Der richtige Vertreter – wikiHow

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

"Trainierst du überhaupt?"

Für Anfänger im Fitnessstudio kann das Erlernen des Hebens eine entmutigende Aufgabe sein. Die Übungen fühlen sich unnatürlich an und jede Wiederholung fühlt sich erfolglos an. Erschwerend kommt hinzu, dass Zuschauer schmerzlich auf deine schlechte Technik und deine dürren Arme starren.

Wenn diese traurige Szene wie Sie aussieht, dann ist der Biosensor von Right Rep genau das Richtige für Sie! Für Fitness-Neulinge mit großem Gehirn, die große Jungenarme bekommen möchten, hilft der Right Rep Biosensor sicherzustellen, dass Sie jedes Mal die richtige Wiederholung erzielen. Dieser Biosensor zählt Bizeps-Wiederholungen und zeigt an, ob Sie hart genug arbeiten und den vollen Bewegungsumfang nutzen. Mit Right Rep lernen Sie, richtig zu wiederholen.

Schritt 1: Materialien und Werkzeuge

Im Folgenden finden Sie eine Liste der Materialien und Werkzeuge für dieses Projekt:

Materialien

1. Arduino Uno-Mikroprozessor ($23,00)
2. Halbgroßes Brotbrett (4er Pack - 5,99 $)
3. 16-Segment-LCD-Display (2 Stück - 6,49 USD)
4. BITalino EMG-Sensor ($27,00)
5. 1 x 3-Leiter-Zubehör (21,47 $)
6. Sensorkabel (10,87 $)
7. 3 vorgelierte 3M Einwegelektroden (50 Stück - 20,75 $)
8. 4 220 Ohm Widerstand (100 Packung - 6,28 $)
9. 1 10K Ohm Widerstand (100 Stück - 5,99 $)
10. 1 Potentiometer (10er Pack - 9,99 $)
11. Verbindungsdrähte (120er Pack - 6,98 $, beinhaltet M/W, M/M und F/F)
12. 9V Batterie (4 Stück - 13,98 $)
13. 2 Büroklammern (100 Stück - 2,90 $)
14. Scotch Montagekitt (1,20 $)
15. Tragbarer Ärmel (Kompressionsärmel gekauft oder Sie können einen Ärmel aus einem alten Hemd schneiden)

Gesamt: 162,89 $ (Dies ist einfach die Summe der oben genannten Preise. Der Preis pro Einheit für jede Komponente sollte viel niedriger sein)

Werkzeuge

Computer mit Arduino-Codierungsfunktionen

Schritt 2: Vorbereitung & Hintergrund

Bevor Sie mit der Verdrahtung Ihres Right Rep-Schaltkreises beginnen, ist es wichtig, sich Zeit zu nehmen, um sich mit Aktionspotentialen und einigen grundlegenden Schaltungen vertraut zu machen. Skelettmuskeln haben zwei grundlegende Eigenschaften, sie sind erregbar und kontrahierbar. Erregbar bedeutet, dass sie auf Reize reagieren und kontrahierbar bedeutet, dass sie in der Lage sind, Spannung zu erzeugen. Jedes Mal, wenn Sie ein Gewicht heben, werden Muskelfasern aufgrund kleiner Spannungen im Muskel, die als Aktionspotentiale bezeichnet werden, erregt. Der Right Rep überwacht diese Aktionspotentiale mit einem Elektromyogramm-Sensor (EMG), um sicherzustellen, dass Ihre Muskeln mit voller Kapazität arbeiten. Weitere Informationen zu EMG-Sensoren finden Sie hier.

Erfahrung in der Verdrahtung von Stromkreisen sollte für den Umfang dieses hartnäckigen Themas ausreichen. Um den Right Rep Biosensor herzustellen, müssen Sie einige Geräte an den Stromkreis anschließen. Die Hauptgeräte sind der Arduino Uno Mikroprozessor, das 16-Segment Liquid Cristal Display (LCD), der BITalino EMG Sensor und das selbstgebaute Goniometer.

Der Arduino Uno-Mikroprozessor ist ein Computer, der als "Gehirn" des Systems fungiert. Das LCD verwendet eine 16-Segment-Anzeige, um die Wiederholungen anzuzeigen. Der EMG-Sensor misst die Aktionspotentiale wie oben beschrieben. Schließlich verwendet das hausgemachte Goniometer ein Drehpotentiometer, um einen vollständigen Bewegungsbereich zu messen. Dies geschieht durch Messen der variablen Ausgangsspannung, die durch den sich ändernden Potentiometerwiderstand gegeben ist.

Nachdem das System erstellt wurde, muss es mit Code versehen werden. Dieses Projekt verwendet Arduino-Code. Bevor Sie mit diesem Projekt beginnen, sollten Sie sich mit der LCD-Bibliothek und anderen nützlichen Arduno-Codes vertraut machen, die Sie hier finden. Der Code, den wir für dieses Projekt verwendet haben, befindet sich auf GitHub. Der Code kann jederzeit heruntergeladen und für Ihr eigenes Projekt verwendet werden.

Schritt 3: Sicherheit

Warnung!

Der Right Rep Biosensor ist kein Medizinprodukt und sollte nicht als Ersatz für medizinische Instrumente verwendet werden. Bitte konsultieren Sie Ihren Arzt bezüglich des Trainings und des Hebens schwerer Gewichte, bevor Sie den Right Rep Biosensor verwenden.

Right Rep ist ein elektrisches Gerät, das einen Stromschlag verursachen kann. Um sicherzustellen, dass der richtige Vertreter für alle sicher ist, sollten daher die folgenden Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

Hier sind einige Tipps zur elektrischen Sicherheit, die Sie befolgen sollten:

• Beim Ändern von Stromkreisen sollte die Stromversorgung unterbrochen werden.
• Modifizieren Sie keine Schaltkreise mit nasser oder verletzter Haut
• Halten Sie alle Flüssigkeiten und andere leitfähige Materialien vom Stromkreis fern
• Verwenden Sie keine elektrischen Geräte bei Gewitter oder in anderen Fällen, in denen Überspannungen häufiger auftreten als normal.
• Dieses System verwendet einen EMG-Sensor und Elektrodenpads. Bitte stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Elektrodenplatzierung und die hier aufgeführten Sicherheitsrichtlinien befolgen.
• Verbinden Sie alle Komponenten mit Masse. Dadurch wird sichergestellt, dass kein Leckstrom vom Gerät in Sie gelangen kann.

Elektrizität ist gefährlich. Befolgen Sie diese Sicherheitsvorkehrungen, um sicherzustellen, dass Ihr widerspenstiges Erlebnis angenehm und gefahrlos ist.

Schritt 4: Hinweise & Tipps:

Biosensoren können launische Dinge sein, in einer Sekunde funktionieren die Dinge, in der nächsten Sekunde versagen die Dinge kläglich. Im Folgenden finden Sie einige Hinweise und Tipps, damit der rechte Wiederholungssensor reibungslos funktioniert.

Fehlerbehebung:

• Wenn das LCD die Wiederholungen zählt, während keine Kontraktion stattfindet, stellen Sie sicher, dass die Elektroden mit Klebeband fest an der Person befestigt sind. Dies reduziert unerwünschte Bewegungsartefakte. Wenn ersteres immer noch nicht funktioniert, sollten Sie den EMG-Schwellenwert im Arduino-Code ändern.
• Der Bewegungsbereich variiert zwischen jedem Benutzer. Dies kann dazu führen, dass eine Wiederholung mit vollem Bewegungsumfang nicht gezählt wird. Um der Variabilität Rechnung zu tragen, passen Sie den Goniometer-Schwellenwert an, um diese Änderung zu berücksichtigen.
• LCD zu dimmen? Versuchen Sie, die Helligkeit zu erhöhen, indem Sie den Widerstand am "Vo" -Pin ändern. Oder testen Sie dieses Beispiel, um sicherzustellen, dass es richtig funktioniert.
• Wenn der Arduino Strom verliert, überprüfen Sie, ob die 9-V-Batterie leer ist.
• Wenn alles andere fehlschlägt, stellen Sie sicher, dass alle Drähte richtig und sicher angeschlossen sind.

Tipps:

• Es kann leicht sein, den Überblick zu verlieren, wo die Drähte in einem Stromkreis verlaufen. Ein hilfreicher Tipp wäre, ein Farbschema zu erstellen und während Ihres gesamten Projekts konsistent zu sein. Verwenden Sie beispielsweise einen roten Draht für positive Spannung und einen schwarzen Draht für Masse.
• Heben ist für Ihre persönliche Gesundheit. Lassen Sie sich nicht von den Meinungen anderer auf Ihr Training auswirken!

Schritt 5: Ein hausgemachtes Goniometer herstellen

Um ein hausgemachtes Goniometer herzustellen, müssen Sie Scotch-Montagekitt, ein Drehpotentiometer und 2 Büroklammern erwerben.

Schritt 6: Alles zusammenfügen

Um das Goniometer zu erstellen, glätten Sie zwei Büroklammern. Als nächstes umwickeln Sie das Zifferblatt des Potentiometers mit Montagekitt. Nehmen Sie eine der begradigten Büroklammern und führen Sie sie in den Montagekitt ein. Dies ist das variable Goniometerbein, das sich mit dem Unterarm bewegt. Für das Referenzbein eine Büroklammer mit Montagekitt an der Basis des Potentiometers anbringen. Dieses Bein wird parallel zum Bizeps fixiert.

Schritt 7: Erste Schritte

Um die Schaltung zu konstruieren, beginnen Sie mit der Verdrahtung von Strom und Masse vom Arduino Uno zum Proto-Board.

Schritt 8: Hinzufügen von EMG und Goniometer

Verdrahten Sie sowohl das EMG als auch das Goniometer mit Strom, Masse und einem analogen Pin. Für das obige Diagramm repräsentiert der kleine Sensor links das EMG und das Potentiometer das Goniometer. Beachten Sie, in welchem Pin sich jeder Sensor befindet, wir haben das EMG in A0 und das Goniometer in A1.

Schritt 9: Hinzufügen von LED-Ausgängen

Verdrahten Sie zwei LEDs mit Masse und einem digitalen Pin. Eine LED zeigt an, wenn eine Wiederholung abgeschlossen ist und die andere LED zeigt an, wenn ein Satz abgeschlossen ist. Beachten Sie den digitalen Pin, in dem sich jede LED für den Kodierungsteil befindet. Wir haben eine LED, die zu Pin 8 und die andere zu Pin 9 geht. Jede LED sollte mit einem 220 Ohm Widerstand mit Masse verbunden werden.

Schritt 10: Hinzufügen eines digitalen Anzeigeausgangs

Um die Digitalanzeige hinzuzufügen, folgen Sie sorgfältig der oben angegebenen Verkabelung. Durch den dritten Pin von links verläuft ein Widerstandsteiler. Ein 10K-Ohm-Widerstand läuft auch von der Stromversorgung des genannten Pins und ein 220-Ohm-Widerstand läuft vom selben Pin zur Masse.

Schritt 11: Hinzufügen einer Schaltfläche

Platzieren Sie einen Button auf der Fototafel, wie im Bild oben gezeigt. Versorgen Sie den Taster mit Strom und erden Sie ihn mit einem 220 Ohm Widerstand. Führen Sie den Ausgang der Schaltfläche in einen digitalen Pin (wir haben Pin 7 verwendet).

Schritt 12: Anbringen des Goniometers und der Drahtbefestigungen

Sobald der Aufbau des Goniometers abgeschlossen ist, können Sie das Goniometer an der Kompressionshülse befestigen. Dies geschieht durch Einweben der begradigten Büroklammern in die Kompressionsmanschette. Für das variable Bein des Goniometers, das am Potentiometer-Zifferblatt befestigt ist, weben Sie die Büroklammer parallel zum Unterarm. Für das Referenzbein, das mit der Basis des Potentiometers verbunden ist, weben Sie die Büroklammer analog zum Bizeps.

Als nächstes, um das Goniometer in Ihren Stromkreis zu verdrahten, verwenden Sie 9 weibliche zu männliche Überbrückungsdrähte. Die zwei Zinkenseiten des Potentiometers sind mit Strom und Masse verbunden. Die einpolige Seite des Potentiometers ist mit dem Analogeingang A1 verbunden.

Schritt 13: EMG-Elektrodenplatzierung

Um den BITalino EMG-Sensor in den Arduino zu integrieren, ist der erste Schritt die richtige Platzierung der Elektroden. Es werden 3 Elektrodenpads benötigt. Zwei Elektroden werden entlang des Bauches des Bizepsmuskels und eine am Ellenbogenknochen platziert. Um diese Elektroden mit dem Bitalino zu verbinden, sind rote, weiße und schwarze Leitungen vorhanden. Das weiße Kabel wird an der Elektrode am Ellenbogen befestigt. Die roten und schwarzen Elektroden werden an den Elektroden am Bauch des Bizepsmuskels befestigt. Hinweis: Das rote Kabel wird höher am Bizeps angeschlossen und das schwarze Kabel wird tiefer am Bizeps angeschlossen. Um den EMG-Sensor mit dem Arduino zu verbinden, verbinden Sie schließlich die roten und schwarzen Drähte mit Strom und Masse. Der violette Draht sollte in den analogen Pin A0 gehen.

Schritt 14: Kodierung des rechten Rep-Biosensors

Nachdem die Schaltung nun abgeschlossen ist, kann der Code hochgeladen werden. Der angehängte Code ist der vollständige Code, der verwendet wird, um dieses Projekt abzuschließen. Das Bild oben als Beispiel dafür, wie der Code nach dem Öffnen aussehen sollte. Wenn der Code ordnungsgemäß funktioniert, geschieht Folgendes:

1. Die EMG- und Goniometersignale werden mit der Funktion analogRead() gelesen.

2. Unter Verwendung einer if()-Anweisung prüft das Programm, ob die EMG- und Goniometer-Signale größer als ihre jeweiligen Schwellenwerte sind. Wenn beide Signale stärker sind, wird dem LCD-Display eine Wiederholung hinzugefügt und die grüne LED leuchtet auf, um anzuzeigen, dass eine Wiederholung abgeschlossen wurde. Wenn eines der Signale seinen Schwellenwert nicht erreicht, erlischt die LED und es werden keine Wiederholungen gezählt.

3. Das Signal sendet einen Datenpunkt schnell, sodass eine Codezeile vorhanden ist, die überprüft, wie viel Zeit zwischen den Wiederholungen vergangen ist. Wenn seit der vorherigen Wiederholung eine halbe Sekunde vergangen ist, wird eine neue Wiederholung gezählt, solange die EMG- und Goniometer-Schwellenwerte erreicht werden.

4. Als nächstes prüft der Code, ob die Anzahl der abgeschlossenen Wiederholungen größer oder gleich der Anzahl der Wiederholungen pro Satz ist (wir setzen diesen Wert auf 10 Wiederholungen pro Satz). Wenn die Anzahl der Wiederholungen größer oder gleich diesem Wert ist, leuchtet die blaue LED auf und zeigt an, dass der Satz abgeschlossen ist.

5. Abschließend prüft der Code, ob die Taste gedrückt wird. Wird die Taste gedrückt, wird der Wiederholungszähler auf 0 zurückgesetzt und die LCD-Anzeige entsprechend aktualisiert.

Um auf diesen Code in GitHub zuzugreifen, klicken Sie HIER!

Schritt 15: RECHTER REP EAGLE SCHEMATIC

Hier ist ein Eagle-Schema der gleichen Schaltung, die in den obigen Schritten erstellt wurde. Alle Komponenten, bis auf das LCD-Display, sind einfach zu verkabeln. Eine Erinnerung für das LCD-Display: Folgen Sie sorgfältig den im Diagramm gezeigten Drähten. Obwohl die digitalen Pins, zu denen jedes Kabel führt, nicht festgelegt sind, empfehlen wir, der Einfachheit halber die von uns verwendete Konfiguration zu verwenden. Wenn die Pins nicht mit dem im Code angegebenen Draht übereinstimmen, wird das Programm nicht korrekt ausgeführt. Möglicherweise müssen Sie doppelt oder dreifach überprüfen, ob alles dort ist, wo es sein sollte.

Schritt 16: WEITERE IDEEN

Eine Idee, die wir zur Weiterentwicklung der Software haben, besteht darin, dem Display verschiedene Phasen hinzuzufügen. Diese Sätze würden von den Daten abhängen, die in das Programm eingehen. Wenn die Wiederholungszahl zum Beispiel ein oder zwei Wiederholungen vom Ende des Satzes entfernt ist, könnte das LCD-Display "Fast fertig" oder "Nur noch ein paar!" anzeigen. Ein weiteres Beispiel könnten zeitabhängige Nachrichten sein. Wenn dt die Mindestzeit zwischen den Wiederholungen nicht erreicht, könnte das Display "verlangsamen" anzeigen.

Eine andere Softwareidee könnte eine Selbstkalibrierungsfunktion sein. Anstatt den seriellen Monitor überprüfen zu müssen, um einen geeigneten Schwellenwert zu finden, könnte der Code ihn für Sie finden. Der dafür erforderliche Codierungsgrad übersteigt einfach unseren heutigen Kenntnisstand, weshalb es nur eine weitere Idee ist.

Ein Upgrade für die Hardware könnte ein Potentiometer für das LCD-Display anstelle eines Widerstandsteilers sein. Der Pin, durch den der Widerstandsteiler läuft, steuert die Helligkeit des Textes auf dem Display. Die Verwendung eines Potentiometers würde es dem Benutzer ermöglichen, die Helligkeit mit einem Drehknopf zu dimmen, anstatt einen festen Helligkeitspegel zu haben.