Lực tác động lên gót chân và chân của vận động viên khi chạy: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Đối với dự án của mình, tôi muốn kiểm tra lượng lực mà gót chân và chân của vận động viên phải tiếp xúc và xem giày chạy bộ mới có thực sự làm giảm lực hay không. Gia tốc kế là một thiết bị phát hiện gia tốc theo các trục X, Y và Z. Gia tốc được đo bằng Lực lượng G, một Lực lượng G tương đương với gia tốc trọng trường trên trái đất mà mọi vật đều trải qua tại mọi thời điểm. Tôi đang sử dụng gia tốc kế này để kiểm tra lượng G-Force mà gót chân và chân của tôi phải trải qua khi chạy, và nếu có sự khác biệt giữa giày mới hơn và giày cũ hơn. Có rất nhiều quan niệm sai lầm phổ biến về việc cần phải có một đôi giày chạy bộ mới. Rất nhiều người tin rằng Nike đang nói dối bạn khi họ bảo bạn phải có một đôi giày mới sau mỗi 500 km. Ví dụ như các công ty kinh doanh giày chạy bộ và các cửa hàng có trụ sở hoạt động như Poulsbo running (cửa hàng bán đồ chạy bộ địa phương của tôi) sẽ cho bạn biết rằng bạn sẽ tự làm tổn thương mình nếu không thay giày thường xuyên. Tuy nhiên, tôi không chắc điều đó có hoàn toàn đúng hay không, và do đó tôi quyết định sẽ tự mình kiểm tra. Nguyên nhân của những chấn thương khi chạy mà họ nói với bạn sẽ mắc phải nếu bạn không có giày mới, bắt nguồn từ lượng lực mà chân và gót chân của bạn phải chịu. Họ nói giày mới giảm lực tốt hơn giày cũ, nhưng tôi không tin điều đó là đúng. Dự án này sẽ hữu ích cho rất nhiều người, đặc biệt là những người dễ bị chấn thương liên quan đến chạy bộ và những người muốn biết thêm về chúng. Dự án của tôi sẽ xác định xem liệu các công ty này có đang nói sự thật không hay họ chỉ đang cố gắng khiến bạn đào thải một cặp đôi Benjamins khác.

Quân nhu

1x Arduino chưa

1x Sparkfun adxl377 gia tốc kế

1x bánh mì

1x nhiều dây nhảy

1x nút

1x LED

2x điện trở 10k

2x điện trở 30k

6x dây có chiều dài xấp xỉ chiều dài của chân người chạy

Máy tính xách tay 1x có thể chạy Arduino IDE

Các thành phần bổ sung cần thiết cho bản dựng thứ cấp:

1x màn hình LCD

Chiết áp 1x

1x nhiều dây nhảy hơn

Bước 1: Bản dựng ban đầu của tôi

Bản dựng ban đầu của tôi là một bằng chứng về khái niệm. Tôi muốn đảm bảo rằng dự án này có thể thực hiện được trước khi bắt đầu đầu tư thời gian và tiền bạc vào nó. Tôi đã sử dụng một máy đo gia tốc, Arduino, bốn dây jumper và máy tính xách tay của tôi đang chạy mã. Bằng chứng về khái niệm này rất quan trọng vì tôi đã học được một số bài học quý giá liên quan đến mã. Tuy nhiên, quan trọng nhất, tôi biết được rằng dự án này là có thể.

Bước 2: Xây dựng phụ

Đầu tiên và quan trọng nhất, tôi muốn nói rằng bản dựng này không cần thiết cho bản dựng cuối cùng và nó yêu cầu một số thành phần bổ sung, vì vậy bước này là hoàn toàn tùy chọn. Tôi đã thêm vào Màn hình tinh thể lỏng (LCD) để nó có thể cung cấp cho tôi các giá trị lực G trên máy tính không có Arduino IDE. trước khi xây dựng này, tôi cần có Arduino IDE và mã để có thể nhận dữ liệu đầu ra từ gia tốc kế. Với bản dựng mới này, tôi có thể chạy Arduino từ bất kỳ nguồn điện nào, thậm chí nó không cần phải là một máy tính. Tôi cũng thêm một chiết áp để tôi có thể điều chỉnh đèn nền trên màn hình LCD. Điều này có thể hữu ích nếu tôi sử dụng nó ở ngoài trời và mặt trời chiếu vào màn hình. Tất cả chúng ta đều từng gặp trường hợp bạn đang cố gắng sử dụng điện thoại thông minh của mình bên ngoài nhưng ánh sáng từ mặt trời khiến bạn khó nhìn thấy màn hình. Vì vậy, bạn thử dùng tay che nắng, hoặc quay lưng lại với nắng để cố gắng che nắng. Một cách khác để khắc phục sự cố phổ biến này là tăng độ sáng màn hình và đó chính xác là công dụng của chiết áp. Tôi sẽ không thể nhìn rõ dữ liệu đầu ra, nhưng tôi có thể điều chỉnh đèn nền để có thể nhìn thấy nó một cách hoàn hảo. Điều chỉnh đèn nền cũng có thể hữu ích trong các trường hợp khác.

Bước 3: Bản dựng thứ ba và cuối cùng

Đối với bản dựng thứ ba và cuối cùng, tôi đã kết hợp tất cả các thuộc tính tốt nhất của tất cả các bản dựng trước đó thành một bảng. Tôi đã kết thúc với một mô-đun rất tinh tế và nhỏ gọn, và các dây dài có thể chạy xuống chân tôi mà không cản trở hình thức của tôi. Tôi đã thêm một nút để tôi có thể bắt đầu và dừng thu thập dữ liệu của mình bất kỳ lúc nào. Điều này rất quan trọng để có được dữ liệu tốt vì tôi có thể bắt đầu thu thập ngay khi bắt đầu chạy và ngay khi dừng lại. Do đó, tất cả dữ liệu thu thập được đều liên quan đến thử nghiệm thực tế. Tôi cũng đã thêm một đèn LED để tôi biết khi nào thu thập dữ liệu được bật hoặc khi nào thì tắt. Bản dựng cuối cùng này đã thành công rực rỡ, và nó chính xác là những gì tôi đã hy vọng.

Bước 4: Sự cố khi chụp và một số vấn đề tôi gặp phải trong quá trình thực hiện

Tôi đã gặp nhiều vấn đề với dự án. Đối với một chiếc máy đo gia tốc đầu tiên của tôi, rất khó để có được hệ thống dây điện, mã hóa, thiết kế và dữ liệu chính xác. Việc thiết kế rất khó khăn bởi vì tôi có rất nhiều hạn chế, chẳng hạn như nó nặng bao nhiêu, hay nó lớn như thế nào. Tôi cần có khả năng chạy và tôi muốn có thể chạy gần nhất với biểu mẫu chạy thông thường của mình để thử nghiệm này được chính xác. Việc viết mã cũng rất khó và đòi hỏi nhiều khó khăn khi chụp. Tôi gặp khó khăn khi đọc một lượng G thích hợp từ gia tốc kế của mình. Mma8452q (gia tốc kế của tôi) nghiêng về tám giờ G. Đôi khi, khi tôi vừa chạm chân xuống sàn, nó sẽ đọc tám chữ G và điều đó chỉ đơn giản là không chính xác, vì nó quá cao. Tuy nhiên, sau một số sự cố khi chụp và mã hóa lại, tôi đã có thể chỉnh tỷ lệ chính xác.

Bước 5: Mã của tôi

Tôi đã sử dụng một trong các ví dụ từ thư viện Sparkfun và tôi cũng tự thêm một nút và đèn LED. điều này khá đơn giản vì có nhiều ví dụ về mọi thứ trong dự án này, tuy nhiên bạn phải kết hợp nhiều hơn một với nhau

Bước 6: Kết luận và phân tích dữ liệu

Tôi thấy dự án này là một thành công lớn. Tôi đã hoàn thành gần như tất cả, nếu không muốn nói là tất cả, mục tiêu của mình. Tôi đã có thể nhận được rất nhiều dữ liệu rất hữu ích. Tôi đã học được rất nhiều về cách viết mã, đấu dây, các thành phần điện tử của Arduino, xây dựng một hệ thống mô-đun nhỏ gọn, lực G và cách chạy. Bây giờ để chấp nhận hoặc từ chối tuyên bố của tôi từ đoạn mở đầu của tôi, và toàn bộ lý do tại sao tôi bắt đầu dự án này. Tôi muốn chứng minh các công ty sai bằng cách cho thấy rằng bạn không cần phải mua một đôi giày mới sau mỗi 500 km. Những đôi giày mới có thực sự làm giảm lực G mà gót chân và chân của vận động viên phải trải qua khi chạy không? Câu trả lời là có. Tôi so sánh lượng lực G mà gót chân của tôi phải trải qua trong một đôi giày chạy bộ mới, giày chạy bộ cũ, xe tải và để kiểm soát, tôi chỉ đi tất. Tôi thấy rằng trong đôi tất của mình, tôi đã trải qua đến tám giờ G. Đây là số lượng G’s tương tự như xe tải, dự kiến. Trong những đôi giày chạy bộ cũ, tôi đã trải nghiệm tới sáu G’s. trong các vận động viên mới, tôi đã trải qua không quá bốn G. Như chúng ta có thể thấy, những người chạy mới là người tốt nhất trong việc giảm lực tác động, và xe tải là kém nhất (không tính tất vì nó là biến điều khiển). Tôi đoán với thiết lập dưới 20 đô la của mình, tôi không thể bác bỏ những gì mà Nike đã chi 2,5 tỷ đô la trong 5 năm qua để nghiên cứu và phát triển đã chứng minh cho họ. Có lẽ tôi sẽ dành ba mươi lần tới và chúng ta sẽ xem điều gì sẽ xảy ra sau đó.