Fuerza de impacto en el talón y la pierna de un corredor mientras corre: 6 pasos

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

Para mi proyecto, quería probar la cantidad de fuerza a la que están expuestos el talón y la pierna de un corredor, y si las zapatillas nuevas realmente reducen la fuerza. Un acelerómetro es un dispositivo que detecta la aceleración en los ejes X, Y y Z. La aceleración se mide en fuerzas G, una fuerza G es equivalente a la aceleración de la gravedad en la tierra que todas las cosas experimentan en todo momento. Estoy usando este acelerómetro para probar la cantidad de fuerzas G que experimentan mi talón y mi pierna mientras corro, y si hay una diferencia entre los zapatos más nuevos y los más viejos. Hay muchos conceptos erróneos comunes sobre la necesidad de zapatillas nuevas para correr. Mucha gente cree que Nike te está mintiendo cuando te dicen que te compres zapatillas nuevas cada 500 kilómetros. Las empresas de calzado para correr y las tiendas basadas en el deporte, como Poulsbo running (mi tienda de running local), por ejemplo, te dirán que te harás daño si no reemplazas tus zapatos con frecuencia. Sin embargo, no estoy seguro de si eso es completamente cierto y, por lo tanto, decidí que lo probaría yo mismo. La causa de estas lesiones al correr que le dicen que obtendrá si no tiene zapatos nuevos, se deriva de la cantidad de fuerza que experimentan la pierna y el talón. Dicen que los zapatos nuevos reducen la fuerza mejor que los viejos, pero no estoy convencido de que eso sea cierto. Este proyecto será útil para muchas personas, especialmente aquellas que son propensas a sufrir lesiones relacionadas con la carrera, y aquellas que deseen saber más sobre ellas. Mi proyecto determinará si estas empresas están diciendo la verdad o si solo están tratando de que usted pague otro par de Benjamins.

Suministros

1x Arduino uno

1x acelerómetro Sparkfun adxl377

1x tablero de pan

1x muchos cables de puente

Botón 1x

1x LED

2x resistencias de 10k

2x resistencias de 30k

6 cables que miden aproximadamente la longitud de la pierna del corredor

1x portátil que puede ejecutar el IDE de Arduino

Componentes adicionales necesarios para la construcción secundaria:

1x pantalla LCD

1x potenciómetro

1x muchos más cables de puente

Paso 1: mi construcción inicial

Mi construcción inicial fue una prueba de concepto. Quería asegurarme de que este proyecto fuera posible antes de comenzar a invertir tiempo y dinero en él. Usé un acelerómetro, Arduino, cuatro cables de puente y mi computadora portátil que estaba ejecutando el código. Esta prueba de concepto fue muy importante porque aprendí algunas lecciones valiosas con respecto al código. Sin embargo, lo más importante es que aprendí que este proyecto era posible.

Paso 2: compilación secundaria

En primer lugar, quiero decir que esta compilación no fue necesaria para la compilación final y requiere algunos componentes adicionales, por lo que este paso es completamente opcional. Agregué una pantalla de cristal líquido (LCD) para que pudiera darme los valores de fuerza G en una computadora sin el IDE de Arduino. antes de esta compilación, necesitaba tener el IDE de Arduino y el código para poder recibir los datos de salida del acelerómetro. Con esta nueva construcción puedo ejecutar Arduino desde cualquier fuente de energía, ni siquiera tiene que ser una computadora. También agregué un potenciómetro para poder ajustar la luz de fondo en la pantalla LCD. Esto podría resultar útil si lo usara en el exterior y el sol brillara en la pantalla. Todos hemos estado en la situación en la que está tratando de usar su teléfono inteligente en el exterior, pero la luz del sol dificulta ver la pantalla. Así que intentas bloquear el sol con la mano, o le das la espalda al sol para intentar bloquearlo. Otra forma de solucionar este problema común es aumentar el brillo de la pantalla, y para eso está exactamente el potenciómetro. No podría ver muy bien los datos de salida, pero podría ajustar la luz de fondo para poder verlos perfectamente. El ajuste de la luz de fondo también podría ser útil en otros casos.

Paso 3: Tercera y última compilación

Para mi tercera y última versión, combiné todos los mejores atributos de todas mis versiones anteriores en un solo tablero. Terminé con un módulo muy refinado y compacto, y los cables largos pudieron correr por mi pierna sin obstaculizar mi forma. Agregué un botón para poder iniciar y detener la recopilación de datos en cualquier momento. Esto fue muy crucial para obtener buenos datos porque podría comenzar a recopilar tan pronto como comenzara a ejecutar y tan pronto como me detuviera. Por lo tanto, todos los datos recopilados pertenecían al experimento real. También agregué un LED para saber cuándo estaba activada la recopilación de datos o cuándo estaba apagada. Esta versión final terminó siendo un gran éxito, y fue exactamente lo que esperaba.

Paso 4: resolución de problemas y algunos problemas que tuve en el camino

He tenido muchos problemas con el proyecto. Para mi primer acelerómetro, fue muy difícil conseguir que el cableado, la codificación, el diseño y los datos fueran correctos. El diseño fue muy difícil porque tengo muchas restricciones, por ejemplo, qué tan pesado es o qué tan grande es. Necesito poder correr, y quiero poder ejecutar lo más cercano a mi forma de carrera habitual para que este experimento sea preciso. La codificación también fue muy difícil y requirió mucha resolución de problemas. Tuve problemas para leer una cantidad adecuada de G de mi acelerómetro. El mma8452q (mi acelerómetro) tiene un límite de ocho G. A veces, cuando apenas tocaba el suelo con el pie, se leían ocho G y eso es simplemente incorrecto, ya que es demasiado alto. Sin embargo, después de solucionar algunos problemas y volver a codificar, pude obtener la escala correcta.

Paso 5: mi código

Usé uno de los ejemplos de la biblioteca Sparkfun, y también agregué un botón y un LED yo mismo. esto fue bastante simple ya que hay ejemplos de todo en este proyecto, sin embargo, debe combinar más de uno juntos

Paso 6: Conclusión y análisis de datos

Veo este proyecto como un gran éxito. Logré casi todos, si no todos, mis objetivos. Pude obtener una gran cantidad de datos muy útiles. Aprendí mucho sobre codificación, cableado, componentes electrónicos de Arduino, construcción de un sistema modular compacto, fuerza G y funcionamiento. Ahora acepte o rechace mi declaración de mi párrafo inicial, y toda la razón por la que comencé este proyecto. Quería demostrarles a las empresas que estaban equivocadas demostrando que no es necesario comprar zapatos nuevos cada 500 kilómetros. ¿Los zapatos nuevos realmente reducen la cantidad de fuerzas G que experimenta el talón y la pierna de un corredor mientras corre? La respuesta es sí. Comparé la cantidad de fuerzas G que experimentó mi talón en un par de zapatos para correr nuevos, zapatos para correr viejos, furgonetas y, como control, yo solo usaba calcetines. Descubrí que en mis calcetines experimenté hasta ocho G. Esta fue la misma cantidad de G que las camionetas, lo cual era de esperar. Con los viejos zapatos para correr experimenté hasta seis G. en los nuevos corredores, no experimenté más de cuatro G. Como podemos ver, los nuevos corredores fueron los mejores en la reducción de la fuerza de impacto, y las furgonetas fueron los peores (sin contar los calcetines ya que era la variable de control). Supongo que con mi configuración de menos de veinte dólares, no puedo refutar lo que los 2.500 millones de dólares que Nike ha gastado durante los últimos cinco años en investigación y desarrollo les ha demostrado. Quizás gaste treinta la próxima vez y veremos qué pasa entonces.