Sila udarca na petu i nogu trkača tokom trčanja: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Za svoj projekt htio sam testirati količinu sile kojoj su trkačeva peta i noga izložene, i da li nove tenisice zaista smanjuju 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 za novim tenisicama za trčanje. Mnogi ljudi vjeruju da vas Nike laže kada vam kažu da nabavite nove cipele na svakih 500 kilometara. Kompanije za obuću koje rade i trgovine zasnovane na poslovima, poput Poulsbo tržnice (moja lokalna trkačka tržnica) na primjer, reći će vam da ćete se ozlijediti ako ne mijenjate često cipele. Međutim, nisam siguran je li to potpuno istina, pa sam odlučio da ću to i sam testirati. Uzrok ovih ozljeda trčanjem za koje kažu da ćete ih dobiti ako nemate nove cipele, proizlazi 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 pomoći mnogim ljudima, posebno onima koji su skloni trpljenju povezanim s ozljedama, i onima koji bi o njima htjeli znati više. Moj projekt će utvrditi govore li ove kompanije istinu ili samo pokušavaju natjerati vas da otkrijete još par Benjamina.

Supplies

1x Arduino uno

1x Sparkfun akcelerometar adxl377

1x ploča za hleb

1x više kratkospojnih žica

1x dugme

1x LED

2x 10k otpornika

2x 30k otpornika

6x žica koje su otprilike dužine noge trkača

1x laptop koji 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 biti siguran da je ovaj projekt moguć prije nego što sam počeo ulagati vrijeme i novac u njega. Koristio sam akcelerometar, Arduino, četiri kratkospojne žice i svoj laptop koji je radio na kodu. Ovaj dokaz koncepta bio je vrlo važan jer sam naučio neke vrijedne lekcije u vezi sa kodom. Ono što je najvažnije, naučio sam da je ovaj projekat moguć.

Korak 2: Sekundarna izgradnja

Prije svega, želim reći da ova verzija nije bila potrebna za konačnu verziju, te zahtijeva neke dodatne komponente, pa je ovaj korak potpuno neobavezan. Dodao sam Liquid Crystal Display (LCD) kako bi mi mogao dati vrijednosti G sile na računaru bez Arduino IDE -a. prije ove verzije morao sam imati Arduino IDE i kôd da bih mogao primati izlazne podatke sa akcelerometra. S ovom novom verzijom mogu pokrenuti Arduino iz bilo kojeg izvora napajanja, ne mora čak ni biti računar. 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 obasjalo ekran. Svi smo bili u situaciji da pokušavate koristiti pametni telefon vani, ali svjetlost sunca otežava gledanje ekrana. Pokušajte blokirati sunce rukom ili okrenite leđa suncu kako biste ga pokušali blokirati. Drugi način da riješite ovaj uobičajeni problem je pojačavanje svjetline ekrana, a upravo za to postoji 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 dugačke žice mogle su mi poteći niz nogu bez ometanja forme. Dodao sam dugme kako bih mogao započeti i zaustaviti prikupljanje podataka u bilo kojem trenutku. Ovo je bilo vrlo 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 ili kada je isključeno. Ova konačna izgradnja na kraju je postigla veliki uspjeh, i to je bilo upravo ono čemu sam se nadao.

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

Imao sam mnogo problema sa projektom. Za jedan moj prvi akcelerometar 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 da trčim najbliže svom uobičajenom obrascu za trčanje da bi ovaj eksperiment bio tačan. Kodiranje je takođe bilo veoma teško i zahtevalo je mnogo problema u rešavanju problema. Imao sam problema sa čitanjem odgovarajuće količine G sa akcelerometra. Mma8452q (moj akcelerometar) ima ograničenje od osam G. Ponekad, kad bih jedva dodirnuo stopalo do poda, čitalo bi osam G i to je jednostavno netačno, jer je previsoko. Međutim, nakon nekih problema sa snimanjem i ponovnim kodiranjem, uspio sam ispraviti skaliranje.

Korak 5: Moja šifra

Koristio sam jedan od primjera iz Sparkfun biblioteke, a dodao sam i dugme i LED diodu. 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 projekat vidim kao veliki uspjeh. Ostvario sam skoro sve, ako ne i sve, svoje ciljeve. Uspio sam dobiti mnogo vrlo upotrebljivih podataka. Naučio sam mnogo o kodiranju, ožičenju, Arduino elektroničkim komponentama, izgradnji kompaktnog modularnog sistema, G sili i trčanju. Sada da prihvatim ili odbijem moju izjavu iz mog uvodnog pasusa i cijeli razlog zašto sam započeo ovaj projekt. Htio sam dokazati da kompanije griješe pokazujući da ne morate kupovati nove cipele na svakih 500 kilometara. Da li nove cipele zaista smanjuju količinu G sile koju trkačka peta i noge doživljavaju dok trči? 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. Ovo je ista količina G -a kao i kombi vozila, što se i očekivalo. U starim patikama za trčanje 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 jer je to bila kontrolna varijabla). Pretpostavljam da s mojim postavkama ispod dvadeset dolara ne mogu opovrgnuti šta im je dokazalo 2,5 milijardi dolara koje je Nike potrošio u posljednjih pet godina na istraživanje i razvoj. Možda ću idući put potrošiti trideset pa ćemo vidjeti što će se tada dogoditi.