Got Your Back Training Brace: 18 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Czy kiedykolwiek czułeś, że nie możesz przestać boleć pleców podczas ćwiczeń? Czy zawsze posuwasz się za daleko i cierpisz z tego powodu? Jeśli tak, orteza treningowa „Got Your Back” jest dla Ciebie!

Jako sportowcy szkół średnich i uczelni wyższych trening siłowy stał się rutynową częścią naszego życia. Nasze zajęcia sportowe nauczyły nas trenować najlepiej, jak potrafimy, a przeszliśmy w lekkoatletyce NCAA. Teraz, gdy nasze kariery koszykówki w college'u dobiegły końca i, co zaskakujące, nie mamy perspektyw na zrobienie kolejnego kroku, aby zagrać w NBA z dywizji III, nadal utrzymujemy dobrą kondycję dzięki podnoszeniu ciężarów. Po tylu latach wiemy, że urazy dolnej części pleców nie są niczym nowym w siłowni i oboje mieliśmy z nimi swój udział. Te urazy są najczęstsze u osób, które narażają formę i angażują niewłaściwe mięśnie podczas podnoszenia. Dlatego opracowaliśmy ortezę treningową „Got Your Back”, która ostrzega Cię, gdy Twoja forma jest zagrożona, wykrywając sygnały mięśniowe w dolnej części pleców.

To urządzenie to wspierająca orteza pleców z wbudowanymi czujnikami elektromiografii (EMG), dogodnie umieszczonymi nad mięśniami prostownika kręgosłupa dolnej części pleców, które wykrywają i śledzą aktywność mięśni w tym regionie i ostrzegają użytkownika, gdy mięśnie dolnej części pleców są przeciążone podczas podnoszenia ciężarów.

Ta instrukcja pokazuje, w jaki sposób zbudowaliśmy ortezę treningową „Got Your Back”, gdy tylko ukończymy seniorów inżynierii biomedycznej w Messiah College.

Krok 1: Materiały i narzędzia

Aby zbudować ortezę treningową „Got Your Back”, będziesz potrzebować:

• 2 czujniki BITalino EMG (27 USD każdy)
• 2 3-elektrodowe przewody BITalino - można również użyć jedno- lub dwuelektrodowych przewodów (24,25 USD za sztukę)
• 1 Arduino Uno (23,00 USD)
• 1 półwymiarowa deska do krojenia chleba (5,00 USD)
• 1 przewody połączeniowe płytki stykowej (3,95 USD)
• 1 akumulator do zasilania elektroniki (3,95 USD)
• 1 Arduino piezoBuzzer (0,95 USD)
• 1 wspierająca orteza pleców (10,95 USD)
• 1 moduł karty SD zgodny z Arduino do rejestrowania danych (2,13 USD)
• igła i nić lub taśma dwustronna (zalecane)
• Oprogramowanie Arduino (0 USD)
• Motywacja (0 USD)

Szacowany całkowity koszt (152,43 USD)

Krok 2: Przygotowanie

• Pomocna będzie wiedza z zakresu czytania schematów obwodów.

  • Instrukcje powinny być wystarczająco jasne, aby kierować amatorami
  • Zobacz listę materiałów i narzędzi
• Celem tego ortezy jest zapobieganie urazom grupy mięśni prostownika kręgosłupa. Mięśnie te, szczególnie w dolnej części pleców, mogą łatwo ulec uszkodzeniu podczas ćwiczeń. Podstawowa wiedza na temat tych mięśni może pomóc w ich zlokalizowaniu i zmodyfikowaniu projektu tak, aby odpowiadał ich konkretnym potrzebom. Mięśnie te są odpowiedzialne za prostowanie pleców i mogą być związane z bólem dolnej części pleców. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz
• Elektromiografia lub EMG może być używana do wykrywania sygnałów elektrycznych, które powodują skurcze mięśni. To właśnie zostanie użyte do wykrycia skurczu mięśni dolnej części pleców. Aby uzyskać więcej informacji na temat EMG, patrz Elektromiografia (Klinika Mayo).
• Pobierz program Arduino

• Uzyskaj dostęp do GitHub, aby uzyskać kod urządzenia tutaj.

  GitHub to platforma programistyczna, która umożliwia korzystanie z kilku funkcji współpracy przy opracowywaniu projektów. Dowiedz się więcej o GitHubie tutaj

Krok 3: Bezpieczeństwo

• Wyłącz zasilanie płyty Arduino podczas podłączania obwodów.
• Trzymaj żywność i płyny z dala.
• To NIE jest urządzenie medyczne i nie powinno być używane jako narzędzie do diagnozowania medycznego.

• Nie należy polegać na ortezie Got Your Back Brace jako jedynej ochronie pleców. Jeśli masz problemy z plecami, zalecam skonsultowanie się z licencjonowanym trenerem w celu modyfikacji ćwiczeń w celu ochrony pleców.

  Chociaż ta orteza ostrzega cię podczas zginania dolnej części pleców w nadziei na zapobieganie kontuzjom, to od użytkownika zależy ćwiczenie w sposób odpowiedzialny i w ramach własnych ograniczeń fizycznych

Krok 4: Wskazówki i porady

• Upewnij się, że EMG BITalino jest połączone stroną z kółkiem do Arduino.

• Upewnij się, że masz pobrane biblioteki SD i SPI w Arduino.

  Sprawdź, przechodząc do „Szkic” > „Dołącz biblioteki” i spójrz na listę rozwijaną

• Trzymaj ortezę mocno w dolnej części pleców.
• Podłącz obwód dokładnie tak, jak pokazano na schemacie obwodu, aby nie trzeba było modyfikować numerów pinów w kodzie.
• Jeśli masz problemy z kodem, skomentuj sekcje i przetestuj je osobno.
• Każda klamra na plecy wystarczy. Jeśli nie masz ortezy pleców, możesz użyć dopasowanej koszulki.
• Dodanie filtrowania w kodzie poprzez ustawienie progu w celu usunięcia niezwykle wysokiego sygnału, który może nie być spowodowany skurczem mięśni.
• Przewody oznaczone kolorami, jeśli to możliwe, ułatwiające śledzenie połączeń w obwodzie.

Krok 5: Zacznij budować

Czas zacząć budować ortezę „Got Your Back”!

Krok 6: Schemat obwodu

Ten schemat EAGLE pokazuje następujące połączenia, które należy wykonać:

• Adapter microSD jest podłączony do 4 pinów cyfrowych zgodnie ze specyfikacją, 5V i GND.
• Brzęczyk jest również podłączony do 1 pinu cyfrowego i podłączony do GND. Użycie rezystora jest opcjonalne.
• Dwa czujniki EMG są podłączone do 5V, GND i oddzielnych pinów analogowych na Arduino.
• Potencjometr łączy się z innym pinem analogowym.

Krok 7: Zbuduj swój obwód

Użyj powyższego diagramu Fritzing i diagramu z poprzedniej strony, aby zbudować swój obwód. Piny wyjściowe dla chipów EMG, potencjometr, Piezo Buzzer i pin CS modułu adaptera karty microSD można zmienić, jeśli odpowiednio zmodyfikujesz kod. Jednak pozostałe piny modułu adaptera kart microSD muszą łączyć się z pinami pokazanymi powyżej i na schemacie EAGLE. Piezo Buzzer można umieścić w dowolnym pustym miejscu na płytce drukowanej.

Krok 8: Określ umiejscowienie elektrod

Korzystając ze zdobytej wcześniej wiedzy na temat grupy mięśni prostowników grzbietu, umieść jedną elektrodę w pobliżu przyczepu mięśnia i jedną kilka centymetrów nad nią z każdej strony. Dodatkowo umieść jedną elektrodę na obszarze kostnym, takim jak biodro po każdej stronie. Zalecamy umieszczenie elektrod jak pokazano powyżej. Elektrody są oddalone od siebie o około dwa lub trzy cale i są symetryczne na środku pleców, bezpośrednio na mięśniach prostownika kręgosłupa. Oprócz tego jeden zestaw elektrod znajduje się w lewym i prawym kostnym obszarze bioder.

Krok 9: Określ, gdzie umieścić elektrody na ortezie pleców

Teraz nadszedł czas, aby określić, gdzie na ortezie pleców należy przymocować elektrody. Można to zrobić, zakładając ochraniacz pleców na dołączone elektrody z poprzedniego kroku i zaznaczając miejsce, w którym styka się on z elektrodami. Następnie możesz usunąć elektrody z pleców i bioder i umieścić je na oznaczeniach na ortezie pleców. Powinny wyglądać podobnie do powyższego.

Krok 10: Podłącz elektrody do kabli elektrod BITalino i tylnej klamry

Przed przymocowaniem elektrod do ortezy należy je podłączyć do przewodów elektrod BITalino. Wystarczy przypiąć elektrody do kabli i ponownie umieścić je na oznaczeniach tylnej klamry. Czerwone kable powinny iść do górnych elektrod, a czarne kable do dolnych. Białe kable powinny być przymocowane do elektrod biodrowych. Po założeniu przyklej elektrody taśmą dwustronną lub przyszyj je na miejscu.

Krok 11: Załóż ortezę na plecy

Teraz możesz założyć ortezę na plecy, tak jak zwykle. Kable EMG powinny wychodzić z dolnej części klamry po obu stronach, aby zapewnić łatwy dostęp.

Krok 12: Podłącz przewody EMG do płytki drukowanej

Wystarczy wpiąć kable do chipów EMG podłączonych do obwodu.

Krok 13: Włącz baterię, aby rozpocząć

Kiedy będziesz gotowy do rozpoczęcia, włącz baterię. Brzęczyk ostrzeże Cię, gdy zbyt mocno użyjesz dolnej części pleców i zarejestruje Twoje dane na karcie microSD. Trzymaj baterię wyłączoną, gdy nie jest używana.

Krok 14: Dostosuj potencjometr, aby ostrzegał Cię podczas zginania Erector Spinae

Potencjometr to dzielnik napięcia, który pozwala na zmianę sygnału napięcia z pinu wyjściowego (który został podłączony do pinu A1). Przekręcając potencjometr zmieniasz to napięcie, a tym samym próg. Za pomocą potencjometru wyreguluj próg, przy którym rozlega się brzęczyk. Przetestuj to, upewniając się, że brzęczyk zabrzmi tylko wtedy, gdy zginasz dolną część pleców.

Krok 15: Rozgrzej się

Rozgrzewka to najważniejsza rzecz, którą należy zrobić, aby uniknąć kontuzji podczas ćwiczeń!

Krok 16: Rozpocznij ćwiczenie

Włączając baterię przed każdym krokiem, ćwicz jak zwykle i słuchaj brzęczyka. Jeśli zabrzmi brzęczyk, oznacza to, że zbyt mocno ćwiczysz dolną część pleców i powinieneś dokonać pewnych korekt wagi lub powtórzeń.

Krok 17: Przeglądanie danych

Po treningu możesz łatwo przeglądać swoje dane. Po prostu wyjmij kartę microSD z obwodu i włóż ją do komputera. Przejdź do eksploratora plików komputera, aby uzyskać dostęp do karty SD i otwórz plik „Datalog”. Stąd możesz łatwo skopiować swoje dane do programu Microsoft Excel w celu łatwej analizy. Aby utworzyć wykres podobny do powyższego, po prostu zaznacz każdą kolumnę i wstaw wykres punktowy.

Krok 18: Dalsze pomysły

Jako ewentualny dodatek w przyszłości, projekt mógłby obejmować moduł Bluetooth umożliwiający połączenie z telefonem komórkowym użytkownika, w którym przechowywane są zebrane dane.

Aby obniżyć koszty i czas budowy, można poświęcić możliwość przeglądania danych, usuwając kartę microSD z urządzenia. Kod musiałby zostać odpowiednio zmodyfikowany, ale zaoszczędziłoby to czas, pieniądze i miejsce na tablicy.

Filtr RC można dodać szeregowo z EMG, zanim zostanie podłączony do pinu analogowego, aby przefiltrować sygnał i pomóc w redukcji szumów.