تأثیر ضربه بر پاشنه و پای دونده در حین دویدن: 6 مرحله

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

من برای پروژه ام می خواستم میزان نیرویی را که پاشنه و پای دونده در معرض آن است ، آزمایش کنم و آیا کفش های دویدن جدید واقعا این نیرو را کاهش می دهند. شتاب سنج دستگاهی است که شتاب را در محورهای X ، Y و Z تشخیص می دهد. شتاب بر اساس نیروهای G اندازه گیری می شود ، یک G-Force معادل شتاب گرانش روی زمین است که همه چیز در همه زمان ها تجربه می کند. من از این شتاب سنج برای آزمایش میزان G-Force هایی که پاشنه و پای من هنگام دویدن تجربه می کند ، و تفاوت بین کفش های جدیدتر و قدیمی استفاده می کنم. تصورات غلط زیادی در مورد نیاز به کفش های دویدن جدید وجود دارد. بسیاری از مردم معتقدند که نایک به شما دروغ می گوید وقتی به شما می گویند هر 500 کیلومتر کفش جدید تهیه کنید. راه اندازی شرکت های تولید کفش و راه اندازی فروشگاه های اصلی مانند Poulsbo running (به عنوان مثال فروشگاه دویدن محلی من) به شما می گوید که اگر اغلب کفش های خود را عوض نکنید به خود آسیب خواهید رساند. با این حال ، من مطمئن نیستم که آیا این کاملا صحت دارد یا خیر ، و بنابراین تصمیم گرفتم خودم آن را آزمایش کنم. علت این صدمات ناشی از دویدن که به شما می گویند در صورت نداشتن کفش جدید ، از میزان نیرویی که پا و پاشنه شما تجربه می کنند نشأت می گیرد. آنها می گویند کفش های جدید قدرت را بهتر از کفش های قدیمی کاهش می دهند ، اما من مطمئن نیستم که این درست است. این پروژه برای بسیاری از افراد به ویژه کسانی که مستعد آسیب های ناشی از دویدن هستند و کسانی که مایلند در مورد آنها بیشتر بدانند مفید خواهد بود. پروژه من تعیین می کند که آیا این شرکت ها حقیقت را می گویند یا فقط سعی می کنند شما را مجبور به زورگیری یک بنیامین دیگر کنند.

تدارکات

1x آردوینو uno

1x شتاب سنج Sparkfun adxl377

1x نان برد

1 برابر تعداد زیادی سیم جامپر

دکمه 1x

1 برابر LED

2x مقاومت 10k

2X مقاومت 30k

6 برابر سیم که تقریباً طول پای دونده است

1 لپ تاپ که می تواند Arduino IDE را اجرا کند

اجزای اضافی مورد نیاز برای ساخت ثانویه:

1x صفحه LCD

پتانسیومتر 1 برابر

1 برابر تعداد زیادی سیم جهنده دیگر

مرحله 1: ساخت اولیه من

ساخت اولیه من اثبات مفهوم بود. من می خواستم مطمئن شوم که این پروژه قبل از شروع سرمایه گذاری زمان و پول در آن امکان پذیر است. من از شتاب سنج ، آردوینو ، چهار سیم جامپر و لپ تاپم که کد را اجرا می کرد ، استفاده کردم. این اثبات مفهوم بسیار مهم بود زیرا من در مورد کد درس های ارزشمندی آموختم. مهمتر از همه ، من آموختم که این پروژه امکان پذیر است.

مرحله 2: ساخت ثانویه

قبل از هر چیز می خواهم بگویم که این بیلد برای ساخت نهایی ضروری نبوده و به برخی اجزای اضافی نیاز دارد ، بنابراین این مرحله کاملاً اختیاری است. من یک صفحه نمایش کریستال مایع (LCD) را اضافه کردم تا بتواند مقادیر نیروی G را در رایانه بدون Arduino IDE به من بدهد. قبل از این ساخت ، من نیاز به IDE آردوینو و کد داشتم تا بتوانم داده های خروجی را از شتاب سنج دریافت کنم. با این ساخت جدید می توانم Arduino را از هر منبع تغذیه اجرا کنم ، حتی لازم نیست یک کامپیوتر باشد. همچنین یک پتانسیومتر اضافه کردم تا بتوانم نور پس زمینه را روی LCD تنظیم کنم. اگر بخواهم از آن در بیرون استفاده کنم و آفتاب بر روی صفحه می درخشد ، این می تواند مفید باشد. همه ما در شرایطی قرار گرفته ایم که شما سعی می کنید از تلفن هوشمند خود در خارج استفاده کنید ، اما نور خورشید دیدن صفحه را دشوار می کند. بنابراین شما سعی می کنید خورشید را با دست خود مسدود کنید ، یا پشت خود را به خورشید برگردانید تا سعی کنید آن را مسدود کنید. راه دیگر برای رفع این مشکل رایج ، افزایش روشنایی صفحه نمایش است ، و این دقیقاً همان چیزی است که پتانسیومتر برای آن وجود دارد. من نمی توانم داده های خروجی را به خوبی ببینم ، اما می توانم نور پس زمینه را طوری تنظیم کنم که بتوانم آن را کاملاً ببینم. تنظیم نور پس زمینه در موارد دیگر نیز می تواند مفید واقع شود.

مرحله 3: سوم ، و ساخت نهایی

برای سومین و آخرین بیلد من همه بهترین ویژگی های تمام ساخته های قبلی خود را در یک صفحه ترکیب کردم. من با یک ماژول بسیار تصفیه شده و جمع و جور به پایان رسیدم ، و سیمهای بلند قادر بودند بدون اینکه مانع فرم من شوند از پای من عبور کنند. یک دکمه اضافه کردم تا بتوانم جمع آوری داده هایم را در هر زمان معین شروع و متوقف کنم. این برای به دست آوردن داده های خوب بسیار مهم بود زیرا می توانم به محض شروع به کار و به محض توقف ، جمع آوری را شروع کنم. بنابراین تمام داده های جمع آوری شده مربوط به آزمایش واقعی است. من همچنین یک LED اضافه کردم تا بدانم چه زمانی مجموعه داده روشن است یا چه زمانی خاموش است. این ساخت نهایی به موفقیت بزرگی انجامید و این دقیقاً همان چیزی بود که من به آن امیدوار بودم.

مرحله 4: مشکل تیراندازی و برخی مشکلاتی که در طول راه داشتم

من مشکلات زیادی با پروژه داشتم. برای اولین شتاب سنج من بسیار سخت بود که سیم کشی ، کدگذاری ، طراحی و داده ها درست باشند. طراحی بسیار دشوار بود زیرا من محدودیت های زیادی دارم ، به عنوان مثال چقدر سنگین است یا چقدر بزرگ است. من باید قادر به دویدن باشم و می خواهم بتوانم نزدیک ترین حالت را به حالت معمولی اجرا کنم تا این آزمایش دقیق باشد. کدنویسی نیز بسیار دشوار بود و برای عکاسی به مشکلات زیادی نیاز داشت. من در خواندن مقدار مناسب G از شتاب سنجم مشکل داشتم. mma8452q (شتاب سنج من) در هشت G به پایان می رسد. گاهی اوقات وقتی پایم را به سختی روی زمین می گذاشتم ، هشت درجه می خواند و این به سادگی نادرست است ، زیرا بسیار زیاد است. با این حال ، پس از مشکلاتی در عکاسی و کدگذاری مجدد ، مقیاس بندی را درست کردم.

مرحله 5: کد من

من از یکی از نمونه های کتابخانه Sparkfun استفاده کردم و یک دکمه و LED را نیز خودم اضافه کردم. این بسیار ساده بود زیرا نمونه هایی از همه چیز در این پروژه وجود دارد ، اما شما باید بیش از یک مورد را با هم ترکیب کنید

مرحله 6: نتیجه گیری و تجزیه و تحلیل داده ها

من این پروژه را یک موفقیت بزرگ می دانم. من تقریباً به همه اهدافم ، اگر نگویم ، به تمام اهدافم رسیدم. من توانستم داده های بسیار قابل استفاده زیادی بدست آورم. من در مورد برنامه نویسی ، سیم کشی ، قطعات الکترونیکی آردوینو ، ساخت یک سیستم ماژولار جمع و جور ، عملکرد G و راه اندازی بسیار آموختم. اکنون بیانیه من را از پاراگراف ابتدایی خود بپذیرید یا رد کنید و دلیل اینکه چرا این پروژه را شروع کردم. من می خواستم با نشان دادن این که نیازی به خرید کفش جدید در هر 500 کیلومتر ندارید ، اشتباه بودن شرکت ها را ثابت کنم. آیا کفش های جدید واقعاً میزان نیروهای G را که پاشنه و پای دونده در حین دویدن تجربه می کند ، کاهش می دهد؟ پاسخ بله است. من میزان نیروهای G را که پاشنه من در یک جفت کفش دویدن جدید ، کفش های قدیمی دویدن ، ون ها تجربه کرده بود مقایسه کردم ، و به عنوان یک کنترل ، من فقط جوراب می پوشیدم. متوجه شدم که در جوراب هایم تا هشت گرم تجربه کردم. این مقدار G مشابه وانت ها بود ، که می توان انتظار داشت. در کفش های قدیمی دو تا شش G را تجربه کردم. در دوندگان جدید ، بیش از چهار G را تجربه نکردم. همانطور که می بینیم ، دونده های جدید در کاهش نیروی ضربه بهترین بودند و ون ها بدترین (بدون در نظر گرفتن جوراب ها چون متغیر کنترل بود) بدترین ها بودند. من حدس می زنم با راه اندازی زیر بیست دلار من نمی توانم آنچه 2.5 میلیارد دلار که نایک در پنج سال گذشته صرف تحقیق و توسعه کرده است برای آنها ثابت کرده است را رد کنم. شاید دفعه بعد سی خرج کنم و ببینیم آن وقت چه می شود.