ne i sve svoje ciljeve. Uspio sam dobiti mnogo vrlo upotrebljivih podataka. Naučio sam mnogo o kodiranju, ožičenju, Arduinovim elektroničkim komponentama, izgradnji kompaktnog modularnog sustava, G sili i trčanju. Sada prihvatiti ili odbiti moju izjavu iz mog uvodnog odlomka i cijeli razlog zašto sam započeo ovaj projekt. Htio sam dokazati da tvrtke nisu u pravu pokazujući da ne morate kupovati nove cipele na svakih 500 kilometara. Umanjuju li zaista nove cipele količinu G sile koju trkačeva peta i noga doživljavaju tijekom trčanja? Odgovor je potvrdan. Usporedio sam količinu G sile koju je moja peta iskusila u paru novih tenisica za trčanje, starih tenisica, kombija, a kao kontrolu sam nosio čarape. Otkrio sam da sam u čarapama doživio do osam G -ova. To je bila ista količina G -a kao i kombi vozila, što je i za očekivati. U starim tenisicama doživio sam do šest G -ova. u novim trkačima nisam doživio više od četiri G -a. Kao što vidimo, novi trkači najbolje su smanjili udarnu silu, a kombiji su bili najgori (ne računajući čarape budući da je to kontrolna varijabla). Pretpostavljam da s mojim postavkama ispod dvadeset dolara ne mogu pobiti što im je dokazalo 2,5 milijardi dolara koje je Nike potrošio u posljednjih pet godina na istraživanje i razvoj. Možda ću sljedeći put potrošiti trideset pa ćemo vidjeti što će se tada dogoditi.