Właściwy przedstawiciel: 16 kroków

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

"Czy ty w ogóle podnosisz brata?"

Dla początkujących na siłowni nauka podnoszenia może być trudnym zadaniem. Ćwiczenia wydają się nienaturalne, a każde powtórzenie wydaje się nieudane. Co gorsza, jeszcze większy dyskomfort powodują, że widzowie boleśnie wpatrują się w twoją słabą technikę i chude ramiona.

Jeśli ta żałosna scena wygląda jak ty, to biosensor Right Rep jest dla Ciebie! Dla nowicjuszy o dużych mózgach, którzy chcą zdobyć ramiona dużego chłopca, bioczujnik Right Rep pomaga zapewnić, że za każdym razem uzyskasz odpowiednią reputację. Ten bioczujnik zlicza powtórzenia bicepsa i wskazuje, czy pracujesz wystarczająco ciężko i używasz pełnego zakresu ruchu. Z Right Rep nauczysz się, jak dobrze reprezentować.

Krok 1: Materiały i narzędzia

Poniżej znajduje się lista materiałów i narzędzi dla tego projektu:

Materiały

1. Mikroprocesor Arduino Uno (23,00 USD)
2. Półwymiarowa deska do chleba (4 sztuki - 5,99 USD)
3. 16-segmentowy wyświetlacz LCD (2 szt. - 6,49 USD)
4. Czujnik BITalino EMG (27,00 USD)
5. 1 x 3 ołowiane akcesorium (21,47 USD)
6. Kabel czujnika (10,87 USD)
7. 3 wstępnie żelowane jednorazowe elektrody 3M (50 sztuk - 20,75 USD)
8. Rezystor 4 220 Ohm (100 sztuk - 6,28 USD)
9. 1 rezystor 10K Ohm (100 sztuk - 5,99 USD)
10. 1 potencjometr (10 sztuk - 9,99 USD)
11. Przewody połączeniowe (opakowanie 120 - 6,98 USD, zawiera M/F, M/M i F/F)
12. Bateria 9V (4 sztuki - 13,98 USD)
13. 2 spinacze do papieru (100 sztuk - 2,90 USD)
14. Szkocka kit montażowy (1,20 USD)
15. Rękaw do noszenia (kupiony rękaw kompresyjny lub możesz wyciąć rękaw ze starej koszuli)

Razem: 162,89 USD (To po prostu suma powyższych cen. Cena jednostkowa za każdy komponent powinna być znacznie niższa)

Narzędzia

Komputer z funkcjami kodowania Arduino

Krok 2: Przygotowanie i tło

Zanim zaczniesz okablować obwód prawego przedstawiciela, ważne jest, aby poświęcić trochę czasu na zapoznanie się z potencjałami czynnościowymi i kilkoma podstawowymi obwodami. Mięśnie szkieletowe mają dwie podstawowe właściwości, są pobudliwe i kurczliwe. Pobudliwy oznacza, że reagują na bodziec i kurczliwy, co oznacza, że są w stanie wytworzyć napięcie. Za każdym razem, gdy podnosisz ciężar, włókna mięśniowe są podekscytowane z powodu małych napięć w mięśniach, zwanych potencjałami czynnościowymi. Right Rep monitoruje te potencjały czynnościowe za pomocą czujnika elektromiogramu (EMG), aby upewnić się, że Twoje mięśnie pracują z pełną wydajnością. Więcej informacji na temat czujników EMG można znaleźć tutaj.

Doświadczenie w okablowaniu obwodów elektrycznych powinno wystarczyć dla zakresu tego trudnego do wykonania. Aby stworzyć bioczujnik Right Rep, będziesz musiał podłączyć kilka urządzeń do obwodu. Głównymi urządzeniami są mikroprocesor Arduino Uno, 16-segmentowy wyświetlacz Liquid Cristal (LCD), czujnik BITalino EMG oraz domowy goniometr.

Mikroprocesor Arduino Uno to komputer pełniący funkcję „mózgu” systemu. Wyświetlacz LCD wykorzystuje 16-segmentowy wyświetlacz do wskazywania powtórzeń. Czujnik EMG mierzy potencjały czynnościowe, jak podano powyżej. Wreszcie goniometr domowej roboty wykorzystuje potencjometr obrotowy do pomiaru pełnego zakresu ruchu. Czyni to poprzez pomiar zmiennego napięcia wyjściowego podawanego przez zmieniającą się rezystancję potencjometru.

Po zbudowaniu systemu należy dostarczyć do niego kod. Ten projekt używa kodu Arduino. Przed rozpoczęciem tego projektu należy zapoznać się z biblioteką LCD i innym przydatnym kodem Arduno, który można znaleźć tutaj. Kod, którego użyliśmy do tego projektu, znajduje się na GitHub. Kod można pobrać i wykorzystać do własnego projektu w dowolnym momencie.

Krok 3: Bezpieczeństwo

Ostrzeżenie!

Biosensor Right Rep nie jest urządzeniem medycznym i nie powinien być używany jako substytut oprzyrządowania medycznego. Przed użyciem bioczujnika Right Rep skonsultuj się z lekarzem w sprawie ćwiczeń i podnoszenia dużych ciężarów.

Right Rep to urządzenie elektryczne, które może spowodować porażenie prądem. Dlatego, aby zapewnić, że odpowiedni przedstawiciel jest bezpieczny dla wszystkich, należy wdrożyć następujące środki ostrożności.

Oto kilka wskazówek dotyczących bezpieczeństwa elektrycznego:

• Podczas modyfikacji obwodów zasilanie powinno być odłączone.
• Nie modyfikuj obwodów mokrą lub uszkodzoną skórą
• Trzymaj wszystkie płyny i inne materiały przewodzące z dala od obwodu
• Nie używaj urządzeń elektrycznych podczas burzy lub w innych przypadkach, w których przepięcia mają większą częstość występowania niż normalnie.
• Ten system wykorzystuje czujnik EMG i elektrody. Upewnij się, że postępujesz zgodnie ze wskazówkami dotyczącymi umieszczania elektrod i bezpieczeństwa, które znajdują się tutaj.
• Podłącz wszystkie komponenty do uziemienia. Gwarantuje to, że nie ma prądu upływowego, który może dostać się z urządzenia do Ciebie.

Elektryczność jest niebezpieczna, przestrzeganie tych środków ostrożności zapewnia, że Twoje trudne doznania będą przyjemne i wolne od niebezpieczeństw.

Krok 4: Wskazówki i porady:

Bioczujniki mogą być kapryśne, w jednej sekundzie wszystko działa, w następnej sromotnie zawodzi. Poniżej znajduje się kilka wskazówek i wskazówek, jak zapewnić płynne działanie sensora Right Rep.

Rozwiązywanie problemów:

• Jeśli wyświetlacz LCD liczy powtórzenia, gdy skurcz nie występuje, upewnij się, że elektrody są mocno przymocowane do badanego za pomocą taśmy. Zmniejsza to niepożądane artefakty ruchu. Jeśli to pierwsze nadal nie działa, rozważ modyfikację progu EMG w kodzie Arduino.
• Zakres ruchu różni się w zależności od użytkownika. Może to spowodować, że powtórzenie w pełnym zakresie ruchu nie zostanie zaliczone. Aby uwzględnić zmienność, dostosuj próg goniometru, aby uwzględnić tę zmianę.
• LCD ściemniać? Spróbuj zwiększyć jasność, zmieniając opór na pinie „Vo”. Lub przetestuj ten przykład, aby upewnić się, że działa poprawnie.
• Jeśli Arduino traci moc, sprawdź, czy bateria 9V nie jest rozładowana.
• Jeśli wszystko inne zawiedzie, upewnij się, że wszystkie przewody są prawidłowo i bezpiecznie podłączone.

Porady:

• Łatwo stracić orientację, dokąd prowadzą przewody w obwodzie. Pomocną wskazówką byłoby ustalenie schematu kolorów i zachowanie spójności w całym projekcie. Na przykład użycie czerwonego przewodu dla napięcia dodatniego i użycie czarnego przewodu jako uziemienia.
• Lifting jest dla Twojego zdrowia osobistego, nie pozwól, aby opinie innych wpłynęły na Twój trening!

Krok 5: Wykonanie domowego goniometru

Aby wykonać goniometr domowej roboty, musisz zaopatrzyć się w szkocką szpachlę montażową, potencjometr obrotowy i 2 spinacze do papieru.

Krok 6: Złóż wszystko razem

Aby stworzyć goniometr, wyprostuj dwa spinacze do papieru. Następnie owinąć tarczę potencjometru kitem montażowym. Biorąc jeden z wyprostowanych spinaczy do papieru, włóż go do szpachli montażowej. Będzie to zmienna noga goniometru, która porusza się wraz z przedramieniem. Jako nóżkę odniesienia przymocuj spinacz biurowy do podstawy potencjometru za pomocą kitu montażowego. Ta noga zostanie zamocowana równolegle do bicepsa.

Krok 7: Pierwsze kroki

Aby skonstruować obwody, zacznij od podłączenia zasilania i uziemienia od Arduino Uno do płyty prototypowej.

Krok 8: Dodawanie EMG i goniometru

Podłącz zarówno EMG, jak i goniometr do zasilania, uziemienia i pinu analogowego. Na powyższym schemacie mały czujnik po lewej reprezentuje EMG, a potencjometr reprezentuje goniometr. Zwróć uwagę, w którym styku znajduje się każdy czujnik, mamy EMG w A0 i goniometr w A1.

Krok 9: Dodawanie wyjść LED

Podłącz dwie diody LED do masy i pinu cyfrowego. Jedna dioda LED wskazuje, kiedy powtórzenie jest zakończone, a druga dioda wskazuje, kiedy seria jest zakończona. Zwróć uwagę na pin cyfrowy, w którym znajduje się każda dioda LED dla części kodowania. Mamy jedną diodę LED idącą do pinu 8, a drugą do pinu 9. Każda dioda LED powinna być podłączona do masy za pomocą rezystora 220Ohm.

Krok 10: Dodawanie wyjścia wyświetlacza cyfrowego

Aby dodać wyświetlacz cyfrowy, uważnie postępuj zgodnie z okablowaniem podanym powyżej. Przez trzeci pin od lewej przechodzi dzielnik rezystorowy. Rezystor 10K Ohm działa również z zasilania wspomnianego pinu, a rezystor 220Ohm biegnie od tego samego pinu do masy.

Krok 11: Dodawanie przycisku

Umieść przycisk na tablicy fotograficznej, jak pokazano na powyższym obrazku. Zasilić przycisk i uziemić go za pomocą rezystora 220 Ohm. Uruchom wyjście przycisku na pin cyfrowy (użyliśmy pinu 7).

Krok 12: Montaż goniometru i nasadek do przewodów

Po zakończeniu budowy goniometru można przymocować goniometr do tulei zaciskowej. Odbywa się to poprzez wplatanie wyprostowanych spinaczy do papieru w rękaw kompresyjny. W przypadku zmiennej nogi goniometru, przymocowanej do tarczy potencjometru, utkaj spinacz do papieru równolegle do przedramienia. Podobnie w przypadku nogi referencyjnej, połączonej z podstawą potencjometru, spinacz należy utkać równolegle do bicepsa.

Następnie, aby podłączyć goniometr do obwodu, użyj 9 przewodów połączeniowych żeńsko-męskich. Dwie wystające boki potencjometru są podłączone do zasilania i masy. Jednobolcowa strona potencjometru jest podłączona do wejścia analogowego A1.

Krok 13: Umieszczenie elektrod EMG

Aby zintegrować czujnik BITalino EMG z Arduino, pierwszym krokiem jest odpowiednie umieszczenie elektrod. Potrzebne będą 3 elektrody. Dwie elektrody umieszcza się wzdłuż brzucha mięśnia dwugłowego, a jedną na kości łokciowej. Do podłączenia tych elektrod do Bitalino służą czerwone, białe i czarne przewody. Biały przewód jest podłączony do elektrody na łokciu. Czerwone i czarne przewody są przymocowane do elektrod na brzuchu mięśnia dwugłowego. Uwaga: czerwony przewód jest podłączony wyżej na bicepsie, a czarny przewód jest podłączony niżej na bicepsie. Na koniec, aby podłączyć czujnik EMG do Arduino, podłącz czerwony i czarny przewód do zasilania i masy. Fioletowy przewód powinien przejść do pinu analogowego A0.

Krok 14: Kodowanie właściwego bioczujnika przedstawiciela

Teraz, gdy obwód jest gotowy, jest gotowy do przesłania kodu. Załączony kod to pełny kod użyty do ukończenia tego projektu. Powyższy obrazek jako przykład tego, jak powinien wyglądać kod po otwarciu. Gdy kod działa poprawnie, wystąpią następujące zdarzenia:

1. Sygnały EMG i goniometru są odczytywane za pomocą funkcji analogRead().

2. Używając instrukcji if(), program sprawdza, czy sygnały EMG i goniometru są większe niż ich odpowiednie progi. Jeśli oba sygnały są większe, powtórzenie jest dodawane do wyświetlacza LCD i zapala się zielona dioda LED wskazując, że powtórzenie zostało zakończone. Jeśli którykolwiek z sygnałów nie osiągnie swojego progu, dioda LED gaśnie i nie jest zliczane żadne powtórzenie.

3. Sygnał wysyła szybko do punktu danych, więc jest linia kodu, która sprawdza, ile czasu minęło między powtórzeniami. Jeśli od poprzedniego powtórzenia upłynęło pół sekundy, nowe powtórzenie zostanie policzone, o ile zostaną spełnione progi EMG i goniometru.

4. Następnie kod sprawdza, czy liczba wykonanych powtórzeń jest większa lub równa liczbie powtórzeń w serii (ustawiamy tę wartość na 10 powtórzeń w serii). Jeśli liczba powtórzeń jest większa lub równa tej wartości, zapala się niebieska dioda LED wskazując, że seria została zakończona.

5. Na koniec kod sprawdza, czy przycisk jest wciśnięty. Jeśli przycisk zostanie wciśnięty, licznik powtórzeń zostanie ponownie ustawiony na 0, a wyświetlacz LCD zostanie odpowiednio zaktualizowany.

Aby uzyskać dostęp do tego kodu w GitHub, kliknij TUTAJ!

Krok 15: SCHEMAT PRAWEGO REP EAGLE

Oto schemat orła tego samego obwodu zbudowanego w powyższych krokach. Wszystkie komponenty, poza wyświetlaczem LCD, są proste do podłączenia. Przypomnienie dla wyświetlacza LCD: uważnie podążaj za przewodami pokazanymi na schemacie. Chociaż cyfrowe piny, do których trafia każdy przewód, nie są ustalone, zalecamy użycie konfiguracji, której użyliśmy dla uproszczenia. Jeśli piny nie są dopasowane do przewodu określonego w kodzie, program nie będzie działał poprawnie. Być może trzeba będzie dwukrotnie lub trzykrotnie sprawdzić, czy wszystko jest na swoim miejscu.

Krok 16: DALSZE POMYSŁY

Pomysł, który musimy ulepszyć oprogramowanie, polega na dodaniu różnych faz do wyświetlacza. Te frazy byłyby zależne od danych wchodzących do programu. Na przykład, gdy liczba powtórzeń jest o jedno lub dwa powtórzenia od końca serii, wyświetlacz LCD może wyświetlić „Prawie gotowe” lub „Jeszcze tylko kilka!”. Innym przykładem mogą być wiadomości zależne od czasu. Jeśli dt nie osiągnie minimalnego czasu między powtórzeniami, na wyświetlaczu może pojawić się komunikat „zwolnij”.

Innym pomysłem na oprogramowanie może być funkcja samokalibracji. Zamiast sprawdzać monitor szeregowy, aby znaleźć odpowiedni próg, kod może go znaleźć. Wymagany do tego poziom kodowania jest po prostu poza naszą obecną wiedzą, dlatego jest to tylko dalszy pomysł.

Modernizacja sprzętu może polegać na użyciu potencjometru do wyświetlacza LCD zamiast dzielnika rezystorowego. Pin, przez który przechodzi dzielnik rezystorowy, steruje jasnością tekstu na wyświetlaczu. Użycie potencjometru pozwoliłoby użytkownikowi przyciemnić jasność za pomocą tarczy, a nie mieć stały poziom jasności.