El representante adecuado: 16 pasos

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

"¿Incluso levantas a Bro?"

Para los principiantes en el gimnasio, aprender a levantar objetos puede ser una tarea abrumadora. Los ejercicios se sienten antinaturales y cada repetición se siente infructuosa. Para empeorar las cosas, a la incomodidad se añaden los espectadores que miran dolorosamente su mala técnica y sus brazos escuálidos.

Si esta lamentable escena se parece a usted, ¡entonces el biosensor Right Rep es para usted! Para los novatos de gimnasia con cerebro grande que buscan tener brazos de niño grande, el biosensor Right Rep ayuda a asegurar que obtengas la repetición correcta en todo momento. Este biosensor cuenta las repeticiones de bíceps e indica si estás trabajando lo suficiente y si estás usando un rango completo de movimiento. Con Right Rep aprenderá a representar correctamente.

Paso 1: Materiales y herramientas

A continuación se muestra una lista de los materiales y herramientas para este proyecto:

Materiales

1. Microprocesador Arduino Uno ($ 23.00)
2. Tabla de pan de tamaño medio (paquete de 4 - $ 5,99)
3. Pantalla LCD de 16 segmentos (paquete de 2 - $ 6.49)
4. Sensor BITalino EMG ($ 27.00)
5. Accesorio de 1 x 3 cables ($ 21.47)
6. Cable sensor ($ 10,87)
7. 3 electrodos desechables pre-gelificados de 3M (paquete de 50 - $ 20,75)
8. 4 Resistencia de 220 ohmios (paquete de 100 - $ 6.28)
9. 1 resistencia de 10K ohmios (paquete de 100 - $ 5,99)
10. 1 potenciómetro (paquete de 10 - $ 9,99)
11. Cables de conexión (paquete de 120 - $ 6,98, incluye M / F, M / M y F / F)
12. Batería de 9 V (paquete de 4 - $ 13,98)
13. 2 clips de papel (paquete de 100 - $ 2.90)
14. Masilla de montaje escocesa ($ 1.20)
15. Manga usable (comprada manga de compresión o puede cortar una manga de una camisa vieja)

Total: $ 162.89 (Este es simplemente el total de los precios anteriores. El precio por unidad de cada componente debe ser mucho menor)

Instrumentos

Computadora con capacidades de codificación Arduino

Paso 2: Preparación y antecedentes

Antes de comenzar a cablear su circuito de representante derecho, es importante tomarse un tiempo para aprender acerca de los potenciales de acción y algunos circuitos básicos. Los músculos esqueléticos tienen dos propiedades fundamentales, son excitables y contraíbles. Significa excitante que responden a estímulos y significa contraíble que son capaces de producir tensión. Cada vez que levanta un peso, las fibras musculares se excitan debido a pequeños voltajes en el músculo llamados potenciales de acción. El representante derecho monitorea estos potenciales de acción usando un sensor de electromiograma (EMG) para asegurarse de que sus músculos estén funcionando a plena capacidad. Puede encontrar más información sobre los sensores EMG aquí.

La experiencia en el cableado de circuitos eléctricos debería ser suficiente para el alcance de este intratable. Para hacer el biosensor Right Rep, necesitará conectar algunos dispositivos al circuito. Los dispositivos principales son el microprocesador Arduino Uno, la pantalla de cristal líquido (LCD) de 16 segmentos, el sensor BITalino EMG y el goniómetro casero.

El microprocesador Arduino Uno es una computadora que funciona como el "cerebro" del sistema. La pantalla LCD utiliza una pantalla de 16 segmentos para indicar las repeticiones. El sensor EMG mide los potenciales de acción como se indicó anteriormente. Por último, el goniómetro casero utiliza un potenciómetro giratorio para medir un rango completo de movimiento. Lo hace midiendo la tensión de salida variable dada por la resistencia cambiante del potenciómetro.

Una vez construido el sistema, se le debe proporcionar un código. Este proyecto usa código Arduino. Antes de comenzar este proyecto, debe familiarizarse con la biblioteca LCD y otros códigos Arduno útiles que se encuentran aquí. El código que usamos para este proyecto se encuentra en GitHub. El código se puede descargar y utilizar para su propio proyecto en cualquier momento.

Paso 3: seguridad

¡Advertencia!

El biosensor Right Rep no es un dispositivo médico y no debe utilizarse como sustituto de la instrumentación médica. Consulte a su médico sobre el ejercicio y el levantamiento de pesos pesados antes de usar el biosensor Right Rep.

Right Rep es un dispositivo eléctrico que puede sufrir una descarga eléctrica. Por lo tanto, para garantizar que el representante adecuado sea seguro para todos, se deben implementar las siguientes precauciones de seguridad.

A continuación, se incluyen algunos consejos de seguridad eléctrica a seguir:

• Se debe desconectar la energía al modificar circuitos.
• No modifique los circuitos con la piel mojada o rota
• Mantenga todos los fluidos y otros materiales conductores alejados del circuito.
• No utilice dispositivos eléctricos durante tormentas eléctricas o en otros casos en los que las subidas de tensión tengan una tasa de incidencia más alta de lo normal.
• Este sistema utiliza un sensor EMG y almohadillas de electrodos. Asegúrese de seguir la ubicación adecuada de los electrodos y las pautas de seguridad que se encuentran aquí.
• Conecte todos los componentes a tierra. Esto asegura que no haya una fuga de corriente que pueda entrar en usted desde el dispositivo.

La electricidad es peligrosa. Si sigue estas precauciones de seguridad, asegúrese de que su experiencia intrigante sea placentera y esté libre de peligros.

Paso 4: Sugerencias y consejos:

Los biosensores pueden ser volubles, en un segundo las cosas funcionan, al segundo siguiente las cosas fallan estrepitosamente. Los siguientes son algunos consejos y sugerencias para que su sensor Right Rep funcione sin problemas.

Solución de problemas:

• Si la pantalla LCD cuenta repeticiones cuando no se produce la contracción, asegúrese de que los electrodos estén bien sujetos al sujeto con cinta adhesiva. Esto reduce los artefactos de movimiento no deseados. Si el primero aún no funciona, considere modificar el umbral EMG en el Código Arduino.
• El rango de movimiento varía entre cada usuario. Esto puede hacer que una repetición en un rango completo de movimiento no se cuente. Para tener en cuenta la variabilidad, ajuste el umbral del goniómetro para tener en cuenta este cambio.
• LCD para atenuar? Intente aumentar el brillo cambiando la resistencia en el pin "Vo". O pruebe este ejemplo para asegurarse de que funciona correctamente.
• Si el Arduino está perdiendo energía, verifique si la batería de 9V está agotada.
• Si todo lo demás falla, asegúrese de que todos los cables estén conectados de manera adecuada y segura.

Consejos:

• Puede ser fácil perder de vista a dónde van los cables en un circuito. Un consejo útil sería establecer una combinación de colores y ser coherente en todo el proyecto. Por ejemplo, use un cable rojo para voltaje positivo y use un cable negro para tierra.
• El levantamiento es para su salud personal, ¡no permita que las opiniones de los demás afecten su entrenamiento!

Paso 5: hacer un goniómetro casero

Para hacer un goniómetro casero, necesita adquirir masilla de montaje escocesa, un potenciómetro giratorio y 2 sujetapapeles.

Paso 6: Poniéndolo todo junto

Para crear el goniómetro, enderece dos sujetapapeles. A continuación, envuelva el dial del potenciómetro con masilla de montaje. Tomando uno de los sujetapapeles enderezados, insértelo en la masilla de montaje. Esta será la pierna del goniómetro variable que se mueve con el antebrazo. Para la pata de referencia, coloque un clip en la base del potenciómetro usando masilla de montaje. Esta pierna se fijará paralela al bíceps.

Paso 7: Comenzando

Para construir el circuito, comience por cablear la energía y la tierra desde el Arduino Uno a la placa proto.

Paso 8: agregar EMG y goniómetro

Conecte el EMG y el goniómetro a la alimentación, a tierra y a un pin analógico. Para el diagrama anterior, el pequeño sensor de la izquierda representa el EMG y el potenciómetro representa el goniómetro. Tome nota en qué pin está cada sensor, tenemos el EMG en A0 y el goniómetro en A1.

Paso 9: Agregar salidas LED

Conecte dos LED a tierra y un pin digital. Un LED indica cuando se completa una repetición y el otro LED indica cuando se completa una serie. Tome nota del pin digital en el que se encuentra cada LED para la parte de codificación. Tenemos un LED que va al pin 8 y el otro al pin 9. Cada LED debe conectarse a tierra usando una resistencia de 220 Ohmios.

Paso 10: Agregar una salida de pantalla digital

Para agregar la pantalla digital, siga cuidadosamente el cableado proporcionado anteriormente. Un divisor de resistencia pasa por el tercer pin desde la izquierda. Una resistencia de 10K Ohm se ejecuta desde la alimentación también dicho pin y una resistencia de 220Ohm se ejecuta desde el mismo pin a tierra.

Paso 11: Agregar un botón

Coloque un botón en el tablero de fotos como se muestra en la imagen de arriba. Suministre energía al botón y conecte a tierra con una resistencia de 220 ohmios. Ejecute la salida del botón en un pin digital (usamos el pin 7).

Paso 12: Colocación del goniómetro y los accesorios de cables

Una vez que se completa la construcción del goniómetro, está listo para conectar el goniómetro al manguito de compresión. Esto se hace entretejiendo los sujetapapeles enderezados en la manga de compresión. Para la pata variable del goniómetro, unida al dial del potenciómetro, teje el clip paralelo al antebrazo. Del mismo modo, para la pata de referencia, conectada a la base del potenciómetro, teje el clip paralelo al bíceps.

A continuación, para conectar el goniómetro a su circuito, utilice 9 cables de puente hembra a macho. Los dos lados del potenciómetro están conectados a la energía y a tierra. El lado de una sola punta del potenciómetro está conectado a la entrada analógica A1.

Paso 13: Colocación del electrodo EMG

Para integrar el sensor BITalino EMG al Arduino, el primer paso es la correcta colocación de los electrodos. Se necesitarán 3 almohadillas de electrodos. Se colocan dos electrodos a lo largo del abdomen del músculo bíceps y uno en el hueso del codo. Para conectar estos electrodos al Bitalino son cables rojo, blanco y negro. El cable blanco está unido al electrodo en el codo. Los cables rojo y negro están conectados a los electrodos en el vientre del músculo bíceps. Nota: el cable rojo está conectado más arriba en el bíceps y el cable negro está conectado más abajo en el bíceps. Por último, para conectar el sensor EMG al Arduino, conecte los cables rojo y negro a la alimentación y a tierra. El cable violeta debe entrar en el pin analógico A0.

Paso 14: Codificación del biosensor de representante derecho

Ahora que el circuito está completo, está listo para cargar el código. El código adjunto es el código completo utilizado para completar este proyecto. La imagen de arriba es una muestra de cómo debería verse el código una vez abierto. Cuando el código funciona correctamente, ocurrirá lo siguiente:

1. Las señales de EMG y goniómetro se leen utilizando la función analogRead ().

2. Usando una instrucción if (), el programa verifica si las señales de EMG y goniómetro son mayores que sus respectivos umbrales. Si ambas señales son mayores, se agrega una repetición a la pantalla LCD y el LED verde se enciende para indicar que se completó una repetición. Si alguna de las señales no alcanza su umbral, el LED se apaga y no se cuenta ninguna repetición.

3. La señal envía el punto de datos rápidamente, por lo que hay una línea de código que verifica cuánto tiempo ha pasado entre repeticiones. Si ha pegado medio segundo desde la repetición anterior, contará una nueva repetición siempre que se alcancen los umbrales de EMG y goniómetro.

4. A continuación, el código comprueba si el número de repeticiones completadas es mayor o igual que el número de repeticiones por serie (establecemos este valor en 10 repeticiones por serie). Si el recuento de repeticiones es mayor o igual a este valor, el LED azul se enciende para indicar que la serie se ha completado.

5. Finalmente, el código verifica si se está presionando el botón. Si se presiona el botón, el recuento de repeticiones se vuelve a establecer en 0 y la pantalla LCD se actualiza en consecuencia.

Para acceder a este código en GitHub, haga clic AQUÍ.

Paso 15: ESQUEMA DEL ÁGUILA DEL REPRESENTANTE DERECHO

Aquí hay un esquema de águila de la misma construcción de circuito en los pasos anteriores. Todos los componentes, además de la pantalla LCD, son sencillos de cablear. Un recordatorio para la pantalla LCD: siga cuidadosamente los cables que se muestran en el diagrama. Si bien los pines digitales a los que va cada cable no son fijos, recomendamos usar la configuración que usamos para simplificar. Si los pines no coinciden con el cable especificado en el código, el programa no se ejecutará correctamente. Es posible que deba verificar dos o tres veces que todo esté donde debería estar.

Paso 16: OTRAS IDEAS

Una idea que tenemos para promover el software es agregar diferentes fases a la pantalla. Estas frases dependerán de los datos que ingresen al programa. Por ejemplo, una vez que el recuento de repeticiones esté a una o dos repeticiones del final de la serie, la pantalla LCD podría leer "Casi terminado" o "¡Solo unas pocas más!". Otro ejemplo podrían ser los mensajes dependientes del tiempo. Si dt no alcanza el tiempo mínimo entre repeticiones, la pantalla podría leer "ralentizar".

Otra idea de software podría ser una función de autocalibración. En lugar de tener que verificar el monitor en serie para encontrar un umbral apropiado, el código podría encontrarlo por usted. El nivel de codificación requerido para esto está simplemente más allá de nuestro conocimiento actual, por lo que es solo una idea adicional.

Una actualización del hardware podría ser el uso de un potenciómetro para la pantalla LCD en lugar de un divisor de resistencia. El pin por el que pasa el divisor de resistencia controla el brillo del texto en la pantalla. El uso de un potenciómetro permitiría al usuario atenuar el brillo con un dial en lugar de tener un nivel de brillo fijo.