כוח השפעה על עקב ורגל של רץ בזמן הריצה: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

לפרויקט שלי רציתי לבדוק את כמות הכוח שאליה נחשפת עקב ורגל של רץ, ואם באמת נעלי ריצה חדשות אכן מפחיתות את הכוח. מד תאוצה הוא מכשיר המזהה תאוצה בצירים X, Y ו- Z. האצה נמדדת בכוחות G, כוח G אחד מקביל להאצת הכבידה עלי אדמות שכל הדברים חווים בכל עת. אני משתמש במד תאוצה זה כדי לבדוק את כמות ה- G-Forces שהעקב והרגל שלי חווים בזמן הריצה, ואם יש הבדל בין נעליים חדשות יותר לישנות יותר. יש הרבה תפיסות מוטעות נפוצות בנוגע להזדקקות לנעלי ריצה חדשות. הרבה אנשים מאמינים שנייקר משקרת לך כשהם אומרים לך לקנות נעליים חדשות כל 500 קילומטרים. חברות נעלי ריצה וחנויות מבוססות, כמו ריצה של פולסבו (חנות הריצה המקומית שלי) למשל, יגידו לך שתפגע בעצמך אם לא תחליף את הנעליים שלך לעתים קרובות. עם זאת אני לא בטוח אם זה נכון לחלוטין, ולכן החלטתי שאבדוק את זה בעצמי. הגורם לפציעות הריצה האלה שהם אומרים לך שתקבל אם אין לך נעליים חדשות, נגזר מכוח העוצמה שהרגל והעקב שלך חוות. הם אומרים שנעליים חדשות מפחיתות את הכוח טוב יותר מנעליים ישנות, אבל אני לא משוכנע שזה נכון. פרויקט זה יעזור להרבה אנשים, במיוחד לאלה המועדים לפציעות הקשורות לריצה, ולאלו שירצו לדעת עליהם יותר. הפרויקט שלי יקבע אם החברות האלה אומרות את האמת, או שמא הן רק מנסות לגרום לך להפגיז זוג בנימין אחר.

אספקה

1x Arduino uno

1x תאוצה Sparkfun adxl377

1x לוח לחם

1x חוטי מגשר רבים

כפתור 1x

1x LED

נגדים 2x10k

נגדים 2x30k

6x חוטים שאורכם בערך של רגל הרץ

1x מחשב נייד שיכול להריץ את Arduino IDE

דרושים רכיבים נוספים לבנייה המשנית:

1x מסך LCD

1x פוטנציומטר

1x חוטי מגשר רבים נוספים

שלב 1: הבניה הראשונית שלי

המבנה הראשוני שלי היה הוכחה לרעיון. רציתי לוודא שהפרויקט הזה אפשרי לפני שהתחלתי להשקיע בו זמן וכסף. השתמשתי במד תאוצה, ארדואינו, ארבעה חוטי מגשר והמחשב הנייד שהריץ את הקוד. הוכחת המושג הזו הייתה חשובה מאוד מכיוון שלמדתי כמה לקחים יקרי ערך ביחס לקוד. והכי חשוב, למדתי שהפרויקט הזה אפשרי.

שלב 2: בנייה משנית

בראש ובראשונה אני רוצה לומר שהבנייה הזו לא הייתה הכרחית לבנייה הסופית, והיא אכן דורשת כמה רכיבים נוספים, ולכן שלב זה הוא אופציונלי לחלוטין. הוספתי על תצוגת קריסטל נוזלי (LCD) כך שהיא תוכל לתת לי את ערכי כוח G במחשב ללא ה- Arduino IDE. לפני הבנייה הזו הייתי צריך את ה- Arduino IDE ואת הקוד כדי לקבל את נתוני הפלט ממד התאוצה. עם הבנייה החדשה הזו אני יכול להריץ את הארדואינו מכל מקור כוח, זה אפילו לא חייב להיות מחשב. הוספתי גם פוטנציומטר כדי שאוכל להתאים את התאורה האחורית על ה- LCD. זה יכול להיות שימושי אם הייתי משתמש בו בחוץ והשמש זורחת על המסך. כולנו היינו במצב שאתה מנסה להשתמש בסמארטפון שלך בחוץ אבל האור מהשמש מקשה על הצפייה במסך. אז אתה מנסה לחסום את השמש ביד, או שאתה מסובב את הגב לשמש כדי לנסות ולחסום אותה. דרך נוספת לתקן את הבעיה הנפוצה הזו היא להגביר את בהירות המסך שלך, ולשם כך בדיוק יש פוטנציומטר. לא יכולתי לראות את נתוני הפלט בצורה טובה במיוחד, אבל יכולתי להתאים את התאורה האחורית כך שאוכל לראות אותם בצורה מושלמת. התאמת התאורה האחורית יכולה להועיל גם במקרים אחרים.

שלב 3: בנייה שלישית ואחרונה

לבנייה השלישית והאחרונה שלי שילבתי את כל התכונות הטובות ביותר של כל המבנים הקודמים שלי ללוח אחד. בסופו של דבר קיבלתי מודול מעודן וקומפקטי מאוד, והחוטים הארוכים הצליחו לרוץ ברגליי מבלי לעכב את צורתי. הוספתי כפתור כדי שאוכל להתחיל ולעצור את איסוף הנתונים שלי בכל זמן נתון. זה היה מאוד קריטי לקבלת נתונים טובים כיוון שאוכל להתחיל לאסוף ברגע שהתחלתי לרוץ, וברגע שהפסקתי. לכן כל הנתונים שנאספו נוגעים לניסוי בפועל. הוספתי גם נורית LED כדי שאדע מתי איסוף הנתונים מופעל או מתי הוא כבוי. הבנייה הסופית הזו בסופו של דבר הייתה הצלחה גדולה, וזה היה בדיוק מה שקיוויתי לו.

שלב 4: פתרון בעיות, וכמה בעיות שהיו לי בדרך

היו לי הרבה בעיות בפרויקט. לאחד מד התאוצה הראשון שלי היה מאוד קשה לתקן את החיווט, הקידוד, העיצוב והנתונים. העיצוב היה מאוד קשה כי יש לי הרבה מעצורים, למשל כמה הוא כבד, או כמה הוא גדול. אני צריך להיות מסוגל לרוץ, ואני רוצה להיות מסוגל לרוץ הכי קרוב לטופס הריצה הרגיל שלי כדי שהניסוי הזה יהיה מדויק. גם הקידוד היה קשה מאוד ודרש הרבה בעיות צילום. התקשיתי לקרוא כמות נאותה של G ממד התאוצה שלי. ה- mma8452q (מד התאוצה שלי) מסתיים בשמונה G. לפעמים כשהייתי בקושי נוגע בכף הרגל שלי לרצפה היא הייתה קוראת שמונה G וזה פשוט לא נכון, מכיוון שהיא גבוהה מדי. לאחר כמה בעיות בצילום וקידוד מחדש, הצלחתי לתקן את הסולם.

שלב 5: הקוד שלי

השתמשתי באחת הדוגמאות מספריית Sparkfun, והוספתי גם כפתור, והדלקתי בעצמי. זה היה די פשוט מכיוון שיש דוגמאות לכל דבר בפרויקט זה, אולם אתה צריך לשלב יותר מאחד יחד

שלב 6: סיכום וניתוח נתונים

אני רואה בפרויקט הזה הצלחה גדולה. השגתי כמעט את כל המטרות שלי, אם לא את כולן. הצלחתי לקבל הרבה נתונים שמיש מאוד. למדתי הרבה על קידוד, חיווט, הרכיבים האלקטרוניים של Arduino, בניית מערכת מודולרית קומפקטית, כוח G והרצה. עכשיו לקבל או לדחות את ההצהרה שלי מפסקת הפתיחה שלי, ואת כל הסיבה שבגללה התחלתי את הפרויקט הזה. רציתי להוכיח שהחברות טועות בכך שהראיתי שאתה לא צריך לקנות נעליים חדשות כל 500 קילומטרים. האם באמת נעליים חדשות מפחיתות את כמות כוחות ה- G שעקב ורגל של רץ חווה בזמן הריצה? התשובה היא כן. השוויתי את כמות כוחות ה- G שעקבי חוותה בזוג נעלי ריצה חדשות, נעלי ריצה ישנות, טנדרים, וכבקרה, אני פשוט לובש גרביים. גיליתי שבגרביים שלי חוויתי עד שמונה G. זו הייתה אותה כמות G של הטנדרים, וזה צפוי. בנעלי הריצה הישנות חוויתי עד שישה ג'י. ברצים החדשים חוויתי לא יותר מארבעה G. כפי שאנו יכולים לראות, הרצים החדשים היו הטובים ביותר בהפחתת כוח ההשפעה, והטנדרים היו הגרועים ביותר (בלי לספור את הגרביים מכיוון שזה היה משתנה השליטה). אני מניח שעם ההתקנה שלי מתחת לעשרים דולר, אני לא יכול להפריך מה הוכיחו להם 2.5 מיליארד הדולרים שהוציאה נייקי בחמש השנים האחרונות על מחקר ופיתוח. אולי אבזבז שלושים בפעם הבאה ונראה מה יקרה אז.