Сила на въздействие върху петата и крака на бегач по време на бягане: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

За моя проект исках да тествам силата, на която са изложени петата и крака на бегач, и дали новите маратонки наистина намаляват силата. Акселерометърът е устройство, което открива ускорението по осите X, Y и Z. Ускорението се измерва в G-сили, една G-сила е еквивалентна на ускорението на гравитацията на земята, което всички неща изпитват по всяко време. Използвам този акселерометър, за да тествам количеството G-сили, което петата и краката ми изпитват по време на бягане, и дали има разлика между по-новите и по-старите обувки. Има много често срещани погрешни схващания относно нуждата от нови маратонки. Много хора вярват, че Nike ви лъже, когато ви казват да купувате нови обувки на всеки 500 километра. Фирмите за обувки и управляващите магазини, като Poulsbo running (моят местен магазин за бягане) например, ще ви кажат, че ще се нараните, ако не си сменяте обувките често. Не съм сигурен обаче дали това е напълно вярно и затова реших да го тествам сам. Причината за тези наранявания при бягане, която според вас ще получите, ако нямате нови обувки, се получава от количеството сила, която кракът и петата ви изпитват. Казват, че новите обувки намаляват силата по -добре от старите, но не съм убеден, че това е вярно. Този проект ще бъде полезен на много хора, особено на тези, които са предразположени към наранявания, свързани с тях, и на тези, които биха искали да научат повече за тях. Моят проект ще определи дали тези компании говорят истината, или просто се опитват да ви накарат да извадите друга двойка Бенджамини.

Консумативи

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 акселерометър

1x дъска за хляб

1x много джъмперни проводници

1x бутон

1x LED

2x 10k резистори

2x 30k резистори

6x проводници, които са приблизително дължината на крака на бегача

1x лаптоп, който може да работи с Arduino IDE

Допълнителни компоненти, необходими за вторичното изграждане:

1x LCD екран

1x потенциометър

1x още много джъмперни проводници

Стъпка 1: Моето първоначално изграждане

Първоначалната ми конструкция беше доказателство за концепция. Исках да се уверя, че този проект е възможен, преди да започна да инвестирам време и пари в него. Използвах акселерометър, Arduino, четири проводника и моя лаптоп, който работеше с кода. Това доказателство за концепцията беше много важно, защото научих някои ценни уроци по отношение на кода. Най -важното обаче беше, че научих, че този проект е възможен.

Стъпка 2: Вторично изграждане

На първо място искам да кажа, че тази компилация не е била необходима за окончателната компилация и изисква някои допълнителни компоненти, така че тази стъпка е напълно незадължителна. Добавих дисплей с течни кристали (LCD), за да може да ми даде стойностите на G сила на компютър без Arduino IDE. преди тази компилация трябваше да имам Arduino IDE и кода, за да мога да получавам изходните данни от акселерометъра. С тази нова версия мога да стартирам Arduino от всеки източник на захранване, дори не е задължително да е компютър. Добавих и потенциометър, за да мога да регулирам подсветката на LCD дисплея. Това може да се окаже полезно, ако го използвам навън и слънцето грееше на екрана. Всички сме били в ситуация, в която се опитвате да използвате смартфона си навън, но слънчевата светлина затруднява виждането на екрана. Така че се опитвате да блокирате слънцето с ръка или да обърнете гръб към слънцето, за да се опитате да го блокирате. Друг начин да разрешите този често срещан проблем е да увеличите яркостта на екрана си и точно за това е предназначен потенциометърът. Не бих могъл да видя изходните данни много добре, но бих могъл да настроя подсветката, така че да я виждам перфектно. Регулирането на подсветката може да бъде полезно и в други случаи.

Стъпка 3: Трета и окончателна компилация

За моята трета и последна компилация комбинирах всички най -добри атрибути от всичките ми предишни компилации в една дъска. В крайна сметка получих много изискан и компактен модул, а дългите проводници успяха да се спуснат по крака ми, без да пречат на формата ми. Добавих бутон, за да мога да стартирам и спирам събирането на данни във всеки един момент. Това беше много важно за получаването на добри данни, защото щях да мога да започна да събирам веднага щом започна да бягам и веднага след като спрях. Следователно всички събрани данни се отнасят до действителния експеримент. Добавих и светодиод, за да знам кога е включено събирането на данни или кога е изключено. Това окончателно изграждане завърши с голям успех и точно това се надявах.

Стъпка 4: Отстраняване на проблеми и някои проблеми, които имах по пътя

Имах много проблеми с проекта. За един мой първи акселерометър беше много трудно да свържа окабеляването, кодирането, дизайна и данните. Дизайнът беше много труден, защото имам много ограничения, например колко е тежък или колко голям. Трябва да мога да бягам и искам да мога да изпълня най -близо до обичайната си бягаща форма, за да бъде този експеримент точен. Кодирането също беше много трудно и изискваше много проблеми. Имах проблеми с четенето на подходящо количество G от моя акселерометър. Mma8452q (моят акселерометър) се ограничава до осем G. Понякога, когато едва докосвах крака си до пода, той четеше осем G и това е просто неправилно, тъй като е твърде високо. След известно заснемане на проблеми и прекодиране обаче успях да направя правилното мащабиране.

Стъпка 5: Моят код

Използвах един от примерите от библиотеката на Sparkfun, а също така добавих бутон и LED. това беше доста просто, тъй като има примери за всичко в този проект, но трябва да комбинирате повече от един заедно

Стъпка 6: Заключение и анализ на данните

Виждам този проект като голям успех. Постигнах почти всички, ако не и всичките си цели. Успях да получа много много използваеми данни. Научих много за кодирането, окабеляването, електронните компоненти на Arduino, изграждането на компактна модулна система, G force и бягането. Сега или да приема, или да отхвърля моето изявление от моя начален параграф и цялата причина, поради която започнах този проект. Исках да докажа, че компаниите грешат, като покажа, че не е необходимо да купувате нови обувки на всеки 500 километра. Дали новите обувки наистина намаляват количеството G сили, които петата и краката на бегача изпитват по време на бягане? Отговорът е да. Сравних количеството G сили, които петата ми изпита в чифт нови маратонки, стари маратонки, микробуси, а като контрола, аз просто носех чорапи. Открих, че в чорапите си съм изпитал до осем G's. Това беше същото количество G като фургоните, което може да се очаква. В старите маратонки изпитах до шест G's. при новите бегачи изпитах не повече от четири G. Както виждаме, новите бегачи бяха най -добри в намаляването на силата на удара, а микробусите бяха най -лошите (без да се броят чорапите, тъй като това беше контролната променлива). Предполагам, че с моята настройка под двадесет долара не мога да опровергая това, което 2.5 милиарда долара, които Nike похарчи през последните пет години за научни изследвания и разработки, доказаха за тях. Може би следващия път ще похарча трийсет и ще видим какво ще се случи тогава.