نماینده مناسب: 16 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

"آیا حتی برادرت را بلند می کنی؟"

برای مبتدیان ورزش ، یادگیری نحوه بلند کردن می تواند یک کار دلهره آور باشد. تمرینات غیر طبیعی به نظر می رسد و هر نماینده احساس می کند ناموفق است. برای بدتر شدن اوضاع ، افزودن بر ناراحتی ، تماشاچیان است که به طرز دردناکی به تکنیک ضعیف و بازوهای ضعیف شما خیره شده اند.

اگر این صحنه متاسف شبیه شماست ، بیوسنسور راست نماینده مناسب شماست! برای افراد تازه کار بدنسازی که بدنبال بازوهای بزرگ هستند ، بیوسنسور راست نماینده به شما اطمینان می دهد که هر بار نماینده مناسب را دریافت خواهید کرد. این حسگر زیستی تکرارهای دوسر بازو را شمارش می کند و نشان می دهد که آیا شما به اندازه کافی سخت کار می کنید و از دامنه کامل حرکتی استفاده می کنید. با Right Rep شما یاد می گیرید که به درستی عمل کنید.

مرحله 1: مواد و ابزارها

در زیر لیستی از مواد و ابزارهای این پروژه آمده است:

مواد

1. میکروپردازنده Arduino Uno (23.00 دلار)
2. تخته نان نصف (4 بسته - 5.99 دلار)
3. صفحه نمایش LCD 16 بخش (2 بسته - 6.49 دلار)
4. سنسور BITalino EMG (27.00 دلار)
5. 1 عدد لوازم جانبی سربی (21.47 دلار)
6. کابل سنسور (10.87 دلار)
7. 3 الکترود یکبار مصرف 3M از پیش ژل شده (50 بسته - 20.75 دلار)
8. 4 مقاومت 220 اهم (100 بسته - 6.28 دلار)
9. 1 مقاومت 10 کیلو اهم (100 بسته - 5.99 دلار)
10. 1 پتانسیومتر (10 بسته - 9.99 دلار)
11. اتصال سیم (120 بسته - 6.98 دلار ، شامل M/F ، M/M و F/F)
12. باتری 9 ولت (4 بسته - 13.98 دلار)
13. 2 گیره کاغذ (100 بسته - 2.90 دلار)
14. بتونه نصب اسکاچ (1.20 دلار)
15. آستین پوشیدنی (خرید آستین فشاری یا می توانید آستین را از پیراهن قدیمی ببرید)

مجموع: 162.89 دلار (این فقط کل قیمتهای بالا است. قیمت هر واحد برای هر جزء باید بسیار کمتر باشد)

ابزارها

رایانه ای با قابلیت برنامه نویسی آردوینو

مرحله 2: آماده سازی و پیش زمینه

قبل از اینکه سیم کشی مدار Right Rep خود را شروع کنید ، مهم است که برای یادگیری پتانسیل های عمل و برخی مدارهای اساسی وقت بگذارید. ماهیچه های اسکلتی دارای دو ویژگی اساسی هستند ، آنها تحریک پذیر و منقبض هستند. معنی هیجان انگیز آنها به محرک پاسخ می دهند و به این معنی که قادر به ایجاد تنش هستند. هر بار که وزنه ای را بلند می کنید ، فیبرهای عضلانی به دلیل ولتاژهای کوچک در عضله به نام پتانسیل عمل تحریک می شوند. نماینده راست این پتانسیل های عمل را با استفاده از سنسور الکترومیوگرام (EMG) کنترل می کند تا از عملکرد کامل ماهیچه های شما اطمینان حاصل کند. اطلاعات بیشتر در مورد سنسورهای EMG را می توانید در اینجا پیدا کنید.

تجربه در زمینه سیم کشی مدارهای الکتریکی باید برای دامنه این کار سخت کافی باشد. برای ساختن حسگر زیستی مناسب Rep ، باید چند دستگاه را به مدار وصل کنید. دستگاه های اصلی عبارتند از ریزپردازنده Arduino Uno ، نمایشگر 16 مقیاس Liquid Cristal Display (LCD) ، سنسور BITalino EMG و گونیومتر خانگی.

ریزپردازنده Arduino Uno رایانه ای است که به عنوان "مغز" سیستم عمل می کند. LCD از نمایشگر 16 قسمتی برای نشان دادن تکرارها استفاده می کند. سنسور EMG پتانسیل های عمل را همانطور که در بالا گفته شد اندازه گیری می کند. در نهایت ، گونیومتر خانگی از پتانسیومتر دوار برای اندازه گیری دامنه کامل حرکت استفاده می کند. این کار را با اندازه گیری ولتاژ خروجی متغیر که توسط تغییر مقاومت پتانسیومتر داده می شود ، انجام می دهد.

پس از ایجاد سیستم ، باید کد آن ارائه شود. این پروژه از کد آردوینو استفاده می کند. قبل از شروع این پروژه ، باید خود را با کتابخانه LCD و سایر کدهای مفید Arduno که در اینجا یافت می شود آشنا کنید. کدی که برای این پروژه استفاده کردیم در GitHub قرار دارد. کد را بارگیری کرده و در هر زمان برای پروژه خود استفاده کنید.

مرحله 3: ایمنی

هشدار!

حسگر زیستی Right Rep یک دستگاه پزشکی نیست و نباید به عنوان جایگزین ابزار پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. لطفاً قبل از استفاده از حسگر زیستی Right Rep ، در مورد ورزش و بلند کردن وزنه های سنگین با پزشک خود مشورت کنید.

Right Rep یک وسیله الکتریکی است که احتمال برق گرفتگی را دارد. بنابراین ، برای اطمینان از بی خطر بودن نماینده مناسب برای همه ، اقدامات احتیاطی زیر را باید اجرا کرد.

در اینجا برخی از نکات ایمنی برق باید رعایت شود:

• هنگام تغییر مدارها باید برق را قطع کرد.
• مدارهای دارای پوست مرطوب یا شکسته را اصلاح نکنید
• همه مایعات و سایر مواد رسانا را از مدار دور نگه دارید
• از وسایل برقی در هنگام رعد و برق یا در موارد دیگر که میزان افزایش برق بیشتر از حد معمول است استفاده نکنید.
• این سیستم از سنسور EMG و پدهای الکترود استفاده می کند. لطفاً اطمینان حاصل کنید که دستورالعمل های مناسب الکترود و ایمنی را که در اینجا یافت می شود ، دنبال می کنید.
• همه قطعات را به زمین وصل کنید. این اطمینان می دهد که جریان نشتی از دستگاه به شما وارد نمی شود.

برق خطرناک است ، با رعایت این نکات ایمنی اطمینان حاصل کنید که تجربه غیرقابل انکار شما لذت بخش و عاری از خطر خواهد بود.

مرحله 4: نکات و نکات:

حسگرهای زیستی می توانند چیزهای بی ثباتی باشند ، یک ثانیه چیزها کار می کنند ، ثانیه بعد همه چیز به طرز بدی شکست می خورد. موارد زیر نکات و نکاتی برای عملکرد صحیح سنسور Rep Right است.

عیب یابی:

• اگر LCD در حال شمارش تعداد تکرارها در زمان عدم انقباض است ، مطمئن شوید که الکترودها با استفاده از نوار محکم به سوژه محکم شده اند. این امر باعث کاهش حرکت ناخواسته می شود. اگر حالت اول هنوز کار نمی کند ، اصلاح آستانه EMG در کد آردوینو را در نظر بگیرید.
• دامنه حرکت بین هر کاربر متفاوت است. این ممکن است باعث شود که یک تکرار در دامنه کامل حرکت شمارش نشود. برای محاسبه تنوع ، آستانه گونیومتر را برای حساب این تغییر تنظیم کنید.
• LCD کم نور می شود؟ سعی کنید با تغییر مقاومت در پین "Vo" روشنایی را افزایش دهید. یا این مثال را آزمایش کنید تا مطمئن شوید درست کار می کند.
• اگر آردوینو قدرت خود را از دست می دهد ، بررسی کنید که آیا باتری 9 ولت تمام شده است یا خیر.
• در صورت عدم موفقیت ، مطمئن شوید که همه سیمها به درستی و ایمن وصل شده اند.

نکات:

• به راحتی می توان مسیر حرکت سیم ها در مدار را از دست داد. یک نکته مفید این است که یک طرح رنگ ایجاد کنید و در طول پروژه خود سازگار باشید. به عنوان مثال ، استفاده از سیم قرمز برای ولتاژ مثبت و استفاده از سیم سیاه برای اتصال زمین.
• لیفتینگ برای سلامتی شخصی شما است اجازه ندهید نظرات دیگران بر تمرین شما تأثیر بگذارد!

مرحله پنجم: ساخت دستگاه سنج سنج خانگی

برای ساختن گونیومتر خانگی باید بتونه مخصوص اسکاچ ، پتانسیومتر دوار و 2 گیره کاغذ تهیه کنید.

مرحله 6: همه چیز را با هم ترکیب کنید

برای ایجاد گونیومتر دو گیره کاغذ را صاف کنید. در مرحله بعد ، صفحه پتانسیومتر را با بتونه نصب کنید. با گرفتن یکی از گیره های کاغذی صاف ، آن را داخل بتونه نصب کنید. این پای گونیومتر متغیری است که با ساعد حرکت می کند. برای پای مرجع ، با استفاده از بتونه نصب ، یک گیره کاغذ را به پایه پتانسیومتر وصل کنید. این ساق به موازات دوسر بازو ثابت می شود.

مرحله 7: شروع به کار

برای ساختن مدار ، با سیم کشی و اتصال زمین از Arduino Uno به برد اولیه شروع کنید.

مرحله 8: اضافه کردن EMG و Goniometer

هر دو EMG و goniometer را به برق ، زمین و پین آنالوگ وصل کنید. برای نمودار بالا ، سنسور کوچک در سمت چپ نشان دهنده EMG و پتانسیومتر نشان دهنده گونیومتر است. توجه داشته باشید که هر سنسور در کدام پین قرار دارد ، ما EMG را در A0 و goniometer را در A1 داریم.

مرحله 9: افزودن خروجی های LED

دو LED به زمین و یک پین دیجیتالی وصل کنید. یک LED نشان می دهد که یک تکرار تکمیل شده است و LED دیگر نشان می دهد که یک مجموعه کامل شده است. به پین دیجیتالی که هر LED در قسمت کدگذاری دارد توجه کنید. ما یک LED داریم که به پین 8 و دیگری به 9 پین می شود. هر LED باید با استفاده از یک مقاومت 220Ohm به زمین متصل شود.

مرحله 10: افزودن خروجی صفحه نمایش دیجیتال

برای افزودن صفحه نمایش دیجیتال ، سیم کشی ارائه شده در بالا را با دقت دنبال کنید. یک تقسیم کننده مقاومت از طریق پین سوم از سمت چپ عبور می کند. یک مقاومت 10 کیلو اهم از پین گفته شده و یک مقاومت 220 اهم از یک پین به زمین اجرا می شود.

مرحله 11: افزودن یک دکمه

مطابق تصویر بالا دکمه ای را روی تخته عکس قرار دهید. دکمه را تغذیه کرده و با استفاده از مقاومت 220 اهم آن را زمین کنید. خروجی دکمه را در یک پین دیجیتال اجرا کنید (ما از پین 7 استفاده کردیم).

مرحله دوازدهم: نصب گونیومتر و اتصالات سیم

هنگامی که ساخت گونیومتر به پایان رسید ، شما آماده اتصال گونیومتر به آستین فشاری هستید. این کار با بافتن گیره های کاغذی صاف شده در آستین فشرده سازی انجام می شود. برای قسمت متغیر گونیومتر ، متصل به صفحه پتانسیومتر ، گیره کاغذ را موازی با ساعد ببافید. به طور مشابه ، برای پای مرجع ، متصل به پایه پتانسیومتر ، گیره کاغذ را به موازات دوسر بازو ببافید.

بعد ، برای اتصال گونیومتر به مدار خود ، از 9 سیم جهنده زن تا مرد استفاده کنید. دو طرف برجسته پتانسیومتر به برق و زمین متصل است. طرف تک شاخ پتانسیومتر به ورودی آنالوگ A1 متصل است.

مرحله 13: قرار دادن الکترود EMG

برای ادغام سنسور BITalino EMG با آردوینو ، اولین قدم قرار دادن مناسب الکترودها است. 3 پد الکترود مورد نیاز است. دو الکترود در امتداد شکم عضله دوسر و یکی روی استخوان آرنج قرار می گیرد. برای اتصال این الکترودها به بیتالینو سیم قرمز ، سفید و سیاه وجود دارد. سرب سفید به الکترود در آرنج متصل شده است. لیدهای قرمز و مشکی به الکترودهای شکم ماهیچه دوسر متصل می شوند. توجه: سرب قرمز بیشتر روی دوسر و سرب سیاه پایین تر روی دوسر باز شده است. در نهایت ، برای اتصال سنسور EMG به آردوینو ، سیمهای قرمز و سیاه را به برق و زمین وصل کنید. سیم بنفش باید وارد پین آنالوگ A0 شود.

مرحله 14: کدگذاری حسگر زیستی مناسب Rep

اکنون که مدار کامل شده است ، آماده بارگذاری کد است. کد پیوست ، کد کامل مورد استفاده برای تکمیل این پروژه است. تصویر بالا به عنوان نمونه ای از این که کد پس از باز شدن چگونه باید باشد. هنگامی که کد به درستی کار می کند ، موارد زیر رخ می دهد:

1. سیگنال های EMG و goniometer با استفاده از عملکرد analogRead () خوانده می شوند.

2. با استفاده از دستور if () ، برنامه بررسی می کند که آیا سیگنال های EMG و goniometer بیشتر از آستانه مربوطه هستند یا خیر. اگر هر دو سیگنال بیشتر باشند ، یک تکرار به صفحه LCD اضافه می شود و LED سبز روشن می شود که نشان می دهد تکرار به پایان رسیده است. اگر هر یک از سیگنال ها نتوانند آستانه خود را برآورده کنند ، LED خاموش می شود و هیچ تکراری شمارش نمی شود.

3. سیگنال سریع به نقطه داده ارسال می شود ، بنابراین یک خط کد وجود دارد که میزان زمان بین تکرارها را بررسی می کند. اگر نیم ثانیه از تکرار قبلی گذشته باشد ، تا زمانی که آستانه EMG و goniometer برآورده شود ، یک تکرار جدید را حساب می کند.

4. بعد ، کد بررسی می کند که آیا تعداد تکرارهای انجام شده بیشتر یا مساوی تعداد تکرارها در هر مجموعه است (ما این مقدار را در هر ست 10 تکرار تعیین می کنیم). اگر تعداد تکرار بیشتر یا مساوی این مقدار باشد ، LED آبی روشن می شود که نشان می دهد مجموعه کامل شده است.

5. در نهایت ، کد را بررسی کنید که آیا دکمه در حال فشردن است. در صورت فشردن دکمه ، تعداد تکرار بر روی 0 تنظیم می شود و صفحه LCD مطابق آن به روز می شود.

برای دسترسی به این کد در GitHub ، اینجا را کلیک کنید!

مرحله 15: طرح نمای راست عقاب

در اینجا شماتیک عقابی از همان مدار ساخته شده در مراحل بالا آمده است. همه اجزاء ، به غیر از صفحه نمایش LCD ، مستقیماً به سیم متصل می شوند. یادآوری برای صفحه LCD: سیم های نشان داده شده در نمودار را با دقت دنبال کنید. در حالی که پین های دیجیتالی که هر سیم به آن می رود ثابت نیست ، توصیه می کنیم از پیکربندی که برای سادگی استفاده کردیم استفاده کنید. اگر پین ها با سیم مشخص شده در کد مطابقت نداشته باشند ، برنامه به درستی اجرا نمی شود. ممکن است لازم باشد دو یا سه بار بررسی کنید که همه جا در جایی است که باید باشد.

مرحله 16: ایده های دیگر

ایده ای که ما باید نرم افزار را توسعه دهیم این است که مراحل مختلف را به صفحه نمایش اضافه کنیم. این عبارات به داده های وارد شده در برنامه بستگی دارد. به عنوان مثال ، هنگامی که تعداد تکرارها یک یا دو تکرار با پایان مجموعه فاصله دارد ، صفحه LCD می تواند "تقریباً تمام شده" یا "فقط چند مورد دیگر!" را بخواند. مثال دیگر می تواند پیام های وابسته به زمان باشد. اگر dt به حداقل زمان بین تکرارها نرسد ، صفحه نمایش می تواند "کند" را بخواند.

ایده دیگر نرم افزار می تواند یک ویژگی خود کالیبراسیون باشد. به جای نیاز به بررسی مانیتور سریال برای یافتن آستانه مناسب ، کد می تواند آن را برای شما پیدا کند. سطح برنامه نویسی برای این امر به سادگی فراتر از دانش فعلی ما است ، به همین دلیل این تنها یک ایده بیشتر است.

ارتقاء سخت افزار می تواند استفاده از پتانسیومتر برای صفحه LCD به جای تقسیم کننده مقاومت باشد. پین که تقسیم کننده مقاومت از طریق آن عبور می کند ، روشنایی متن روی صفحه را کنترل می کند. استفاده از پتانسیومتر به کاربر اجازه می دهد تا روشنایی را با یک صفحه کلید کم کند و نه اینکه دارای سطح روشنایی ثابت باشد.