Aufprallkraft auf Ferse und Bein eines Läufers beim Laufen - Gunook

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

Für mein Projekt wollte ich testen, wie viel Kraft die Ferse und das Bein eines Läufers ausgesetzt sind und ob neue Laufschuhe die Kraft wirklich reduzieren. Ein Beschleunigungsmesser ist ein Gerät, das die Beschleunigung in den X-, Y- und Z-Achsen erkennt. Beschleunigung wird in G-Forces gemessen, eine G-Force entspricht der Erdbeschleunigung, die alle Dinge zu jeder Zeit erfahren. Ich benutze diesen Beschleunigungsmesser, um die Menge an G-Kräften zu testen, die meine Ferse und mein Bein beim Laufen erfahren, und ob es einen Unterschied zwischen neueren und älteren Schuhen gibt. Es gibt viele verbreitete Missverständnisse bezüglich der Notwendigkeit neuer Laufschuhe. Viele Leute glauben, dass Nike dich anlügt, wenn sie dir sagen, dass du alle 500 Kilometer neue Schuhe kaufen sollst. Laufschuhfirmen und Läden mit Laufsportbasis, wie zum Beispiel Poulsbo Running (mein lokaler Laufladen) werden Ihnen sagen, dass Sie sich verletzen werden, wenn Sie Ihre Schuhe nicht oft ersetzen. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob das ganz richtig ist, und habe mich daher entschlossen, es selbst zu testen. Die Ursache für diese Laufverletzungen, die Sie bekommen, wenn Sie keine neuen Schuhe haben, leiten sich von der Kraft ab, die Ihr Bein und Ihre Ferse erfahren. Sie sagen, dass neue Schuhe die Kraft besser reduzieren als alte Schuhe, aber ich bin nicht überzeugt, dass das stimmt. Dieses Projekt wird für viele Menschen hilfreich sein, insbesondere für diejenigen, die anfällig für laufbedingte Verletzungen sind, und für diejenigen, die mehr darüber erfahren möchten. Mein Projekt wird feststellen, ob diese Firmen die Wahrheit sagen oder ob sie nur versuchen, Sie dazu zu bringen, ein weiteres Paar Benjamins zu berappen.

Lieferungen

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 Beschleunigungsmesser

1x BrotBrett

1x viele Überbrückungsdrähte

1x Knopf

1x LED

2x 10k Widerstände

2x 30k Widerstände

6x Drähte, die ungefähr die Länge des Läuferbeins haben

1x Laptop, auf dem die Arduino IDE ausgeführt werden kann

Zusätzliche Komponenten, die für den sekundären Build benötigt werden:

1x LCD-Bildschirm

1x Potentiometer

1x viele weitere Überbrückungsdrähte

Schritt 1: Mein anfänglicher Build

Mein erster Build war ein Proof of Concept. Ich wollte sicherstellen, dass dieses Projekt möglich ist, bevor ich Zeit und Geld investiert habe. Ich benutzte einen Beschleunigungsmesser, Arduino, vier Überbrückungsdrähte und meinen Laptop, auf dem der Code ausgeführt wurde. Dieser Proof of Concept war sehr wichtig, da ich einige wertvolle Lektionen in Bezug auf den Code gelernt habe. Vor allem aber habe ich gelernt, dass dieses Projekt möglich ist.

Schritt 2: Sekundärer Build

Zuallererst möchte ich sagen, dass dieser Build für den endgültigen Build nicht erforderlich war und einige zusätzliche Komponenten erfordert, sodass dieser Schritt vollständig optional ist. Ich habe ein Flüssigkristalldisplay (LCD) hinzugefügt, damit es mir die G-Kraft-Werte auf einem Computer ohne Arduino-IDE anzeigen kann. Vor diesem Build benötigte ich die Arduino IDE und den Code, um die Ausgabedaten vom Beschleunigungsmesser empfangen zu können. Mit diesem neuen Build kann ich den Arduino von jeder Stromquelle aus betreiben, es muss nicht einmal ein Computer sein. Ich habe auch ein Potentiometer hinzugefügt, damit ich die Hintergrundbeleuchtung auf dem LCD einstellen kann. Dies könnte sich als nützlich erweisen, wenn ich es draußen verwenden würde und die Sonne auf den Bildschirm scheint. Wir alle waren in der Situation, dass Sie versuchen, Ihr Smartphone im Freien zu verwenden, aber das Licht der Sonne macht es schwer, den Bildschirm zu sehen. Sie versuchen also, die Sonne mit der Hand zu blockieren, oder Sie drehen der Sonne den Rücken zu, um zu versuchen, sie zu blockieren. Eine andere Möglichkeit, dieses häufige Problem zu beheben, besteht darin, die Bildschirmhelligkeit zu erhöhen, und genau dafür ist das Potentiometer da. Ich könnte die Ausgabedaten nicht sehr gut sehen, aber ich könnte die Hintergrundbeleuchtung so einstellen, dass ich sie perfekt sehen kann. Die Anpassung der Hintergrundbeleuchtung kann auch in anderen Fällen nützlich sein.

Schritt 3: Dritter und letzter Build

Für meinen dritten und letzten Build habe ich die besten Eigenschaften aller meiner vorherigen Builds in einem Board kombiniert. Am Ende habe ich ein sehr raffiniertes und kompaktes Modul erhalten, und die langen Drähte konnten mein Bein hinunterlaufen, ohne meine Form zu beeinträchtigen. Ich habe eine Schaltfläche hinzugefügt, damit ich meine Datenerfassung jederzeit starten und stoppen kann. Dies war sehr wichtig, um gute Daten zu erhalten, da ich mit dem Sammeln beginnen konnte, sobald ich mit dem Laufen begann und sobald ich aufhörte. Daher betrafen alle gesammelten Daten das eigentliche Experiment. Ich habe auch eine LED hinzugefügt, damit ich wusste, wann die Datenerfassung eingeschaltet war oder wann sie ausgeschaltet war. Dieser letzte Build war ein großer Erfolg, und es war genau das, was ich mir erhofft hatte.

Schritt 4: Fehlerbehebung und einige Probleme, die ich unterwegs hatte

Ich hatte viele Probleme mit dem Projekt. Für meinen ersten Beschleunigungsmesser war es sehr schwierig, die Verkabelung, Codierung, das Design und die Daten korrekt zu machen. Das Design war sehr schwierig, weil ich viele Einschränkungen habe, zum Beispiel wie schwer es ist oder wie groß es ist. Ich muss in der Lage sein zu laufen, und ich möchte in der Lage sein, meiner normalen Laufform am nächsten zu kommen, damit dieses Experiment genau ist. Die Codierung war auch sehr schwierig und erforderte eine Menge Fehlersuche. Ich hatte Probleme, die richtige Menge an G von meinem Beschleunigungsmesser abzulesen. Der mma8452q (mein Beschleunigungsmesser) ist auf acht G begrenzt. Manchmal, wenn ich mit dem Fuß gerade noch den Boden berührte, wurden acht Gs angezeigt, und das ist einfach falsch, da es viel zu hoch ist. Nach einiger Fehlersuche und Neucodierung konnte ich jedoch die Skalierung richtig hinbekommen.

Schritt 5: Mein Code

Ich habe eines der Beispiele aus der Sparkfun-Bibliothek verwendet und auch eine Schaltfläche und eine LED selbst hinzugefügt. Das war ziemlich einfach, da es in diesem Projekt für alles Beispiele gibt, aber Sie müssen mehr als eins miteinander kombinieren

Schritt 6: Fazit und Datenanalyse

Ich sehe dieses Projekt als großen Erfolg. Ich habe fast alle, wenn nicht alle meine Ziele erreicht. Ich konnte viele sehr brauchbare Daten erhalten. Ich habe viel über Codierung, Verdrahtung, elektronische Komponenten von Arduino, Aufbau eines kompakten modularen Systems, G-Kraft und Laufen gelernt. Nun, um meine Aussage aus meinem einleitenden Absatz entweder zu akzeptieren oder abzulehnen, und den ganzen Grund, warum ich dieses Projekt gestartet habe. Ich wollte den Firmen das Gegenteil beweisen, indem ich zeigte, dass man nicht alle 500 Kilometer neue Schuhe kaufen muss. Reduzieren neue Schuhe wirklich die G-Kräfte, die Ferse und Bein eines Läufers beim Laufen erfahren? Die Antwort ist ja. Ich verglich die Menge an G-Kräften, die meine Ferse bei einem Paar neuer Laufschuhe, alter Laufschuhe, Vans und als Kontrolle nur mit Socken erlebte. Ich habe festgestellt, dass ich in meinen Socken bis zu acht G erlebt habe. Dies war die gleiche Anzahl von Gs wie bei den Vans, was zu erwarten ist. In den alten Laufschuhen habe ich bis zu sechs G erlebt. bei den neuen Läufern habe ich nicht mehr als vier G erlebt. Wie wir sehen können, waren die neuen Kufen am besten bei der Reduzierung der Aufprallkraft und die Vans waren am schlechtesten (ohne die Socken zu zählen, da dies die Kontrollvariable war). Ich denke, mit meinem Setup von unter zwanzig Dollar kann ich nicht widerlegen, was die 2,5 Milliarden Dollar, die Nike in den letzten fünf Jahren für Forschung und Entwicklung ausgegeben hat, für sie bewiesen haben. Vielleicht verbringe ich das nächste Mal dreißig und wir werden sehen, was dann passiert.