Soporte de entrenamiento para la espalda: 18 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¿Alguna vez ha sentido que no puede dejar de lastimarse la espalda cuando hace ejercicio? ¿Siempre te estás esforzando demasiado y sufres por eso? Si es así, ¡el aparato ortopédico de entrenamiento "Got Your Back" es para ti!

Como atletas de secundaria y universitarios, el entrenamiento de fuerza se convirtió en una parte rutinaria de nuestras vidas. Nuestras actividades atléticas nos enseñaron a entrenar lo mejor que podamos y lo hemos llevado más allá del atletismo de la NCAA. Ahora que nuestras carreras de baloncesto universitario han terminado y, sorprendentemente, no tenemos perspectivas de dar el siguiente paso para jugar en la NBA desde la División III, todavía nos mantenemos en forma a través del levantamiento de pesas. Después de todos estos años, sabemos que las lesiones lumbares no son nuevas en la sala de pesas, y ambos hemos tenido nuestra parte de ellas. Estas lesiones son más comunes entre las personas que comprometen la forma y comprometen los músculos incorrectos mientras levantan. Es por eso que se nos ocurrió el aparato ortopédico de entrenamiento "Got Your Back" que le avisa cuando su forma se ve comprometida al detectar señales musculares en su espalda baja.

Este dispositivo es un aparato ortopédico para la espalda con sensores de electromiografía (EMG) incorporados convenientemente ubicados sobre los músculos erectores de la columna de la parte inferior de la espalda que detectan y rastrean la actividad muscular en la región y alertan al usuario cuando los músculos de la espalda se sobreesfuerzan durante el levantamiento de pesas.

Este instructivo muestra cómo construimos el corsé de entrenamiento "Got Your Back" tan pronto para graduarnos de ingenieros biomédicos de último año de Messiah College.

Paso 1: Materiales y herramientas

Para construir un aparato ortopédico de entrenamiento "Got Your Back", necesitará:

• 2 sensores BITalino EMG ($ 27 cada uno)
• 2 cables BITalino de 3 electrodos: también se pueden usar cables de electrodo simple o doble ($ 24.25 cada uno)
• 1 Arduino Uno ($ 23.00)
• 1 protoboard de tamaño medio ($ 5.00)
• 1 cables de puente de tablero ($ 3.95)
• 1 paquete de baterías para alimentar la electrónica ($ 3.95)
• 1 PiezoBuzzer Arduino ($ 0.95)
• 1 corsé de apoyo para la espalda ($ 10.95)
• 1 módulo de tarjeta SD compatible con Arduino para registro de datos ($ 2.13)
• aguja e hilo o cinta adhesiva de doble cara (recomendado)
• Software Arduino ($ 0)
• Motivación ($ 0)

Costo total estimado ($ 152.43)

Paso 2: preparación

• Será útil tener conocimientos previos sobre la lectura de diagramas de circuitos.

  • Las instrucciones deben ser lo suficientemente claras para guiar a los aficionados.
  • Ver lista de materiales y herramientas
• El propósito de este aparato ortopédico es prevenir lesiones en el grupo de músculos erectores de la columna. Estos músculos, especialmente en la zona lumbar, pueden lesionarse fácilmente durante el ejercicio. El conocimiento básico de estos músculos puede ayudar a localizar los músculos y ayudar a modificar el diseño para adaptarlo a sus necesidades específicas. Estos músculos son responsables de enderezar la espalda y pueden estar asociados con el dolor lumbar. Para obtener más información, consulte
• La electromiografía, o EMG, se puede utilizar para detectar señales eléctricas que hacen que los músculos se contraigan. Esto es lo que se utilizará para detectar la contracción de los músculos lumbares. Para obtener más información sobre EMG, consulte Electromiografía (Mayo Clinic).
• Descargar el programa Arduino

• Acceda a GitHub para obtener el código del dispositivo aquí.

  GitHub es una plataforma de desarrollo de software que permite varias funciones colaborativas para el desarrollo de proyectos. Obtenga más información sobre GitHub aquí

Paso 3: seguridad

• Mantenga apagada la alimentación de la placa Arduino mientras conecta los circuitos.
• Mantenga alejados los alimentos y los líquidos.
• Este NO es un dispositivo médico y no debe usarse como una herramienta para diagnósticos médicos.

• No confíe en Got Your Back Brace para la protección exclusiva de su espalda. Si tiene problemas de espalda, le recomiendo que consulte a un entrenador con licencia para modificar el ejercicio para proteger su espalda.

  Si bien esta ortesis le advierte durante la flexión de la espalda baja con la esperanza de prevenir lesiones, el usuario debe ejercitarse de manera responsable y dentro de sus propios límites físicos

Paso 4: consejos y sugerencias

• Asegúrese de que EMG BITalino esté conectado con el lado con el círculo al Arduino.

• Asegúrese de haber descargado las bibliotecas SD y SPI en Arduino.

  Verifique yendo a "Sketch"> "Incluir bibliotecas" y observe la lista desplegable

• Mantenga el aparato ortopédico apretado en la parte baja de la espalda.
• Conecte el circuito exactamente como se muestra en el diagrama del circuito para que no necesite modificar los números de pin en el código.
• Si tiene problemas con el código, comente las secciones y pruébelas por separado.
• Cualquier aparato ortopédico para la espalda servirá. Si no tiene un soporte para la espalda, puede usar una camiseta ajustada.
• Agregar filtrado dentro del código estableciendo un umbral para eliminar una señal inusualmente alta que puede no deberse a la contracción muscular.
• Codifique los cables por colores si es posible, lo que facilita el seguimiento de las conexiones en el circuito.

Paso 5: ¡Empiece a construir

¡Es hora de comenzar a construir su corsé "Got Your Back"!

Paso 6: diagrama de circuito

Este diagrama EAGLE muestra las siguientes conexiones que deben realizarse:

• El adaptador microSD está conectado a 4 pines digitales como se especifica, 5V y GND.
• El zumbador también está conectado a 1 pin digital y conectado a GND. El uso de una resistencia es opcional.
• Los 2 sensores EMG están conectados a 5V, GND y pines analógicos separados en el Arduino.
• El potenciómetro se conecta a otro pin analógico.

Paso 7: construya su circuito

Utilice el diagrama de Fritzing anterior y el de la página anterior para construir su circuito. Los pines de salida para los chips EMG, el potenciómetro, el zumbador piezoeléctrico y el pin CS del módulo adaptador de tarjeta microSD se pueden cambiar si modifica el código en consecuencia. Sin embargo, los otros pines del módulo adaptador de tarjeta microSD deben conectarse a los pines que se muestran arriba y en el esquema EAGLE. El zumbador piezoeléctrico se puede colocar en cualquier área vacía de la placa de circuito.

Paso 8: Identifique la ubicación de los electrodos

Utilizando su conocimiento del grupo de músculos erectores de la columna adquirido anteriormente, coloque un electrodo cerca de la inserción del músculo y otro unos centímetros por encima de él a cada lado. Además, coloque un electrodo en una región ósea como la cadera a cada lado. Recomendamos la colocación de los electrodos como se muestra arriba. Los electrodos están separados por aproximadamente dos o tres pulgadas y son simétricos en el centro de la espalda, directamente sobre los músculos erectores de la columna. Además de estos, hay un juego de electrodos en las regiones óseas izquierda y derecha de las caderas.

Paso 9: Identifique dónde colocar los electrodos en la abrazadera para la espalda

Ahora es el momento de determinar en qué parte de la abrazadera para la espalda debe colocar los electrodos. Esto se puede hacer usando la abrazadera para la espalda sobre los electrodos adjuntos del paso anterior y marcando la abrazadera donde hacen contacto con los electrodos. Luego, puede quitarse los electrodos de la espalda y las caderas y colocarlos sobre las marcas en la abrazadera para la espalda. Deben tener un aspecto similar al de arriba.

Paso 10: Conecte los electrodos a los cables de los electrodos BITalino y a la abrazadera trasera

Antes de colocar los electrodos en el aparato ortopédico, deben conectarse a los cables de los electrodos BITalino. Simplemente abroche los electrodos a los cables y vuelva a colocarlos en las marcas de la abrazadera trasera. Los cables rojos deben ir a los electrodos superiores, mientras que los cables negros deben conectarse a los inferiores. Los cables blancos deben estar conectados a los electrodos de la cadera. Una vez en su lugar, pegue los electrodos con cinta adhesiva de doble cara o cóselos en su lugar.

Paso 11: Colóquese la abrazadera para la espalda

Ahora está listo para ponerse la abrazadera para la espalda como lo haría normalmente. Los cables de EMG deben salir de la parte inferior de la abrazadera en ambos lados para facilitar el acceso.

Paso 12: Conecte los cables EMG a la placa de circuito

Simplemente haga clic en los cables de sus chips EMG conectados a su circuito.

Paso 13: encienda la batería para comenzar

Cuando esté listo para comenzar, encienda la batería. El timbre le advertirá cuando esté usando demasiado la zona lumbar y grabará sus datos en una tarjeta microSD. Mantenga la batería apagada cuando no esté en uso.

Paso 14: ajuste el potenciómetro para que le avise cuando flexione el erector de la columna

Un potenciómetro es un divisor de voltaje que le permite variar la señal de voltaje fuera del pin de salida (que conectó al pin A1). Al girar el potenciómetro, cambia este voltaje y, por lo tanto, el umbral. Utilice el potenciómetro para ajustar el umbral en el que suena el zumbador. Pruébelo asegurándose de que el timbre suene solo cuando flexione la espalda baja.

Paso 15: ¡Calentamiento

¡Calentar es lo más importante que debe hacer para evitar lesiones mientras hace ejercicio!

Paso 16: Empiece a exagerar

Encender la batería antes de cada paso, hacer ejercicio con normalidad y escuchar el timbre. Si suena el timbre, significa que está trabajando demasiado la zona lumbar y debe hacer algunos ajustes en su peso o repeticiones.

Paso 17: Visualización de sus datos

Después de hacer ejercicio, puede ver fácilmente sus datos. Simplemente retire la tarjeta microSD de su circuito e insértela en su computadora. Navegue por el explorador de archivos de su computadora para acceder a su tarjeta SD y abra el archivo "Registro de datos". Desde aquí, puede copiar fácilmente sus datos en Microsoft Excel para un análisis sencillo. Para hacer un gráfico como el de arriba, simplemente resalte cada columna e inserte un diagrama de dispersión.

Paso 18: Más ideas

Como posible adición futura, el diseño podría incluir un módulo Bluetooth que le permita conectarse al teléfono celular del usuario donde se almacena la recopilación de datos.

Para reducir el costo y el tiempo de construcción, se podría sacrificar la capacidad de ver los datos quitando el aspecto de la tarjeta microSD del dispositivo. El código tendría que modificarse en consecuencia, pero esto ahorraría tiempo, dinero y espacio en la placa.

Se puede agregar un filtro RC en serie con el EMG, ya que antes se conectaba al pin analógico para filtrar la señal y ayudar con la reducción de ruido.