Iskuvoima juoksijan kantapäähän ja jalkaan ajon aikana: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Projektissani halusin testata, kuinka paljon voimaa juoksijan kantapää ja jalka altistuvat, ja vähentävätkö uudet juoksukengät todella voimaa. Kiihtyvyysmittari on laite, joka havaitsee kiihtyvyyden X-, Y- ja Z -akseleilla. Kiihtyvyys mitataan G-voimissa, yksi G-voima vastaa maan painovoiman kiihtyvyyttä, jonka kaikki asiat kokevat aina. Käytän tätä kiihtyvyysmittaria testataksesi kantapään ja jalkojen G-voimien määrää juoksun aikana ja onko eroa uudempien ja vanhempien kenkien välillä. Uusien juoksukenkien tarpeesta on paljon yleisiä väärinkäsityksiä. Monet ihmiset uskovat, että Nike valehtelee sinulle, kun he kehottavat sinua hankkimaan uudet kengät 500 kilometrin välein. Juoksukenkäyritykset ja juoksupohjaiset kaupat, kuten Poulsbo -juoksu (paikallinen juoksukauppani), kertovat sinulle, että satutat itsesi, jos et vaihda kenkiäsi usein. En ole kuitenkaan varma, pitääkö tämä täysin paikkansa, ja siksi päätin testata sen itse. Näiden juoksuvammojen syy, jonka he kertovat saavansa, jos sinulla ei ole uusia kenkiä, johtuvat jalkasi ja kantapääsi voimasta. He sanovat, että uudet kengät vähentävät voimaa paremmin kuin vanhat kengät, mutta en ole vakuuttunut siitä, että se on totta. Tämä projekti on hyödyllinen monille ihmisille, erityisesti niille, jotka ovat alttiita juoksuvammoille, ja niille, jotka haluavat tietää niistä enemmän. Projektini määrittää, kertovatko nämä yritykset totuuden vai yrittävätkö vain saada sinut hakemaan toisen Benjamin -parin.

Tarvikkeet

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 -kiihtyvyysanturi

1x leipätaulu

1x monta hyppyjohtoa

1x painike

1x LED

2x 10k vastukset

2x 30k vastukset

6x johtoa, jotka ovat suunnilleen juoksijan jalan pituisia

1x kannettava tietokone, joka voi käyttää Arduino IDE: tä

Toissijaista rakennetta varten tarvittavat lisäkomponentit:

1x LCD -näyttö

1x potentiometri

1x paljon muita hyppyjohtoja

Vaihe 1: Ensimmäinen rakennukseni

Alkurakenne oli todiste konseptista. Halusin varmistaa, että tämä projekti on mahdollista ennen kuin aloin sijoittaa siihen aikaa ja rahaa. Käytin kiihtyvyysmittaria, Arduinoa, neljää hyppyjohtoa ja kannettavaa tietokonetta, joka käytti koodia. Tämä todiste konseptista oli erittäin tärkeä, koska sain arvokkaita opetuksia koodista. Mikä tärkeintä, opin kuitenkin, että tämä projekti oli mahdollinen.

Vaihe 2: Toissijainen koonti

Ensinnäkin haluan sanoa, että tätä rakennetta ei tarvittu lopullista rakennetta varten, ja se vaatii joitakin lisäosia, joten tämä vaihe on täysin valinnainen. Lisäsin nestekidenäytön (LCD), jotta se voisi antaa minulle G -voima -arvot tietokoneessa ilman Arduino IDE: tä. ennen tätä rakennetta tarvitsin Arduino IDE: n ja koodin voidakseni vastaanottaa lähtötiedot kiihtyvyysmittarista. Tämän uuden rakenteen avulla voin käyttää Arduinoa mistä tahansa virtalähteestä, sen ei tarvitse edes olla tietokone. Lisäsin myös potentiometrin, jotta voin säätää nestekidenäytön taustavaloa. Tästä voi olla hyötyä, jos käytän sitä ulkona ja aurinko paistaa näytöllä. Olemme kaikki olleet tilanteessa, jossa yrität käyttää älypuhelintasi ulkona, mutta auringonvalo vaikeuttaa näytön näkemistä. Joten yrität estää auringon kädelläsi tai käännät selkäsi auringolle ja yrität estää sen. Toinen tapa korjata tämä yleinen ongelma on lisätä näytön kirkkautta, ja potentiometri on juuri sitä varten. En pystyisi näkemään lähtötietoja kovin hyvin, mutta voisin säätää taustavaloa niin, että näen sen täydellisesti. Taustavalon säätö voi olla hyödyllistä myös muissa tapauksissa.

Vaihe 3: Kolmas ja viimeinen koontiversio

Kolmatta ja viimeistä rakennustani varten yhdensin kaikki edelliset rakennukseni parhaat ominaisuudet yhdeksi levyksi. Päädyin erittäin hienostuneeseen ja kompaktiin moduuliin, ja pitkät johdot pystyivät ajamaan jalkaani estämättä muotoani. Lisäsin painikkeen, jotta voin aloittaa ja lopettaa tietojen keräämisen milloin tahansa. Tämä oli erittäin tärkeää hyvien tietojen saamiseksi, koska voisin aloittaa keräämisen heti, kun aloitin juoksemisen, ja heti kun lopetin. Siksi kaikki kerätyt tiedot liittyivät todelliseen kokeeseen. Lisäsin myös LED -valon, jotta tiesin milloin tiedonkeruu oli päällä tai milloin se sammui. Tämä viimeinen rakennus päättyi suureksi menestykseksi, ja se oli juuri sitä, mitä odotin.

Vaihe 4: Vianetsintä ja joitain ongelmia matkan varrella

Minulla on ollut paljon ongelmia projektin kanssa. Yhdelle ensimmäiselle kiihtyvyysmittarilleni oli erittäin vaikeaa saada johdotus, koodaus, suunnittelu ja tiedot oikein. Suunnittelu oli erittäin vaikeaa, koska minulla on paljon rajoituksia, esimerkiksi kuinka raskas se on tai kuinka suuri se on. Minun täytyy pystyä juoksemaan ja haluan pystyä juoksemaan lähimpänä tavanomaista juoksuharjoitustani, jotta tämä kokeilu olisi tarkka. Koodaus oli myös erittäin vaikeaa ja vaati paljon vianetsintää. Minulla oli vaikeuksia lukea oikea määrä G: tä kiihtyvyysmittaristani. Mma8452q (kiihtyvyysmittarini) sulkeutuu kahdeksalla G: llä. Joskus, kun vain tuskin koskisin jalkaani lattiaan, se luki kahdeksan G: tä ja se on yksinkertaisesti väärin, koska se on aivan liian korkea. Jonkin vianmäärityksen ja uudelleenkoodauksen jälkeen sain kuitenkin skaalauksen oikein.

Vaihe 5: Oma koodi

Käytin yhtä Sparkfun -kirjaston esimerkeistä ja lisäsin myös painikkeen ja LED -valon itse. tämä oli melko yksinkertaista, koska tässä projektissa on esimerkkejä kaikesta, mutta sinun on yhdistettävä useampi kuin yksi

Vaihe 6: Johtopäätös ja tietojen analyysi

Näen tämän projektin suurena menestyksenä. Olen saavuttanut lähes kaikki, ellei kaikki, tavoitteeni. Sain paljon erittäin käyttökelpoista dataa. Opin paljon koodauksesta, johdotuksesta, Arduinon elektronisista komponenteista, kompaktin modulaarisen järjestelmän rakentamisesta, G -voimasta ja käynnistä. Nyt joko hyväksyä tai hylätä lausuntoni avauskappaleestani ja koko syy, miksi aloitin tämän projektin. Halusin todistaa yritykset vääräksi osoittamalla, että sinun ei tarvitse ostaa uusia kenkiä 500 kilometrin välein. Vähentävätkö uudet kengät todella G -voimia, joita juoksijan kantapää ja jalka kokevat juoksun aikana? Vastaus on kyllä. Vertasin G -voimien määrää, jonka kantapääni koki parissa uusia juoksukenkiä, vanhoja juoksukenkiä, pakettiautoja ja kontrollina vain sukkia. Huomasin, että suksissani koin jopa kahdeksan G: tä. Tämä oli sama määrä G: tä kuin pakettiautot, mitä on odotettavissa. Vanhoissa juoksukengissä koin jopa kuusi G: tä. uusissa juoksijoissa koin enintään neljä G: tä. Kuten näemme, uudet juoksijat pienensivät parhaiten törmäysvoimaa ja pakettiautot olivat pahimpia (sukkia lukuun ottamatta, koska se oli kontrollimuuttuja). Luulen, että alle kahdenkymmenen dollarin asetuksillani en voi kiistää sitä, mitä Nike on käyttänyt 2,5 miljardia dollaria viimeisten viiden vuoden aikana tutkimukseen ja kehitykseen. Ehkä vietän ensi kerralla kolmekymmentä ja katsotaan mitä sitten tapahtuu.