Força de impacto no calcanhar e na perna de um corredor durante a corrida: 6 etapas

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

Para o meu projeto, eu queria testar a quantidade de força a que o calcanhar e a perna de um corredor são expostos e se novos tênis de corrida realmente reduzem a força. Um acelerômetro é um dispositivo que detecta a aceleração nos eixos X, Y e Z. A aceleração é medida em forças G, uma força G é equivalente à aceleração da gravidade na terra que todas as coisas experimentam o tempo todo. Estou usando este acelerômetro para testar a quantidade de G-Forces que meu calcanhar e minha perna experimentam durante a corrida e se há uma diferença entre os sapatos mais novos e os mais velhos. Existem muitos equívocos comuns sobre a necessidade de novos tênis de corrida. Muitas pessoas acreditam que a Nike está mentindo para você quando lhe diz para comprar sapatos novos a cada 500 quilômetros. As empresas de tênis de corrida e as lojas de corrida, como a Poulsbo running (minha loja de corrida local), por exemplo, dirão que você se machucará se não trocar de tênis com frequência. No entanto, não tenho certeza se isso é totalmente verdade e, portanto, decidi que faria o teste sozinho. A causa dessas lesões ao correr, que eles dizem que terá se você não tiver sapatos novos, são derivadas da quantidade de força que sua perna e calcanhar experimentam. Dizem que sapatos novos reduzem a força melhor do que sapatos velhos, mas não estou convencido de que isso seja verdade. Este projeto será útil para muitas pessoas, especialmente aquelas que têm tendência a lesões relacionadas à corrida, e aquelas que gostariam de saber mais sobre elas. Meu projeto determinará se essas empresas estão dizendo a verdade ou se estão apenas tentando fazer com que você pague outro casal de Benjamins.

Suprimentos

1x Arduino uno

1x acelerômetro adxl377 Sparkfun

1 tábua de pão

1x muitos fios de jumper

Botão 1x

1x LED

2 resistências de 10k

2 resistências de 30k

6x fios que têm aproximadamente o comprimento da perna do corredor

1x laptop que pode executar o IDE Arduino

Componentes extras necessários para a construção secundária:

1x tela LCD

1x potenciômetro

1x muitos mais fios de jumper

Etapa 1: Minha construção inicial

Minha construção inicial foi uma prova de conceito. Eu queria ter certeza de que esse projeto era possível antes de começar a investir tempo e dinheiro nele. Usei um acelerômetro, Arduino, quatro fios de jumper e meu laptop que estava executando o código. Essa prova de conceito foi muito importante porque aprendi algumas lições valiosas com relação ao código. Porém, o mais importante é que aprendi que esse projeto era possível.

Etapa 2: construção secundária

Em primeiro lugar, quero dizer que esta compilação não era necessária para a compilação final e requer alguns componentes extras, portanto, esta etapa é totalmente opcional. Eu adicionei uma tela de cristal líquido (LCD) para que pudesse me dar os valores da força G em um computador sem o IDE do Arduino. antes desta construção, eu precisava ter o IDE do Arduino e o código para poder receber os dados de saída do acelerômetro. Com esta nova construção posso rodar o Arduino de qualquer fonte de energia, nem precisa ser um computador. Também adicionei um potenciômetro para poder ajustar a luz de fundo do LCD. Isso poderia ser útil se eu o usasse ao ar livre e o sol estivesse brilhando na tela. Todos nós já passamos por situações em que você tentou usar seu smartphone fora de casa, mas a luz do sol está dificultando a visualização da tela. Então você tenta bloquear o sol com a mão ou vira as costas para o sol para tentar bloqueá-lo. Outra forma de corrigir esse problema comum é aumentar o brilho da tela, e é exatamente para isso que existe o potenciômetro. Eu não seria capaz de ver os dados de saída muito bem, mas poderia ajustar a luz de fundo para que pudesse ver perfeitamente. O ajuste da luz de fundo também pode ser útil em outros casos.

Etapa 3: terceira e última construção

Para minha terceira e última construção, combinei todos os melhores atributos de todas as minhas construções anteriores em um único tabuleiro. Acabei ficando com um módulo muito refinado e compacto, e os fios longos conseguiam descer pela minha perna sem atrapalhar minha forma. Eu adicionei um botão para que eu pudesse iniciar e interromper minha coleta de dados a qualquer momento. Isso foi muito importante para obter bons dados, porque eu seria capaz de começar a coletar assim que começasse a correr e assim que parasse. Portanto, todos os dados coletados pertenciam ao experimento real. Também adicionei um LED para saber quando a coleta de dados estava ligada ou desligada. Essa construção final acabou sendo um grande sucesso e foi exatamente o que eu esperava.

Etapa 4: Solução de problemas e alguns problemas que tive ao longo do caminho

Tive muitos problemas com o projeto. Para um meu primeiro acelerômetro, foi muito difícil fazer com que a fiação, a codificação, o projeto e os dados estivessem corretos. O design foi muito difícil porque tenho muitas restrições, por exemplo, o quão pesado é, ou quão grande é. Eu preciso ser capaz de correr, e quero ser capaz de correr o mais próximo da minha forma normal de corrida para que este experimento seja preciso. A codificação também era muito difícil e exigia muitos problemas de solução de problemas. Tive problemas para ler uma quantidade adequada de G do meu acelerômetro. O mma8452q (meu acelerômetro) atinge o limite de oito Gs. Às vezes, quando eu mal tocava meu pé no chão, ele lia oito Gs e isso é simplesmente incorreto, já que é muito alto. Depois de alguns problemas e recodificação, no entanto, consegui obter o dimensionamento correto.

Etapa 5: Meu código

Usei um dos exemplos da biblioteca Sparkfun e também adicionei um botão e um LED eu mesmo. isso foi muito simples, pois há exemplos de tudo neste projeto, no entanto, você tem que combinar mais de um.

Etapa 6: Conclusão e Análise de Dados

Eu vejo esse projeto como um grande sucesso. Realizei quase todos, senão todos, meus objetivos. Consegui obter muitos dados úteis. Aprendi muito sobre codificação, fiação, componentes eletrônicos do Arduino, construção de um sistema modular compacto, força G e funcionamento. Agora, aceite ou rejeite minha declaração do parágrafo inicial, e toda a razão pela qual comecei este projeto. Queria provar que as empresas estavam erradas mostrando que não é preciso comprar calçados novos a cada 500 quilômetros. Os novos tênis realmente reduzem a quantidade de forças G que o calcanhar e a perna de um corredor experimentam durante a corrida? A resposta é sim. Eu comparei a quantidade de forças G que meu calcanhar experimentou em um par de tênis de corrida novos, tênis de corrida velhos, vans e, como controle, eu apenas usando meias. Descobri que nas minhas meias experimentei até oito G's. Era a mesma quantidade de G's que as vans, o que era de se esperar. Nos tênis de corrida antigos, experimentei até seis Gs. nos novos corredores, não experimentei mais do que quatro Gs. Como podemos ver, os novos corredores foram os melhores na redução da força de impacto, e as vans foram os piores (sem contar as meias, pois era a variável de controle). Acho que com minha configuração abaixo de vinte dólares, não posso contestar o que os 2,5 bilhões de dólares que a Nike gastou nos últimos cinco anos em pesquisa e desenvolvimento provaram para eles. Talvez passe trinta na próxima vez e veremos o que acontece depois.