Heb je rugtrainingsbrace - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Heb je ooit het gevoel dat je maar niet kunt stoppen met je rug pijn te doen tijdens het sporten? Duw je jezelf altijd te ver en heb je er last van? Dan is de "Got Your Back" Trainingsbrace iets voor jou!

Als middelbare school- en collegiale atleten werd krachttraining een vast onderdeel van ons leven. Onze atletische bezigheden hebben ons geleerd om zo goed mogelijk te trainen en we hebben dat verleden NCAA-atletiek overgenomen. Nu onze universiteitsbasketbalcarrières voorbij zijn en we verrassend genoeg geen vooruitzichten hebben om de volgende stap te zetten om in de NBA te spelen vanuit Divisie III, blijven we fit door middel van gewichtheffen. Na al die jaren weten we dat lage rugklachten niet nieuw zijn in de gewichtsruimte, en we hebben er allebei ons deel van gehad. Deze verwondingen komen het meest voor bij personen die een compromis vormen en de verkeerde spieren aanspreken terwijl ze tillen. Daarom hebben we de "Got Your Back"-trainingsbrace bedacht die u waarschuwt wanneer uw vorm wordt aangetast door spiersignalen in uw onderrug te detecteren.

Dit apparaat is een ondersteunende rugbrace met ingebouwde elektromyografie (EMG)-sensoren, handig geplaatst over de erector spinae-spieren van de onderrug, die spieractiviteit in de regio detecteren en volgen en de gebruiker waarschuwen wanneer de lage rugspieren overbelast worden tijdens het gewichtheffen.

Dit instructable laat zien hoe we de "Got Your Back" Training Brace hebben gebouwd zodra ze afstuderen biomedische engineering senioren van Messiah College.

Stap 1: Materialen en gereedschappen

Om een "Got Your Back"-trainingsbrace te bouwen, heeft u het volgende nodig:

• 2 BITalino EMG-sensoren ($ 27 per stuk)
• 2 BITalino-leads met 3 elektrodes - enkele of dubbele elektrode-leads kunnen ook worden gebruikt ($ 24,25 per stuk)
• 1 Arduino Uno ($ 23,00)
• 1 broodplank van halve grootte ($ 5,00)
• 1 breadboard jumperdraden ($ 3,95)
• 1 batterijpakket om de elektronica van stroom te voorzien ($ 3,95)
• 1 Arduino piëzozoemer ($ 0,95)
• 1 ondersteunende rugbrace ($ 10,95)
• 1 Arduino-compatibele SD-kaartmodule voor datalogging ($ 2,13)
• naald en draad of dubbelzijdig plakband (aanbevolen)
• Arduino-software ($ 0)
• Motivatie ($0)

Geschatte totale kosten ($ 152.43)

Stap 2: Voorbereiding

• Achtergrondkennis bij het lezen van schakelschema's zal nuttig zijn.

  • Instructies moeten duidelijk genoeg zijn om amateurs te begeleiden
  • Zie lijst met materialen en gereedschappen
• Het doel van deze brace is om letsel aan de spiergroep erector spinae te voorkomen. Deze spieren, vooral in de onderrug, kunnen tijdens inspanning gemakkelijk geblesseerd raken. Basiskennis van deze spieren kan helpen om de spieren te lokaliseren en het ontwerp aan te passen aan hun specifieke behoeften. Deze spieren zijn verantwoordelijk voor het rechttrekken van de rug en kunnen gepaard gaan met lage rugpijn. Voor meer informatie zie
• Elektromyografie, of EMG, kan worden gebruikt om elektrische signalen te detecteren die ervoor zorgen dat spieren samentrekken. Dit is wat zal worden gebruikt om samentrekking van de lage rugspieren te detecteren. Zie Elektromyografie (Mayo Clinic) voor meer informatie over EMG.
• Arduino-programma laten downloaden

• Ga hier naar GitHub voor apparaatcode.

  GitHub is een softwareontwikkelingsplatform dat verschillende samenwerkingsfuncties voor projectontwikkeling mogelijk maakt. Lees hier meer over GitHub

Stap 3: Veiligheid

• Houd de stroom naar het Arduino-bord uit terwijl u de bedrading aansluit.
• Houd voedsel en vloeistoffen uit de buurt.
• Dit is GEEN medisch hulpmiddel en mag niet worden gebruikt als hulpmiddel voor medische diagnoses.

• Vertrouw niet op de Got Your Back Brace voor enige bescherming van uw rug. Als je rugproblemen hebt, raad ik aan om een gediplomeerde trainer te raadplegen voor het aanpassen van je oefeningen ter bescherming van je rug.

  Hoewel deze brace u waarschuwt tijdens het buigen van uw onderrug in de hoop blessures te voorkomen, is het aan de gebruiker om verantwoord en binnen zijn eigen fysieke grenzen te trainen

Stap 4: Hints en tips

• Zorg ervoor dat EMG BITalino is verbonden met de kant met de cirkel naar de Arduino.

• Zorg ervoor dat u SD- en SPI-bibliotheken in Arduino hebt gedownload.

  Controleer dit door naar "Schetsen" > "Bibliotheken opnemen" te gaan en naar de vervolgkeuzelijst te kijken

• Houd de brace strak op de onderrug.
• Bedraad het circuit precies zoals weergegeven in het schakelschema, zodat u de pinnummers in de code niet hoeft te wijzigen.
• Als je problemen hebt met de code, becommentarieer dan secties en test ze afzonderlijk.
• Elke rugbrace is voldoende. Als je geen rugbrace hebt, kun je een getailleerd t-shirt gebruiken.
• Filtering binnen code toevoegen door drempel in te stellen om ongewoon hoge signalen te verwijderen die mogelijk niet te wijten zijn aan spiercontractie.
• Kleurcodedraden indien mogelijk, waardoor het gemakkelijk is om verbindingen in het circuit te volgen.

Stap 5: Begin met bouwen

Het is tijd om te beginnen met het bouwen van uw "Got Your Back"-brace!

Stap 6: Schakelschema

Dit EAGLE-diagram toont de volgende verbindingen die moeten worden gemaakt:

• De microSD-adapter is aangesloten op 4 digitale pinnen zoals gespecificeerd, 5V en GND.
• De zoemer is ook aangesloten op 1 digitale pin en aangesloten op GND. Het gebruik van een weerstand is optioneel.
• De 2 EMG-sensoren zijn beide aangesloten op 5V, GND en aparte analoge pinnen op de Arduino.
• De potentiometer wordt aangesloten op een andere analoge pin.

Stap 7: Bouw je circuit

Gebruik het bovenstaande Fritzing-diagram en dat van de vorige pagina om uw circuit te bouwen. De uitgangspinnen voor de EMG-chips, de potentiometer, de piëzo-zoemer en de CS-pin van de microSD-kaartadaptermodule kunnen worden gewijzigd als u de code dienovereenkomstig aanpast. De andere pinnen van de microSD-kaartadaptermodule moeten echter worden aangesloten op de pinnen die hierboven en in het EAGLE-schema zijn weergegeven. De piëzo-zoemer mag in een willekeurig leeg gebied op de printplaat worden geplaatst.

Stap 8: elektrodeplaatsing identificeren

Gebruik uw kennis van de eerder verworven spiergroep erector spinae en plaats een elektrode in de buurt van de insertie van de spier en een enkele centimeters erboven aan elke kant. Plaats bovendien een elektrode op een benig gebied, zoals de heup aan elke kant. We raden de plaatsing van de elektroden aan zoals hierboven weergegeven. De elektroden zijn ongeveer vijf tot vijf centimeter van elkaar verwijderd en symmetrisch over het midden van de rug, direct op de spieren van de erector spinae. Daarnaast bevindt zich één set elektroden op de linker en rechter botachtige gebieden van de heupen.

Stap 9: Bepaal waar de elektroden op de rugbrace moeten worden geplaatst

Nu is het tijd om te bepalen waar op uw rugbrace u uw elektroden moet bevestigen. Dit kan worden gedaan door de rugbrace over de bevestigde elektroden van de vorige stap te dragen en de brace te markeren waar ze contact maken met de elektroden. Vervolgens kunt u de elektroden van uw rug en heupen verwijderen en over uw markeringen op de rugbrace plaatsen. Ze moeten er ongeveer hetzelfde uitzien als hierboven.

Stap 10: Bevestig elektroden aan BITalino-elektrodekabels en rugbrace

Voordat de elektroden aan de beugel worden bevestigd, moeten ze worden aangesloten op de BITalino-elektrodekabels. Knoop de elektroden eenvoudig aan de kabels vast en plaats ze op de markeringen op de rugsteun. De rode kabels moeten naar de bovenste elektroden gaan, terwijl de zwarte kabels naar de onderste moeten gaan. De witte kabels moeten aan de heupelektroden worden bevestigd. Eenmaal op hun plaats, plakt u de elektroden vast met dubbelzijdig plakband of naait u ze op hun plaats.

Stap 11: Doe een rugbrace aan

Nu bent u klaar om de rugbrace aan te doen zoals u dat normaal zou doen. De EMG-kabels moeten aan beide kanten uit de onderkant van de beugel komen voor gemakkelijke toegang.

Stap 12: Bevestig EMG-draden aan printplaat

Klik eenvoudig de kabels in naar uw EMG-chips die op uw circuit zijn bevestigd.

Stap 13: Schakel de batterij in om te beginnen

Als je klaar bent om te beginnen, zet je de batterij aan. De zoemer waarschuwt u wanneer u uw onderrug te veel gebruikt en legt uw gegevens vast op een microSD-kaart. Houd de batterij uit wanneer deze niet in gebruik is.

Stap 14: Stel de potentiometer in om u te waarschuwen bij het buigen van de Erector Spinae

Een potentiometer is een spanningsdeler waarmee u het spanningssignaal van de uitgangspen (die u hebt aangesloten op pen A1) kunt variëren. Door aan de potmeter te draaien verander je deze spanning en daarmee de drempel. Stel met de potentiometer de drempelwaarde in waarop de zoemer klinkt. Test het door ervoor te zorgen dat de zoemer alleen klinkt als u uw onderrug buigt.

Stap 15: Opwarmen

Opwarmen is het belangrijkste om blessures te voorkomen tijdens het sporten!

Stap 16: Begin met de oefening

Schakel de batterij in voor elke stap, train normaal en luister naar de zoemer. Als de zoemer klinkt, betekent dit dat u uw onderrug te hard aan het werk bent en dat u uw gewicht of herhalingen moet aanpassen.

Stap 17: Uw gegevens bekijken

Na het sporten kun je eenvoudig je gegevens inzien. Verwijder eenvoudig de microSD-kaart uit uw circuit en plaats deze in uw computer. Navigeer door de bestandsverkenner van uw computer om toegang te krijgen tot uw SD-kaart en open het bestand "Datalog". Van hieruit kunt u eenvoudig uw gegevens naar Microsoft Excel kopiëren voor eenvoudige analyse. Om een grafiek zoals hierboven te maken, markeert u eenvoudig elke kolom en voegt u een spreidingsplot in.

Stap 18: Verdere ideeën

Als mogelijke toekomstige toevoeging zou het ontwerp een Bluetooth-module kunnen bevatten waarmee het verbinding kan maken met de mobiele telefoon van de gebruiker waar de gegevensverzameling is opgeslagen.

Om de kosten en tijd om te bouwen te verlagen, zou men de mogelijkheid om de gegevens te bekijken kunnen opofferen door het microSD-kaartaspect van het apparaat te verwijderen. De code zou dienovereenkomstig moeten worden aangepast, maar dit zou tijd, geld en bordruimte besparen.

Een RC-filter kan in serie met de EMG worden toegevoegd, zoals voordat deze wordt aangesloten op de analoge pin om het signaal te filteren en te helpen bij ruisonderdrukking.