O representante certo: 16 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

"Você ao menos levanta o irmão?"

Para os iniciantes na academia, aprender a levantar peso pode ser uma tarefa difícil. Os exercícios parecem não naturais e cada repetição parece malsucedida. Para piorar as coisas, aumentando o desconforto estão os espectadores olhando dolorosamente para sua técnica pobre e braços esqueléticos.

Se esta cena lamentável se parece com você, então o biossensor Right Rep é para você! Para iniciantes em academias de grande cérebro que procuram obter braços de garotão, o biossensor Right Rep ajuda a garantir que você obtenha a representação certa o tempo todo. Este biossensor conta as repetições do bíceps e indica se você está trabalhando duro o suficiente e usando uma amplitude completa de movimento. Com Right Rep, você aprenderá a representar corretamente.

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

A seguir está uma lista de materiais e ferramentas para este projeto:

Materiais

1. Arduino Uno MicroProcessor ($ 23,00)
2. Tábua de pão de tamanho médio (4 embalagens - $ 5,99)
3. Display LCD de 16 segmentos (2 unidades - $ 6,49)
4. Sensor BITalino EMG ($ 27,00)
5. 1 x 3 acessórios de chumbo ($ 21,47)
6. Cabo do sensor ($ 10,87)
7. 3 eletrodos descartáveis pré-gelificados 3M (pacote de 50 - $ 20,75)
8. 4 Resistor de 220 Ohm (pacote com 100 - $ 6,28)
9. 1 Resistor de 10K Ohm (pacote de 100 - $ 5,99)
10. 1 potenciômetro (pacote com 10 - $ 9,99)
11. Fios de conexão (pacote com 120 - $ 6,98, inclui M / F, M / M e F / F)
12. Bateria 9V (4 unidades - $ 13,98)
13. 2 clipes de papel (pacote com 100 - $ 2,90)
14. Massa Scotch Mounting ($ 1,20)
15. Manga vestível (manga de compressão comprada ou você pode cortar a manga de uma camisa velha)

Total: $ 162,89 (Isso é simplesmente o total dos preços acima. O preço por unidade de cada componente deve ser muito menor)

Ferramentas

Computador com recursos de codificação Arduino

Etapa 2: Preparação e Histórico

Antes de começar a conectar seu circuito Right Rep, é importante reservar um tempo para aprender sobre os potenciais de ação e alguns circuitos básicos. Os músculos esqueléticos têm duas propriedades fundamentais: são excitáveis e contraíveis. Significado excitável eles respondem a estímulos e significado contratável eles são capazes de produzir tensão. Cada vez que você levanta um peso, as fibras musculares são excitadas devido a pequenas voltagens no músculo chamadas potenciais de ação. O Right Rep monitora esses potenciais de ação usando um sensor de eletromiograma (EMG) para garantir que seus músculos estejam trabalhando em plena capacidade. Mais informações sobre sensores EMG podem ser encontradas aqui.

Experiência em fiação de circuitos elétricos deve ser suficiente para o escopo deste intratável. Para fazer o biossensor Right Rep, você precisará conectar alguns dispositivos ao circuito. Os principais dispositivos são o microprocessador Arduino Uno, Display de cristal líquido (LCD) de 16 segmentos, sensor BITalino EMG e goniômetro caseiro.

O microprocessador Arduino Uno é um computador que funciona como o "cérebro" do sistema. O LCD usa um display de 16 segmentos para indicar as repetições. O sensor EMG mede os potenciais de ação conforme declarado acima. Por último, o goniômetro caseiro usa um potenciômetro rotativo para medir uma amplitude completa de movimento. Ele faz isso medindo a tensão de saída variável dada pela variação da resistência do potenciômetro.

Depois que o sistema é construído, ele deve ser fornecido com o código. Este projeto usa código Arduino. Antes de iniciar este projeto, você deve se familiarizar com a biblioteca LCD e outros códigos Arduno úteis encontrados aqui. O código que usamos para este projeto está localizado no GitHub. O código pode ser baixado e usado em seu próprio projeto a qualquer momento.

Etapa 3: Segurança

Aviso!

O biossensor Right Rep não é um dispositivo médico e não deve ser usado como um substituto para instrumentação médica. Consulte o seu médico sobre exercícios e levantamento de pesos pesados antes de usar o biossensor Right Rep.

Right Rep é um dispositivo elétrico com potencial para choque elétrico. Portanto, para garantir que o representante certo seja seguro para todos, as seguintes precauções de segurança devem ser implementadas.

Aqui estão algumas dicas de segurança elétrica a seguir:

• A alimentação deve ser desconectada ao modificar os circuitos.
• Não modifique os circuitos com pele molhada ou quebrada
• Mantenha todos os fluidos e outros materiais condutores longe do circuito
• Não use dispositivos elétricos durante tempestades ou em outros casos em que os picos de energia tenham uma taxa de incidência maior do que o normal.
• Este sistema usa um sensor EMG e almofadas de eletrodo. Certifique-se de seguir a colocação correta do eletrodo e as diretrizes de segurança encontradas aqui.
• Conecte todos os componentes ao aterramento. Isso garante que não haja vazamento de corrente do dispositivo para você.

A eletricidade é perigosa. Seguir essas precauções de segurança garante que sua experiência intrutável seja agradável e livre de perigos.

Etapa 4: Dicas e sugestões:

Os biossensores podem ser inconstantes, num segundo as coisas funcionam, no segundo seguinte as coisas falham miseravelmente. A seguir estão algumas dicas e sugestões para que o sensor Right Rep funcione sem problemas.

Solução de problemas:

• Se o LCD estiver contando repetições quando a contração não estiver ocorrendo, certifique-se de que os eletrodos estejam bem presos ao assunto com fita adesiva. Isso reduz artefato de movimento indesejado. Se o anterior ainda não funcionar, considere modificar o limite de EMG no código do Arduino.
• A amplitude de movimento varia entre cada usuário. Isso pode fazer com que um representante em uma amplitude completa de movimento não seja contado. Para levar em conta a variabilidade, ajuste o limite do goniômetro para levar em conta essa mudança.
• LCD para escurecer? Tente aumentar o brilho alterando a resistência no pino "Vo". Ou teste este exemplo para ter certeza de que está funcionando corretamente.
• Se o Arduino estiver sem energia, verifique se a bateria de 9 V está descarregada.
• Se tudo mais falhar, certifique-se de que todos os fios estejam conectados de maneira adequada e segura.

Pontas:

• Pode ser fácil perder o controle de onde os fios vão em um circuito. Uma dica útil seria estabelecer um esquema de cores e ser consistente em todo o projeto. Por exemplo, usando um fio vermelho para tensão positiva e usando um fio preto para aterramento.
• O levantamento de peso é para a sua saúde pessoal, não deixe que as opiniões dos outros afetem o seu treino!

Etapa 5: fazer um goniômetro caseiro

Para fazer um goniômetro caseiro, você precisa adquirir massa de montagem Scotch, um potenciômetro rotativo e 2 clipes de papel.

Etapa 6: juntando tudo

Para criar o goniômetro, endireite dois clipes de papel. Em seguida, envolva o mostrador do potenciômetro com massa de montagem. Pegando um dos clipes de papel endireitados, insira-o na massa de montagem. Esta será a perna do goniômetro variável que se move com o antebraço. Para a perna de referência, afixe um clipe de papel na base do potenciômetro usando massa de montagem. Esta perna será fixada paralela ao bíceps.

Etapa 7: Primeiros passos

Para construir o circuito, comece conectando a energia e o aterramento do Arduino Uno à protoplaca.

Etapa 8: Adicionando EMG e Goniômetro

Conecte cada um o EMG e o goniômetro à alimentação, aterramento e a um pino analógico. Para o diagrama acima, o pequeno sensor à esquerda representa o EMG e o potenciômetro representa o goniômetro. Observe em qual pino cada sensor está, temos o EMG em A0 e o goniômetro em A1.

Etapa 9: Adicionar saídas de LED

Conecte dois LEDs ao aterramento e um pino digital. Um LED indica quando uma repetição é concluída e o outro LED indica quando uma série é concluída. Anote o pino digital em que cada LED está para a parte de codificação. Temos um LED indo para o pino 8 e o outro indo para o pino 9. Cada LED deve ser conectado ao aterramento usando um resistor de 220 ohm.

Etapa 10: Adicionando uma saída de monitor digital

Para adicionar o display digital, siga cuidadosamente a fiação fornecida acima. Um divisor de resistor passa pelo terceiro pino da esquerda. Um resistor de 10K Ohm funciona com a alimentação também do referido pino e um resistor de 220Ohm funciona do mesmo pino para o aterramento.

Etapa 11: Adicionando um botão

Coloque um botão no quadro fotográfico como mostrado na imagem acima. Forneça energia ao botão e aterre-o usando um resistor de 220 Ohm. Execute a saída do botão em um pino digital (usamos o pino 7).

Etapa 12: encaixando o goniômetro e os acessórios de fio

Assim que a construção do goniômetro estiver concluída, você está pronto para anexar o goniômetro à manga de compressão. Isso é feito entrelaçando os clipes de papel endireitados na manga de compressão. Para a perna variável do goniômetro, presa ao mostrador do potenciômetro, tecer o clipe de papel paralelo ao antebraço. Da mesma forma, para a perna de referência, conectada à base do potenciômetro, tecer o clipe de papel paralelo ao bíceps.

Em seguida, para conectar o goniômetro em seu circuito, use 9 fios jumper fêmea para macho. Os dois lados pontiagudos do potenciômetro são conectados à alimentação e ao aterramento. O lado com um único dente do potenciômetro é conectado à entrada analógica A1.

Etapa 13: Colocação do eletrodo EMG

Para integrar o sensor BITalino EMG ao Arduino, o primeiro passo é a colocação correta dos eletrodos. Serão necessários 3 eletrodos. Dois eletrodos são colocados ao longo do ventre do músculo bíceps e um é colocado no osso do cotovelo. Para conectar esses eletrodos ao Bitalino, temos as pontas vermelha, branca e preta. O cabo branco é preso ao eletrodo no cotovelo. Os eletrodos vermelho e preto são presos aos eletrodos na barriga do músculo bíceps. Nota: o cabo vermelho é conectado mais alto no bíceps e o cabo preto está conectado mais baixo no bíceps. Por último, para conectar o sensor EMG ao Arduino, conecte os fios vermelho e preto à alimentação e ao aterramento. O fio roxo deve ir para o pino analógico A0.

Etapa 14: Codificando o Biossensor Right Rep

Agora que o circuito está concluído, ele está pronto para o upload do código. O código anexado é o código completo usado para concluir este projeto. A imagem acima é um exemplo de como o código deve ficar depois de aberto. Quando o código estiver funcionando corretamente, ocorrerá o seguinte:

1. Os sinais EMG e goniômetro são lidos usando a função analogRead ().

2. Usando uma instrução if (), o programa verifica se os sinais EMG e goniômetro são maiores do que seus respectivos limites. Se ambos os sinais forem maiores, um representante é adicionado ao display LCD e o LED verde acende, indicando que um representante foi concluído. Se algum dos sinais falhar em atingir seu limite, o LED desliga e nenhuma repetição é contada.

3. O sinal enviado no ponto de dados rápido para que haja uma linha de código que verifica quanto tempo foi colado entre as repetições. Se meio segundo foi colado desde a repetição anterior, ele contará uma nova repetição, desde que os limiares de EMG e goniômetro sejam atingidos.

4. Em seguida, o código verifica se o número de repetições concluídas é maior ou igual ao número de repetições por série (definimos este valor em 10 repetições por série). Se a contagem de repetições for maior ou igual a este valor, o LED azul acende indicando que a série foi concluída.

5. Finalmente, o código verifica se o botão está sendo pressionado. Se o botão estiver sendo pressionado, a contagem de repetições volta a 0 e o display LCD é atualizado de acordo.

Para acessar este código no GitHub, clique AQUI!

Etapa 15: ESQUEMA DO REPRESENTANTE DIREITO

Aqui está um esquema de águia do mesmo circuito construído nas etapas acima. Todos os componentes, exceto o display LCD, são fáceis de conectar. Um lembrete para o display LCD: siga cuidadosamente os fios mostrados no diagrama. Embora os pinos digitais para os quais cada fio vá não sejam fixos, recomendamos usar a configuração que usamos para simplificar. Se os pinos não corresponderem ao fio especificado no código, o programa não funcionará corretamente. Você pode precisar verificar duas ou três vezes se tudo está onde deveria estar.

Etapa 16: OUTRAS IDEIAS

Uma ideia que temos para promover o software é adicionar diferentes fases ao display. Essas frases dependem dos dados que entram no programa. Por exemplo, quando a contagem de repetições está a uma ou duas repetições do final da série, o visor LCD pode exibir "Quase pronto" ou "Só mais algumas!". Outro exemplo pode ser mensagens dependentes de tempo. Se dt não atingir o tempo mínimo entre as repetições, o visor poderá ler, "desacelerar".

Outra ideia de software pode ser um recurso de autocalibração. Em vez de precisar verificar o monitor serial para encontrar um limite apropriado, o código pode encontrá-lo para você. O nível de codificação exigido para isso está simplesmente além do nosso conhecimento atual, por isso é apenas uma ideia adicional.

Uma atualização para o hardware poderia ser usando um potenciômetro para o display LCD em vez de um divisor de resistor. O pino pelo qual o divisor do resistor passa controla o brilho do texto no display. Usar um potenciômetro permitiria ao usuário diminuir o brilho com um dial, em vez de ter um nível de brilho fixo.