Gait Keeper: 7 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Declaração do Problema

Em um estudo com 87 adultos idosos normais, a medição dos padrões de caminhada e do humor mostrou evidências correlacionais de que a marcha poderia fornecer um índice do nível de depressão em uma população clínica [1]. Além disso, a melhora do padrão de marcha demonstrou reduzir o risco de dor e lesões, utilizar os mecanismos naturais de absorção de choque do corpo e distribuir a carga de trabalho de energia da caminhada e corrida ao longo do tempo. Nosso projeto pretende promover uma marcha adequada para melhorar o bem-estar de quem o utiliza.

[1] Sloman, L, et al. “Humor, doença depressiva e padrões de marcha.” Current Neurology and Neuroscience Reports., U. S. National Library of Medicine, abril de 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

Visão geral de como funciona

Nosso dispositivo avalia a marcha do usuário e determina se ele está caminhando da maneira mais adequada, com base na distribuição da pressão do pé. Conseguimos isso por meio de placas condutoras sensíveis à pressão em um conjunto de almofadas de piso portáteis. Avaliamos sua marcha com base na quantidade média de pressão aplicada no calcanhar ou na planta do pé. Isso aciona um fio de LEDs RGB para acender de acordo com o resultado da avaliação da marcha.

Ao inicializar os pads, a primeira rodada de LEDs brancos permite que o usuário vire o pad no chão e coloque-o na posição desejada. Quando a segunda rodada de LEDs azuis acender, é quando o usuário deve pisar nos pads. Isso registra as pressões máximas e mínimas aplicadas para a frente e para trás do pé. Usando esses números, nós os usamos para normalizar leituras futuras do velostat. Além disso, calculamos um limite variável que detecta quando o pad deve começar a ler os valores, com base em se alguém está pisando no pad.

Imagem

Nossa iteração final do projeto é exibida nas imagens acima.

Etapa 1: Materiais

Lista de materiais (para um único bloco)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ de uma folha de Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ de uma tira NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

Contraplacado de 14 "x 16" ¾ Polegadas (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 bateria de íon-lítio de 1,3 V (https://bit.ly/2AVIcP7)

Wire (https://amzn.to/2G4PzcV)

Fita de cobre (https://amzn.to/2SAIBOf)

Folha de alumínio (https://amzn.to/2RFKs47)

Cola para madeira (https://amzn.to/2Qhw7yb)

Etapa 2: Corte a laser

Cortamos a laser dois pedaços de compensado de 1/2 para cada sapata. A parte inferior abriga os fios e os componentes eletrônicos, enquanto a estrutura superior apresenta as sapatas de pressão e protege as partes abaixo. Um total de 8 peças formarão 4 sapatas quando unidas juntos.

O arquivo do Illustrator são as dimensões finais do footpad. As linhas VERMELHAS devem ser definidas como CORTE e as PRETAS devem ser gravadas. Dependendo da máquina de corte a laser, diferentes combinações de potência / velocidade serão necessárias para obter uma gravação profunda o suficiente para que o Arduino Lilypad fique nivelado sob a almofada do pé. Para referência, usamos 50 velocidades, 40 de potência e fizemos 3 passes.

Etapa 3: Fiação

Usamos o LilyPad Arduino AT, que vem com um total de 11 pinos conectores.

Aqui estão os detalhes para a fiação do Guardião da Marcha, conforme mostrado no diagrama de Fritzing e nas imagens de protótipo acima:

• Velostat frontal positivo> A5
• Voltar Velostat Positivo> A4
• Velostat Grounds> GND Pin
• Sinal LED> A3
• LED GND> Pino GND
• LED Positivo> Pino Positivo

Etapa 4: Código

Abaixo está um link para nosso código e, em anexo, uma imagem de nosso pseudocódigo e abordagem:

Etapa 5: Montagem

Para o processo de montagem final, primeiro cortamos a tira NeoPixel RGB em pedaços longos o suficiente para envolver a circunferência da almofada e cortamos o fio para caber nas trilhas que gravamos nas almofadas. Em seguida, soldamos os fios aos pinos apropriados em cada um dos Lilypads, conforme indicado na primeira imagem acima, e carregamos nosso código nas placas. Em seguida, enfiamos tiras de papel alumínio nas ranhuras que cortamos a laser e as prendemos no lugar, conforme mostrado na segunda e na terceira imagens. Em seguida, usamos as trilhas para a fiação a ser anexada à folha de alumínio usando fita de cobre e soldamos a fiação conectada aos Lilypads aos pontos de contato correspondentes (pino A5 para a almofada frontal através do topo das trilhas de fiação cortadas a laser, pino A4 para o inferior, e o solo pelo meio - mostrado na quarta imagem).

Conforme exibido na quinta imagem, fixamos tiras de Velostat que foram cortadas no mesmo tamanho das tiras de folha de alumínio, colando-as no lugar para garantir que fizessem contato uniforme com o material condutor. Para a camada superior do material condutor, usamos fita de cobre por sua durabilidade, criando um padrão em espiral para cobrir toda a superfície da peça retangular de madeira vista na sexta imagem acima, mantendo tudo no lugar. Também usamos a fita de cobre para criar uma conexão entre essas camadas em espiral enfiadas nas ranhuras de corte a laser para alcançar a fiação de aterramento soldada.

Por fim, imprensamos todos os materiais e conectamos todas as peças da estrutura de madeira, conectamos as baterias carregadas e colamos o Lilypad em sua unidade habitacional designada. Depois que tudo foi colocado no lugar, usamos cola de madeira para colar a moldura de madeira e, em seguida, fixamos as tiras RGB cortadas na borda externa e deixamos a cola secar durante a noite.

Etapa 6: Vídeo de demonstração de interação

Aqui está um vídeo de um dos membros do nosso grupo andando sobre as almofadas e recebendo feedback do LED.