Kekuatan Impak pada Tumit dan Kaki Pelari Semasa Berlari: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Untuk projek saya, saya ingin menguji jumlah kekuatan yang terkena tumit dan kaki pelari, dan jika kasut lari baru benar-benar mengurangkan kekuatan. Accelerometer adalah peranti yang mengesan pecutan pada paksi X, Y dan Z. Pecutan diukur dalam G-Forces, satu G-Force setara dengan pecutan graviti di bumi yang dialami oleh semua perkara setiap saat. Saya menggunakan accelerometer ini untuk menguji jumlah G-Force yang tumit dan kaki saya alami semasa berlari, dan jika ada perbezaan antara kasut yang lebih baru dan lebih tua. Terdapat banyak kesalahpahaman umum mengenai memerlukan kasut lari baru. Ramai orang percaya bahawa Nike berbohong kepada anda apabila mereka memberitahu anda untuk mendapatkan kasut baru setiap 500 kilometer. Syarikat kasut yang berjalan, dan kedai berasaskan larian, seperti Poulsbo running (kedai runcit tempatan saya) misalnya, akan memberitahu anda bahawa anda akan mencederakan diri sendiri jika tidak kerap mengganti kasut anda. Namun, saya tidak pasti sama ada benar, dan oleh itu saya memutuskan untuk mengujinya sendiri. Punca kecederaan berlari yang mereka katakan akan anda dapatkan jika anda tidak mempunyai kasut baru, berasal dari kekuatan yang dialami oleh kaki dan tumit anda. Mereka mengatakan kasut baru mengurangkan kekuatan lebih baik daripada kasut lama, tetapi saya tidak yakin bahawa itu benar. Projek ini akan membantu banyak orang terutamanya mereka yang terdedah kepada kecederaan akibat kecederaan, dan mereka yang ingin mengetahui lebih banyak mengenai mereka. Projek saya akan menentukan sama ada syarikat-syarikat ini mengatakan yang sebenarnya, atau jika mereka hanya berusaha membuat anda melepaskan pasangan Benjamin yang lain.

Bekalan

1x Arduino uno

Accelerometer 1x Sparkfun adxl377

Papan roti 1x

1x banyak wayar pelompat

Butang 1x

LED 1x

Perintang 2x 10k

Perintang 2x 30k

Wayar 6x yang kira-kira panjang kaki pelari

1x komputer riba yang boleh menjalankan Arduino IDE

Komponen tambahan diperlukan untuk binaan sekunder:

Skrin LCD 1x

Potensiometer 1x

1x banyak lagi wayar pelompat

Langkah 1: Binaan Awal Saya

Binaan awal saya adalah bukti konsep. Saya ingin memastikan bahawa projek ini dapat dilaksanakan sebelum saya mula melaburkan masa dan wang ke dalamnya. Saya menggunakan accelerometer, Arduino, empat kabel jumper, dan komputer riba saya yang menjalankan kodnya. Bukti konsep ini sangat penting kerana saya belajar beberapa pelajaran berharga berkaitan dengan kod. Yang paling penting, saya mengetahui bahawa projek ini mungkin.

Langkah 2: Binaan Sekunder

Pertama dan utama saya ingin mengatakan bahawa binaan ini tidak diperlukan untuk binaan akhir, dan ia memerlukan beberapa komponen tambahan, jadi langkah ini adalah pilihan sepenuhnya. Saya menambahkan pada Liquid Crystal Display (LCD) sehingga dapat memberi saya nilai kekuatan G pada komputer tanpa Arduino IDE. sebelum membina ini, saya perlu mempunyai Arduino IDE dan kodnya untuk dapat menerima data output dari accelerometer. Dengan binaan baru ini saya dapat menjalankan Arduino dari mana-mana sumber kuasa, bahkan tidak perlu menjadi komputer. Saya juga menambah potensiometer sehingga saya dapat menyesuaikan lampu latar pada LCD. Ini terbukti berguna jika saya menggunakannya di luar dan cahaya matahari bersinar di skrin. Kita semua berada dalam situasi di mana anda cuba menggunakan telefon pintar anda di luar tetapi cahaya dari cahaya matahari menjadikannya sukar untuk melihat layar. Oleh itu, anda mencuba dan menyekat cahaya matahari dengan tangan anda, atau anda berpaling ke arah matahari untuk mencuba dan menyekatnya. Cara lain untuk menyelesaikan masalah biasa ini adalah dengan menaikkan kecerahan skrin anda, dan itulah sebenarnya potensiometer yang ada. Saya tidak dapat melihat data output dengan baik, tetapi saya dapat menyesuaikan lampu latar sehingga dapat melihatnya dengan sempurna. Penyesuaian lampu latar juga berguna dalam keadaan lain.

Langkah 3: Pembinaan Ketiga, dan Akhir

Untuk binaan ketiga dan terakhir saya menggabungkan semua sifat terbaik dari semua binaan sebelumnya ke dalam satu papan. Saya berakhir dengan modul yang sangat halus dan padat, dan wayar panjang dapat berjalan ke bawah kaki saya tanpa menghalang bentuk saya. Saya menambah butang supaya saya dapat memulakan dan menghentikan pengumpulan data saya pada waktu tertentu. Ini sangat penting untuk mendapatkan data yang baik kerana saya dapat mula mengumpulkan sebaik sahaja saya mula berjalan, dan sebaik sahaja saya berhenti. Oleh itu, semua data yang dikumpulkan berkaitan dengan eksperimen sebenar. Saya juga menambahkan LED sehingga saya tahu bila pengumpulan data dihidupkan, atau kapan ia padam. Pembinaan akhir ini akhirnya menjadi kejayaan besar, dan itulah yang saya harapkan.

Langkah 4: Menembak Masalah, dan Beberapa Masalah yang Saya Hadapi Sepanjang Jalan

Saya mempunyai banyak masalah dengan projek. Bagi satu akselerometer pertama saya, sangat sukar untuk mendapatkan pendawaian, pengkodan, reka bentuk dan data yang betul. Reka bentuknya sangat sukar kerana saya mempunyai banyak kekangan, misalnya berapa beratnya, atau seberapa besarnya. Saya mesti dapat berlari, dan saya mahu dapat menjalankan yang paling hampir dengan bentuk larian biasa saya agar percubaan ini tepat. Pengekodan juga sangat sukar dan memerlukan banyak kesukaran untuk menembak. Saya menghadapi masalah membaca jumlah G yang betul dari pecutan saya. Mma8452q (pecutan saya) habis pada lapan G. Kadang-kadang apabila saya hanya menyentuh kaki saya ke lantai, ia akan membaca lapan G dan itu tidak betul, kerana terlalu tinggi. Bagaimanapun, setelah beberapa masalah menembak dan pengekodan semula, saya dapat mendapatkan penskalaan dengan betul.

Langkah 5: Kod Saya

Saya menggunakan salah satu contoh dari perpustakaan Sparkfun, dan saya juga menambah butang, dan LED sendiri. ini cukup mudah kerana ada contoh segala-galanya dalam projek ini, namun anda mesti menggabungkan lebih dari satu bersama

Langkah 6: Kesimpulan, dan Analisis Data

Saya melihat projek ini sebagai kejayaan besar. Saya mencapai hampir semua, jika tidak semua, matlamat saya. Saya dapat banyak data yang boleh digunakan. Saya belajar banyak tentang pengekodan, pendawaian, komponen elektronik Arduino, membina sistem modular padat, kekuatan G, dan berjalan. Sekarang untuk menerima atau menolak pernyataan saya dari perenggan pembukaan saya, dan keseluruhan sebab mengapa saya memulakan projek ini. Saya ingin membuktikan syarikat itu salah dengan menunjukkan bahawa anda tidak perlu membeli kasut baru setiap 500 kilometer. Adakah kasut baru benar-benar mengurangkan jumlah kekuatan G yang dialami tumit dan kaki pelari semasa berlari? Jawapannya adalah ya. Saya membandingkan jumlah kekuatan G yang dialami tumit saya pada sepasang kasut lari baru, kasut larian lama, van, dan sebagai kawalan, saya hanya memakai stoking. Saya mendapati bahawa di stoking saya mengalami sehingga lapan G. Ini adalah jumlah G yang sama dengan van, yang diharapkan. Pada kasut larian lama saya mengalami sehingga enam G. dalam pelari baru, saya mengalami tidak lebih daripada empat G. Seperti yang kita lihat, pelari baru adalah yang terbaik dalam mengurangkan daya hentaman, dan van adalah yang paling buruk (tidak mengira kaus kaki kerana itu adalah pemboleh ubah kawalan). Saya rasa dengan persediaan di bawah dua puluh dolar, saya tidak dapat membantah berapa 2.5 bilion dolar yang telah dibelanjakan oleh Nike selama lima tahun terakhir untuk penyelidikan dan pembangunan yang terbukti untuk mereka. Mungkin saya akan menghabiskan tiga puluh kali seterusnya dan kita akan melihat apa yang berlaku kemudian.