De juiste vertegenwoordiger: 16 stappen

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

"Hef je Bro zelfs op?"

Voor beginners in de sportschool kan het leren tillen een ontmoedigende taak zijn. De oefeningen voelen onnatuurlijk aan en elke rep voelt niet succesvol. Om het nog erger te maken, wordt het ongemak nog groter doordat toeschouwers pijnlijk staren naar je slechte techniek en magere armen.

Als deze droevige scène op jou lijkt, dan is de Right Rep-biosensor iets voor jou! Voor nieuwkomers in de sportschool die grote jongensarmen willen hebben, helpt de Right Rep-biosensor ervoor te zorgen dat je elke keer de juiste rep krijgt. Deze biosensor telt biceps-herhalingen en geeft aan of je hard genoeg werkt en een volledig bewegingsbereik gebruikt. Met Right Rep leer je goed te repen.

Stap 1: Materialen en gereedschappen

Hieronder volgt een lijst van de materialen en gereedschappen voor dit project:

Materialen

1. Arduino Uno Microprocessor ($ 23,00)
2. Halve broodplank (4 stuks - $ 5,99)
3. 16 Segment LCD-scherm (2 stuks - $ 6,49)
4. BITalino EMG-sensor ($ 27,00)
5. 1 x 3-draads accessoire ($ 21,47)
6. Sensorkabel ($ 10,87)
7. 3 voorgegeleerde 3M wegwerpelektroden (50 stuks - $ 20,75)
8. 4 220 Ohm weerstand (100 stuks - $ 6,28)
9. 1 10K Ohm-weerstand (100 stuks - $ 5,99)
10. 1 Potentiometer (10 stuks - $ 9,99)
11. Aansluitdraden (pak van 120 - $ 6,98, inclusief M/F, M/M en F/F)
12. 9V-batterij (4-pack - $ 13,98)
13. 2 paperclips (100 stuks - $ 2,90)
14. Scotch Montage Putty ($1,20)
15. Draagbare mouw (kocht een compressie mouw of je kunt een mouw van een oud shirt knippen)

Totaal: $ 162,89 (Dit is gewoon het totaal van de bovenstaande prijzen. De prijs per eenheid voor elk onderdeel zou veel lager moeten zijn)

Gereedschap

Computer met Arduino-coderingsmogelijkheden

Stap 2: Voorbereiding & Achtergrond

Voordat u begint met het bedraden van uw Right Rep-circuit, is het belangrijk om de tijd te nemen om meer te weten te komen over actiepotentialen en enkele basiscircuits. Skeletspieren hebben twee fundamentele eigenschappen, ze zijn prikkelbaar en samentrekbaar. Opwindbaar betekent dat ze reageren op prikkels en samentrekbaar, wat betekent dat ze in staat zijn om spanning te produceren. Elke keer dat u een gewicht optilt, worden spiervezels opgewonden door kleine spanningen over de spier die actiepotentialen worden genoemd. De Right Rep bewaakt deze actiepotentialen met behulp van een elektromyogramsensor (EMG) om ervoor te zorgen dat uw spieren op volle capaciteit werken. Meer informatie over EMG-sensoren vindt u hier.

Ervaring met het bedraden van elektrische circuits zou voldoende moeten zijn voor de reikwijdte van dit hardnekkige probleem. Om de Right Rep-biosensor te maken, moet u een paar apparaten op het circuit aansluiten. De belangrijkste apparaten zijn de Arduino Uno-microprocessor, 16-segments Liquid Cristal Display (LCD), BITalino EMG-sensor en zelfgemaakte goniometer.

De Arduino Uno-microprocessor is een computer die fungeert als het "brein" van het systeem. Het LCD-scherm gebruikt een display met 16 segmenten om herhalingen aan te geven. De EMG-sensor meet de actiepotentialen zoals hierboven vermeld. Ten slotte gebruikt de zelfgemaakte goniometer een draaipotentiometer om een volledig bewegingsbereik te meten. Het doet dit door de variabele uitgangsspanning te meten die wordt gegeven door de veranderende potentiometerweerstand.

Nadat het systeem is gebouwd, moet het worden voorzien van code. Dit project maakt gebruik van Arduino-code. Voordat u aan dit project begint, dient u vertrouwd te raken met de LCD-bibliotheek en andere nuttige Arduno-code die u hier kunt vinden. De code die we voor dit project hebben gebruikt, staat op GitHub. De code kan op elk moment worden gedownload en gebruikt voor uw eigen project.

Stap 3: Veiligheid

Waarschuwing!

De Right Rep-biosensor is geen medisch hulpmiddel en mag niet worden gebruikt als vervanging voor medische instrumenten. Raadpleeg uw arts over het trainen en tillen van zware gewichten voordat u de Right Rep-biosensor gebruikt.

Right Rep is een elektrisch apparaat dat een elektrische schok kan veroorzaken. Om er zeker van te zijn dat de juiste vertegenwoordiger voor iedereen veilig is, moeten de volgende veiligheidsmaatregelen worden genomen.

Hier zijn enkele elektrische veiligheidstips die u moet volgen:

• De stroom moet worden losgekoppeld bij het wijzigen van circuits.
• Wijzig geen circuits met een natte of beschadigde huid
• Houd alle vloeistoffen en andere geleidende materialen uit de buurt van het circuit
• Gebruik geen elektrische apparaten tijdens onweer of in andere gevallen waar stroompieken vaker voorkomen dan normaal.
• Dit systeem maakt gebruik van een EMG-sensor en elektrodepads. Zorg ervoor dat u de juiste elektrodenplaatsing en veiligheidsrichtlijnen volgt die u hier vindt.
• Sluit alle componenten aan op aarde. Dit zorgt ervoor dat er geen lekstroom van het apparaat naar u toe kan komen.

Elektriciteit is gevaarlijk, het volgen van deze veiligheidsmaatregelen zorgt ervoor dat uw intructable-ervaring plezierig en vrij van gevaar zal zijn.

Stap 4: Hints & Tips:

Biosensoren kunnen wispelturige dingen zijn, het ene moment werken dingen, het volgende mislukken dingen jammerlijk. Hieronder volgen enkele hints en tips om uw Right Rep-sensor soepel te laten werken.

Probleemoplossen:

• Als het LCD-scherm herhalingen telt terwijl er geen contractie plaatsvindt, zorg er dan voor dat de elektroden stevig op het onderwerp zijn bevestigd met behulp van tape. Dit vermindert ongewenste bewegingsartefacten. Als de eerste nog steeds niet werkt, overweeg dan om de EMG-drempel in de Arduino-code aan te passen.
• Het bewegingsbereik verschilt per gebruiker. Dit kan ertoe leiden dat een herhaling bij een volledig bewegingsbereik niet wordt geteld. Om rekening te houden met variabiliteit, past u de goniometerdrempel aan om rekening te houden met deze wijziging.
• LCD te dimmen? Probeer de helderheid hoger te zetten door de weerstand op de "Vo"-pin te wijzigen. Of test dit voorbeeld om er zeker van te zijn dat het goed werkt.
• Als de Arduino stroom verliest, controleer dan of de 9V-batterij leeg is.
• Als al het andere faalt, zorg er dan voor dat alle draden goed en stevig zijn aangesloten.

Tips:

• Het kan gemakkelijk zijn om uit het oog te verliezen waar draden in een circuit gaan. Een handige tip is om een kleurenschema op te stellen en consistent te zijn in uw hele project. Gebruik bijvoorbeeld een rode draad voor positieve spanning en gebruik een zwarte draad voor aarde.
• Tillen is voor uw persoonlijke gezondheid, laat de mening van anderen uw training niet beïnvloeden!

Stap 5: Een zelfgemaakte goniometer maken

Om een zelfgemaakte goniometer te maken, moet u Scotch-montageplamuur, een draaipotentiometer en 2 paperclips aanschaffen.

Stap 6: Alles samenbrengen

Om de goniometer te maken, maakt u twee paperclips recht. Wikkel vervolgens de wijzerplaat van de potentiometer in met montageplamuur. Neem een van de rechtgebogen paperclips en steek deze in de montageplamuur. Dit wordt het variabele goniometerbeen dat met de onderarm meebeweegt. Bevestig voor het referentiebeen een paperclip aan de voet van de potentiometer met behulp van montagekit. Dit been wordt parallel aan de biceps gefixeerd.

Stap 7: Aan de slag

Om het circuit te construeren, begint u met het aansluiten van stroom en aarde van de Arduino Uno naar het proto-board.

Stap 8: EMG en Goniometer toevoegen

Sluit zowel de EMG als de goniometer aan op voeding, aarde en een analoge pin. Voor het bovenstaande diagram vertegenwoordigt de kleine sensor aan de linkerkant de EMG en de potentiometer de goniometer. Let op in welke pin elke sensor zit, we hebben de EMG in A0 en de goniometer in A1.

Stap 9: LED-uitgangen toevoegen

Sluit twee LED's aan op aarde en een digitale pin. Eén LED geeft aan wanneer een rep is voltooid en de andere LED geeft aan wanneer een set is voltooid. Let op de digitale pin waarin elke LED zich bevindt voor het coderingsgedeelte. We hebben een LED die naar pin 8 gaat en de andere naar pin 9. Elke LED moet worden geaard met een 220Ohm-weerstand.

Stap 10: Een digitale display-uitgang toevoegen

Volg zorgvuldig de bovenstaande bedrading om het digitale display toe te voegen. Een weerstandsdeler loopt door de derde pin van links. Een weerstand van 10K Ohm loopt van de voeding naar de genoemde pin en een 220Ohm-weerstand loopt van dezelfde pin naar aarde.

Stap 11: Een knop toevoegen

Plaats een knop op het fotobord zoals op de afbeelding hierboven. Voorzie de knop van stroom en aard deze met een 220 Ohm weerstand. Voer de uitvoer van de knop in een digitale pin (we gebruikten pin 7).

Stap 12: Montage van de goniometer en draadbevestigingen

Zodra de constructie van de goniometer is voltooid, bent u klaar om de goniometer aan de compressiehuls te bevestigen. Dit wordt gedaan door de rechtgebogen paperclips in de compressiehuls te weven. Voor het variabele been van de goniometer, bevestigd aan de potentiometer-wijzerplaat, weef de paperclip evenwijdig aan de onderarm. Evenzo, voor het referentiebeen, verbonden met de basis van de potentiometer, weef de paperclip evenwijdig aan de biceps.

Gebruik vervolgens 9 vrouwelijke naar mannelijke jumperdraden om de goniometer in uw circuit aan te sluiten. De twee getande zijden van de potentiometer zijn verbonden met voeding en aarde. De enkelvoudige zijde van de potentiometer wordt aangesloten op analoge ingang A1.

Stap 13: EMG-elektrodeplaatsing

Om de BITalino EMG-sensor in de Arduino te integreren, is de eerste stap de juiste plaatsing van elektroden. Er zijn 3 elektrodenpads nodig. Twee elektroden worden langs de buik van de biceps-spier geplaatst en één op het elleboogbot. Om deze elektroden op de Bitalino aan te sluiten, zijn rode, witte en zwarte draden. De witte draad is bevestigd aan de elektrode op de elleboog. De rode en zwarte draden zijn bevestigd aan de elektroden op de buik van de biceps-spier. Let op: de rode draad is hoger op de biceps aangesloten en de zwarte draad is lager op de biceps aangesloten. Ten slotte, om de EMG-sensor op de Arduino aan te sluiten, sluit u de rode en zwarte draden aan op stroom en aarde. De paarse draad moet in analoge pin A0 gaan.

Stap 14: Codering van de juiste rep biosensor

Nu het circuit voltooid is, is het klaar om de code te uploaden. De bijgevoegde code is de volledige code die wordt gebruikt om dit project te voltooien. De afbeelding hierboven is een voorbeeld van hoe de code eruit zou moeten zien nadat deze is geopend. Als de code goed werkt, gebeurt het volgende:

1. De EMG- en goniometersignalen worden gelezen met de functie analogRead().

2. Met behulp van een if()-statement controleert het programma of de EMG- en goniometersignalen groter zijn dan hun respectieve drempels. Als beide signalen groter zijn, wordt een herhaling toegevoegd aan het LCD-scherm en gaat de groene LED branden om aan te geven dat een herhaling is voltooid. Als een van beide signalen hun drempel niet haalt, gaat de LED uit en wordt er geen herhaling geteld.

3. Het signaal wordt snel verzonden, dus er is een regel code die controleert hoeveel tijd er tussen herhalingen is geplakt. Als er een halve seconde is verstreken sinds de vorige rep, telt deze een nieuwe rep zolang de EMG- en goniometer-drempels worden bereikt.

4. Vervolgens controleert de code of het aantal voltooide herhalingen groter is dan of gelijk is aan het aantal herhalingen per set (we stellen deze waarde in op 10 herhalingen per set). Als het aantal herhalingen groter is dan of gelijk is aan deze waarde, gaat de blauwe LED branden om aan te geven dat de set is voltooid.

5. Ten slotte controleert de code of de knop wordt ingedrukt. Als de knop wordt ingedrukt, wordt het aantal herhalingen weer op 0 gezet en wordt het LCD-scherm overeenkomstig bijgewerkt.

Klik HIER om toegang te krijgen tot deze code in GitHub!

Stap 15: RECHTS REP EAGLE SCHEMA

Hier is een adelaarsschema van hetzelfde circuit dat in de bovenstaande stappen is gebouwd. Alle componenten, afgezien van het LCD-scherm, zijn eenvoudig aan te sluiten. Een herinnering voor het LCD-scherm: volg zorgvuldig de draden die in het diagram worden weergegeven. Hoewel de digitale pinnen waar elke draad naar toe gaat niet vast zijn, raden we aan om voor de eenvoud de configuratie te gebruiken die we hebben gebruikt. Als de pinnen niet overeenkomen met de draad die in de code is gespecificeerd, zal het programma niet correct werken. Mogelijk moet u dubbel of driedubbel controleren of alles is waar het zou moeten zijn.

Stap 16: VERDERE IDEEN

Een idee dat we hebben om de software verder te ontwikkelen, is om verschillende fasen aan het display toe te voegen. Deze zinnen zijn afhankelijk van de gegevens die in het programma komen. Als het aantal herhalingen bijvoorbeeld één of twee herhalingen verwijderd is van het einde van de set, kan op het LCD-scherm "Bijna klaar" of "Nog een paar!" worden weergegeven. Een ander voorbeeld kunnen tijdafhankelijke berichten zijn. Als dt de minimale tijd tussen herhalingen niet bereikt, kan het display "vertragen" weergeven.

Een ander software-idee zou een zelfkalibratiefunctie kunnen zijn. In plaats van de seriële monitor te moeten controleren om een geschikte drempel te vinden, kan de code deze voor u vinden. Het coderingsniveau dat hiervoor nodig is, gaat onze huidige kennis gewoon te boven en daarom is het slechts een verder idee.

Een upgrade voor de hardware zou het gebruik van een potentiometer voor het LCD-scherm kunnen zijn in plaats van een weerstandsdeler. De pin waar de weerstandsdeler doorheen loopt, regelt de helderheid van de tekst op het display. Door een potentiometer te gebruiken, kan de gebruiker de helderheid dimmen met een draaiknop in plaats van met een vast helderheidsniveau.