Người đại diện phù hợp: 16 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

"Bạn thậm chí có nâng Bro?"

Đối với những người mới tập gym, học cách nâng có thể là một nhiệm vụ khó khăn. Các bài tập cảm thấy không tự nhiên và mỗi lần đại diện đều cảm thấy không thành công. Để làm cho vấn đề tồi tệ hơn, thêm vào sự khó chịu là người xem đau đớn nhìn chằm chằm vào kỹ thuật kém và cánh tay gầy guộc của bạn.

Nếu cảnh xin lỗi này giống bạn, thì cảm biến sinh học Right Rep là dành cho bạn! Đối với những người mới tập gym có trí não lớn muốn có được cánh tay to lớn, cảm biến sinh học Right Rep giúp đảm bảo rằng bạn luôn có được đại diện phù hợp. Cảm biến sinh học này đếm số lần lặp lại của bicep và cho biết bạn có đang làm việc đủ chăm chỉ và sử dụng đầy đủ các chuyển động hay không. Với Đại diện đúng, bạn sẽ học cách đại diện đúng.

Bước 1: Vật liệu và công cụ

Sau đây là danh sách các Vật liệu và Công cụ cho Dự án này:

Vật liệu

1. Bộ vi xử lý Arduino Uno ($ 23,00)
2. Bảng bánh mì cỡ nửa (4 gói - $ 5,99)
3. Màn hình LCD 16 phân đoạn (2 gói - $ 6,49)
4. Cảm biến EMG BITalino ($ 27,00)
5. Phụ kiện 1 x 3 khách hàng tiềm năng ($ 21,47)
6. Cáp cảm biến ($ 10,87)
7. 3 Điện cực dùng một lần 3M tráng sẵn (gói 50 - $ 20,75)
8. 4 Điện trở 220 Ohm (gói 100 - $ 6,28)
9. 1 Điện trở 10K Ohm (gói 100 - $ 5,99)
10. 1 chiết áp (gói 10 - $ 9,99)
11. Kết nối dây (gói 120 - $ 6,98, bao gồm M / F, M / M và F / F)
12. Pin 9V (4 gói - $ 13,98)
13. 2 Kẹp giấy (gói 100 - $ 2,90)
14. Scotch Mounting Putty ($ 1,20)
15. Tay áo mặc được (mua tay áo nén hoặc bạn có thể cắt ống tay áo từ một chiếc áo sơ mi cũ)

Tổng cộng: $ 162,89 (Đây chỉ đơn giản là tổng các mức giá ở trên. Giá mỗi đơn vị cho mỗi thành phần sẽ ít hơn nhiều)

Công cụ

Máy tính có khả năng mã hóa Arduino

Bước 2: Chuẩn bị & Bối cảnh

Trước khi bạn bắt đầu đấu dây mạch Đại diện bên phải của mình, điều quan trọng là phải dành thời gian tìm hiểu về điện thế hoạt động và một số mạch điện cơ bản. Cơ xương có hai đặc tính cơ bản là dễ bị kích thích và có thể co lại được. Thích thú có nghĩa là chúng phản ứng với kích thích và có nghĩa là chúng có thể tạo ra căng thẳng. Mỗi khi bạn nâng tạ, các sợi cơ bị kích thích do các điện thế nhỏ trên cơ được gọi là điện thế hoạt động. Người đại diện bên phải giám sát các điện thế hoạt động này bằng cách sử dụng cảm biến điện cơ (EMG) để đảm bảo cơ bắp của bạn đang hoạt động hết công suất. Thông tin thêm về cảm biến EMG có thể được tìm thấy tại đây.

Có kinh nghiệm trong việc đấu dây các mạch điện là đủ cho phạm vi khó chữa này. Để tạo ra cảm biến sinh học Right Rep, bạn sẽ cần nối một vài thiết bị vào mạch. Các thiết bị chính là bộ vi xử lý Arduino Uno, Màn hình LCD 16 phân đoạn Liquid Cristal, cảm biến BITalino EMG và máy đo độ cao tự chế.

Bộ vi xử lý Arduino Uno là một máy tính có chức năng như "bộ não" của hệ thống. Màn hình LCD sử dụng màn hình hiển thị 16 đoạn để chỉ số đại diện. Cảm biến EMG đo các điện thế hoạt động như đã nêu ở trên. Cuối cùng, máy đo độ cao tự chế sử dụng một chiết áp quay để đo toàn bộ các chuyển động. Nó thực hiện điều này bằng cách đo điện áp đầu ra thay đổi được cung cấp bởi điện trở chiết áp thay đổi.

Sau khi hệ thống được xây dựng, nó phải được cung cấp mã. Dự án này sử dụng mã Arduino. Trước khi bắt đầu dự án này, bạn nên tự làm quen với thư viện LCD và các Mã Arduno hữu ích khác được tìm thấy tại đây. Mã chúng tôi sử dụng cho dự án này nằm trên GitHub. Mã và được tải xuống và sử dụng cho dự án của riêng bạn bất cứ lúc nào.

Bước 3: An toàn

Cảnh báo!

Cảm biến sinh học Right Rep không phải là một thiết bị y tế và không nên được sử dụng để thay thế cho thiết bị y tế. Vui lòng tham khảo ý kiến bác sĩ về việc tập thể dục và nâng tạ nặng trước khi sử dụng cảm biến sinh học Right Rep.

Đại diện bên phải là một thiết bị điện có khả năng bị điện giật. Vì vậy, để đảm bảo Đại diện Bên phải an toàn cho mọi người, cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn sau đây.

Dưới đây là một số mẹo an toàn điện để làm theo:

• Nguồn điện nên được ngắt khi sửa đổi mạch.
• Không sửa đổi các mạch có da ướt hoặc bị hỏng
• Giữ tất cả các chất lỏng và các vật liệu dẫn điện khác cách xa mạch điện
• Không sử dụng các thiết bị điện khi có giông bão hoặc trong các trường hợp điện giật có tỷ lệ xảy ra cao hơn bình thường.
• Hệ thống này sử dụng cảm biến EMG và các tấm đệm Điện cực. Hãy đảm bảo rằng bạn tuân theo các nguyên tắc an toàn và vị trí đặt điện cực thích hợp có ở đây.
• Kết nối tất cả các thành phần với mặt đất. Điều này đảm bảo không có dòng điện rò rỉ từ thiết bị vào bạn.

Điện rất nguy hiểm, tuân theo các biện pháp phòng ngừa an toàn này đảm bảo rằng trải nghiệm thú vị của bạn sẽ thú vị và không bị nguy hiểm.

Bước 4: Gợi ý & Mẹo:

Cảm biến sinh học có thể là thứ hay thay đổi, thứ hai hoạt động, thứ hai tiếp theo thất bại thảm hại. Sau đây là một số gợi ý và mẹo để cảm biến Right Rep của bạn hoạt động trơn tru.

Xử lý sự cố:

• Nếu màn hình LCD đang đếm số lần khi không diễn ra quá trình co lại, hãy đảm bảo rằng các điện cực được giữ chặt vào đối tượng bằng băng. Điều này làm giảm tạo tác chuyển động không mong muốn. Nếu cái trước vẫn không hoạt động, hãy xem xét sửa đổi ngưỡng EMG trong Mã Arduino.
• Phạm vi chuyển động khác nhau giữa mỗi người dùng. Điều này có thể khiến một đại diện ở toàn bộ phạm vi chuyển động không được tính. Để giải thích cho sự thay đổi, hãy điều chỉnh ngưỡng goniometer để giải thích cho sự thay đổi này.
• LCD để làm mờ? Hãy thử tăng độ sáng bằng cách thay đổi điện trở trên chân "Vo". Hoặc kiểm tra ví dụ này để đảm bảo rằng nó hoạt động bình thường.
• Nếu Arduino bị mất nguồn, hãy kiểm tra xem pin 9V đã chết chưa.
• Nếu vẫn thất bại, hãy đảm bảo rằng tất cả các dây được kết nối đúng cách và an toàn.

Lời khuyên:

• Có thể dễ dàng mất dấu vị trí của dây dẫn trong mạch. Một mẹo hữu ích là thiết lập một bảng màu và nhất quán trong suốt dự án của bạn. Ví dụ, sử dụng dây màu đỏ cho điện áp dương và sử dụng dây màu đen cho đất.
• Nâng cao là vì sức khỏe cá nhân của bạn, đừng để ý kiến của người khác ảnh hưởng đến việc tập luyện của bạn!

Bước 5: Chế tạo máy đo Goniometer tự chế

Để làm một Máy đo độ cao tự chế, bạn cần có bột trét lắp Scotch, một chiết áp quay và 2 kẹp giấy.

Bước 6: Kết hợp tất cả lại với nhau

Để tạo goniometer, hãy kéo thẳng hai chiếc kẹp giấy. Tiếp theo, bọc mặt số của chiết áp bằng bột trét. Lấy một trong những chiếc kẹp giấy đã được duỗi thẳng, lắp nó vào bột trét. Đây sẽ là chân kế biến thiên di chuyển bằng cẳng tay. Đối với chân tham chiếu, hãy dán một chiếc kẹp giấy vào đế của chiết áp bằng cách sử dụng bột trét. Chân này sẽ được cố định song song với bắp tay.

Bước 7: Bắt đầu

Để xây dựng mạch, hãy bắt đầu bằng cách đấu dây nguồn và nối đất từ Arduino Uno đến bảng mạch proto.

Bước 8: Thêm EMG và Goniometer

Đấu dây cho cả EMG và goniometer vào nguồn, nối đất và chân analog. Đối với sơ đồ trên, cảm biến nhỏ bên trái đại diện cho EMG và chiết áp đại diện cho goniometer. Lưu ý rằng mỗi cảm biến nằm ở chân nào, chúng ta có EMG ở A0 và goniometer ở A1.

Bước 9: Thêm đầu ra LED

Nối hai đèn LED xuống đất và một chốt kỹ thuật số. Một đèn LED cho biết khi hoàn thành đại diện và đèn LED còn lại cho biết khi hoàn thành một bộ. Hãy lưu ý đến chân kỹ thuật số mà mỗi đèn LED ở trong phần mã hóa. Chúng ta có một đèn LED đi vào chân 8 và đèn còn lại vào chân 9. Mỗi đèn LED phải được nối đất bằng điện trở 220Ohm.

Bước 10: Thêm đầu ra màn hình kỹ thuật số

Để thêm màn hình kỹ thuật số, hãy cẩn thận làm theo hệ thống dây được cung cấp ở trên. Một bộ chia điện trở chạy qua chân thứ ba từ bên trái. Một điện trở 10K Ohm chạy từ chân nguồn đã nói và một điện trở 220Ohm chạy từ cùng một chân xuống đất.

Bước 11: Thêm nút

Đặt một nút trên bảng ảnh như trong hình trên. Cấp nguồn cho nút và nối đất nó bằng điện trở 220 Ohm. Chạy đầu ra của nút vào một chân kỹ thuật số (chúng tôi đã sử dụng chân 7).

Bước 12: Lắp Goniometer và phần đính kèm dây

Sau khi hoàn thành việc xây dựng goniometer, bạn đã sẵn sàng để gắn goniometer vào ống nén. Điều này được thực hiện bằng cách đan các kẹp giấy thẳng vào ống nén. Đối với chân biến thiên của đồng hồ đo, được gắn vào mặt đồng hồ chiết áp, hãy đan kẹp giấy song song với cẳng tay. Tương tự, đối với chân tham chiếu, được kết nối với đế của chiết áp, hãy đan kẹp giấy song song với bicep.

Tiếp theo, để đấu dây goniometer vào mạch của bạn, hãy sử dụng 9 dây jumper từ nữ đến nam. Hai cạnh ngạnh của chiết áp được nối với nguồn và đất. Một mặt có ngạnh của chiết áp được kết nối với đầu vào tương tự A1.

Bước 13: Vị trí điện cực EMG

Để tích hợp cảm biến BITalino EMG vào Arduino, bước đầu tiên là đặt các điện cực thích hợp. 3 miếng đệm điện cực sẽ cần thiết. Hai điện cực được đặt dọc theo bụng của cơ bắp tay và một điện cực được đặt trên xương khuỷu tay. Để nối các điện cực của đề tài với Bitalino là các dây dẫn màu đỏ, trắng và đen. Chì trắng được gắn vào điện cực trên khuỷu tay. Các dây dẫn màu đỏ và đen được gắn vào các điện cực trên bụng của cơ bắp tay. Lưu ý: dây chì đỏ được nối cao hơn trên bicep và dây đen được nối thấp hơn trên bicep. Cuối cùng, để kết nối cảm biến EMG với Arduino, hãy kết nối dây màu đỏ và đen với nguồn và đất. Dây màu tím nên đi vào chân analog A0.

Bước 14: Mã hóa cảm biến sinh học bên phải

Bây giờ mạch đã hoàn thành, nó đã sẵn sàng để tải lên mã. Mã đính kèm là mã đầy đủ được sử dụng để hoàn thành dự án này. Hình trên như một ví dụ về mã sẽ trông như thế nào sau khi được mở. Khi mã hoạt động bình thường, những điều sau sẽ xảy ra:

1. Tín hiệu EMG và goniometer được đọc bằng cách sử dụng hàm analogRead ().

2. Sử dụng câu lệnh if (), chương trình sẽ kiểm tra xem các tín hiệu EMG và goniometer có lớn hơn ngưỡng tương ứng của chúng hay không. Nếu cả hai tín hiệu đều lớn hơn, thì một đại diện sẽ được thêm vào màn hình LCD và đèn LED màu xanh lá cây bật sáng cho biết một đại diện đã hoàn thành. Nếu một trong hai tín hiệu không đáp ứng được ngưỡng của chúng, đèn LED sẽ tắt và không có đại diện nào được tính.

3. Tín hiệu gửi điểm dữ liệu nhanh nên có một dòng mã kiểm tra thời gian đã qua giữa các lần lặp lại. Nếu nửa giây đã được dán kể từ lần đại diện trước đó, nó sẽ tính một lần đại diện mới miễn là đạt được ngưỡng EMG và ngưỡng goniometer.

4. Tiếp theo, mã kiểm tra xem số đại diện hoàn thành có lớn hơn hoặc bằng số đại diện mỗi hiệp hay không (chúng tôi đặt giá trị này là 10 đại diện cho mỗi hiệp). Nếu số lần lặp lại lớn hơn hoặc bằng giá trị này, đèn LED màu xanh lam sẽ bật cho biết bộ đã hoàn thành.

5. Cuối cùng, kiểm tra mã xem nút đang được nhấn. Nếu nút đang được nhấn, số lần lặp lại được đặt về 0 và màn hình LCD được cập nhật tương ứng.

Để truy cập mã này trong GitHub, hãy nhấp vào ĐÂY!

Bước 15: RIGHT REP EAGLE SCHEMATIC

Đây là một giản đồ đại bàng của cùng một mạch xây dựng trong các bước ở trên. Tất cả các thành phần, ngoài màn hình LCD, đều được chuyển thẳng tới dây. Lời nhắc cho màn hình LCD: cẩn thận làm theo các dây được hiển thị trong sơ đồ. Mặc dù các chân kỹ thuật số mà mỗi dây đi đến không cố định, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng cấu hình chúng tôi đã sử dụng để đơn giản hóa. Nếu các chân không khớp với dây được chỉ định trong mã, chương trình sẽ không chạy chính xác. Bạn có thể cần phải kiểm tra gấp đôi hoặc ba lần tất cả xem nó phải ở đâu.

Bước 16: THÊM Ý TƯỞNG

Một ý tưởng mà chúng tôi phải cải tiến phần mềm là thêm các pha khác nhau vào màn hình. Những cụm từ này sẽ phụ thuộc vào dữ liệu đi vào chương trình. Ví dụ: khi số lần lặp lại cách cuối hiệp một hoặc hai lần, màn hình LCD có thể đọc "Sắp xong" hoặc "Chỉ vài lần nữa!". Một ví dụ khác có thể là thông báo phụ thuộc vào thời gian. Nếu dt không đạt đến thời gian tối thiểu giữa các đại diện, màn hình có thể đọc, "chậm lại".

Một ý tưởng phần mềm khác có thể là tính năng tự hiệu chỉnh. Thay vì cần phải kiểm tra màn hình nối tiếp để tìm ngưỡng thích hợp, mã có thể tìm thấy nó cho bạn. Mức độ mã hóa yêu cầu cho điều này chỉ đơn giản là vượt quá kiến thức hiện tại của chúng tôi, đó là lý do tại sao nó chỉ là một ý tưởng xa hơn.

Nâng cấp cho phần cứng có thể là sử dụng một chiết áp cho màn hình LCD thay vì một bộ chia điện trở. Chân mà bộ chia điện trở chạy qua kiểm soát độ sáng của văn bản trên màn hình. Sử dụng chiết áp sẽ cho phép người dùng làm mờ độ sáng bằng một mặt số thay vì sau đó có một mức độ sáng cố định.