แรงกระแทกที่ส้นเท้าและขาของนักวิ่งขณะวิ่ง: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

สำหรับโครงการของฉัน ฉันต้องการทดสอบปริมาณแรงที่ส้นเท้าและขาของนักวิ่งสัมผัส และหากรองเท้าวิ่งใหม่ช่วยลดแรงลงได้จริงหรือไม่ มาตรความเร่งคืออุปกรณ์ที่ตรวจจับการเร่งความเร็วในแกน X, Y และ Z ความเร่งวัดใน G-Forces โดย G-Force หนึ่งตัวเทียบเท่ากับการเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วงบนโลกที่ทุกสิ่งประสบอยู่ตลอดเวลา ฉันใช้มาตรความเร่งนี้เพื่อทดสอบปริมาณ G-Forces ที่ส้นเท้าและขาของฉันสัมผัสขณะวิ่ง และดูว่ามีความแตกต่างระหว่างรองเท้ารุ่นเก่าและรุ่นใหม่หรือไม่ มีความเข้าใจผิดทั่วไปมากมายเกี่ยวกับการต้องการรองเท้าวิ่งใหม่ หลายคนเชื่อว่า Nike โกหกคุณเมื่อบอกให้คุณซื้อรองเท้าใหม่ทุกๆ 500 กิโลเมตร บริษัทรองเท้าสำหรับวิ่งและร้านวิ่ง เช่น Poulsbo running (ร้านวิ่งในพื้นที่ของฉัน) จะบอกคุณว่าคุณจะทำร้ายตัวเองถ้าคุณไม่เปลี่ยนรองเท้าบ่อยๆ อย่างไรก็ตาม ฉันไม่แน่ใจว่าจริงทั้งหมดหรือไม่ ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจว่าจะทดสอบด้วยตัวเอง สาเหตุของอาการบาดเจ็บจากการวิ่งที่พวกเขาบอกว่าจะเกิดขึ้นหากคุณไม่มีรองเท้าใหม่ มาจากแรงที่ขาและส้นเท้าของคุณได้รับ พวกเขาบอกว่ารองเท้าใหม่ช่วยลดแรงได้ดีกว่ารองเท้าเก่า แต่ฉันไม่เชื่อว่านั่นเป็นเรื่องจริง โครงการนี้จะเป็นประโยชน์กับผู้คนจำนวนมากโดยเฉพาะผู้ที่มีแนวโน้มที่จะได้รับบาดเจ็บที่เกี่ยวข้องกับการวิ่งและผู้ที่ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพวกเขา โครงการของฉันจะตัดสินว่าบริษัทเหล่านี้กำลังพูดความจริง หรือว่าพวกเขาแค่พยายามจะหลอกล่อคุณเพื่อหลอกล่อเบนจามินอีกสองสามคน

เสบียง

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 มาตรความเร่ง

1x เขียงหั่นขนม

1x สายจัมเปอร์หลายสาย

1x ปุ่ม

1x LED

ตัวต้านทาน 2x 10k

ตัวต้านทาน 2x 30k

6x สายไฟประมาณความยาวของขานักวิ่ง

แล็ปท็อป 1x ที่รัน Arduino IDE. ได้

ส่วนประกอบเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับบิลด์รอง:

หน้าจอ LCD 1x

1x โพเทนชิออมิเตอร์

1x สายจัมเปอร์อีกมากมาย

ขั้นตอนที่ 1: การสร้างเริ่มต้นของฉัน

การสร้างครั้งแรกของฉันเป็นการพิสูจน์แนวคิด ฉันต้องการให้แน่ใจว่าโครงการนี้เป็นไปได้ก่อนที่จะเริ่มลงทุนเวลาและเงินไปกับมัน ฉันใช้มาตรความเร่ง, Arduino, สายจัมเปอร์สี่เส้น และแล็ปท็อปที่ใช้รหัส การพิสูจน์แนวคิดนี้สำคัญมากเพราะฉันได้เรียนรู้บทเรียนที่มีค่าเกี่ยวกับโค้ด ที่สำคัญที่สุดคือ ฉันได้เรียนรู้ว่าโครงการนี้เป็นไปได้

ขั้นตอนที่ 2: บิลด์รอง

ก่อนอื่น ฉันต้องการจะบอกว่าบิลด์นี้ไม่จำเป็นสำหรับบิลด์ขั้นสุดท้าย และจำเป็นต้องมีส่วนประกอบพิเศษบางอย่าง ดังนั้นขั้นตอนนี้จึงเป็นทางเลือกโดยสมบูรณ์ ฉันเพิ่มจอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) เพื่อให้สามารถให้ค่าแรง G บนคอมพิวเตอร์ที่ไม่มี Arduino IDE ก่อนบิลด์นี้ ฉันจำเป็นต้องมี Arduino IDE และโค้ดเพื่อให้สามารถรับข้อมูลเอาต์พุตจากมาตรความเร่งได้ ด้วยโครงสร้างใหม่นี้ ฉันสามารถเรียกใช้ Arduino จากแหล่งพลังงานใดก็ได้ ไม่จำเป็นต้องเป็นคอมพิวเตอร์ด้วยซ้ำ ฉันยังเพิ่มโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อปรับแสงพื้นหลังบน LCD ได้ สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ถ้าฉันใช้ภายนอกและแสงแดดส่องบนหน้าจอ เราทุกคนเคยอยู่ในสถานการณ์ที่คุณกำลังพยายามใช้สมาร์ทโฟนนอกบ้าน แต่แสงจากดวงอาทิตย์ทำให้มองเห็นหน้าจอได้ยาก ดังนั้นคุณจึงพยายามปิดกั้นดวงอาทิตย์ด้วยมือหรือหันหลังให้ดวงอาทิตย์เพื่อพยายามปิดกั้น อีกวิธีหนึ่งในการแก้ไขปัญหาทั่วไปนี้คือการเพิ่มความสว่างหน้าจอ และนั่นคือสิ่งที่โพเทนชิออมิเตอร์มีไว้ ฉันไม่สามารถดูข้อมูลเอาต์พุตได้ดีนัก แต่ฉันสามารถปรับไฟแบ็คไลท์เพื่อให้มองเห็นได้อย่างสมบูรณ์ การปรับแสงพื้นหลังอาจมีประโยชน์ในกรณีอื่นๆ เช่นกัน

ขั้นตอนที่ 3: การสร้างที่สามและขั้นสุดท้าย

สำหรับบิลด์ที่สามและครั้งสุดท้ายของฉัน ฉันได้รวมคุณลักษณะที่ดีที่สุดของบิลด์ก่อนหน้าทั้งหมดของฉันไว้ในบอร์ดเดียว ฉันลงเอยด้วยโมดูลที่ประณีตและกะทัดรัด และสายไฟที่ยาวสามารถวิ่งลงมาที่ขาของฉันโดยไม่ขัดขวางรูปร่างของฉัน ฉันเพิ่มปุ่มเพื่อให้สามารถเริ่มและหยุดการรวบรวมข้อมูลได้ตลอดเวลา สิ่งนี้สำคัญมากในการรับข้อมูลที่ดี เพราะฉันสามารถเริ่มรวบรวมได้ทันทีที่เริ่มวิ่ง และทันทีที่ฉันหยุด ดังนั้นข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมได้เกี่ยวข้องกับการทดลองจริง ฉันยังเพิ่ม LED เพื่อให้รู้ว่าการรวบรวมข้อมูลเปิดอยู่หรือเมื่อปิด งานสร้างขั้นสุดท้ายนี้ประสบความสำเร็จอย่างยิ่งใหญ่ และนั่นคือสิ่งที่ฉันหวังไว้จริงๆ

ขั้นตอนที่ 4: การแก้ไขปัญหาและปัญหาบางอย่างที่ฉันมีระหว่างทาง

ฉันมีปัญหามากมายกับโครงการ สำหรับมาตรความเร่งตัวแรกของฉัน มันยากมากที่จะทำให้การเดินสาย การเข้ารหัส การออกแบบ และข้อมูลถูกต้อง การออกแบบนั้นยากมากเพราะฉันมีข้อจำกัดมากมาย เช่น หนักแค่ไหน หรือใหญ่แค่ไหน ฉันต้องสามารถเรียกใช้ได้ และต้องการให้สามารถเรียกใช้แบบฟอร์มการทำงานปกติที่ใกล้เคียงที่สุดเพื่อให้การทดสอบนี้แม่นยำ การเข้ารหัสนั้นยากมากและต้องใช้การแก้ไขปัญหาอย่างมาก ฉันมีปัญหาในการอ่านค่า G ในปริมาณที่เหมาะสมจากมาตรความเร่งของฉัน mma8452q (มาตรความเร่งของฉัน) ปิดที่แปด G บางครั้งเมื่อฉันแทบจะไม่แตะเท้าของฉันกับพื้นก็จะอ่านแปด G และนั่นก็ไม่ถูกต้องเพราะมันสูงเกินไป หลังจากแก้ไขปัญหาและเขียนโค้ดใหม่แล้ว ฉันก็สามารถปรับสเกลให้ถูกต้องได้

ขั้นตอนที่ 5: รหัสของฉัน

ฉันใช้หนึ่งในตัวอย่างจากห้องสมุด Sparkfun และฉันยังเพิ่มปุ่มและ LED ด้วยตัวเอง มันค่อนข้างง่ายเนื่องจากมีตัวอย่างทุกอย่างในโปรเจ็กต์นี้ อย่างไรก็ตาม คุณต้องรวมมากกว่าหนึ่งรายการเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุปและการวิเคราะห์ข้อมูล

ฉันเห็นโครงการนี้เป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ ฉันบรรลุเป้าหมายเกือบทั้งหมด หรือไม่ก็ทั้งหมด ฉันสามารถรับข้อมูลที่มีประโยชน์มากมากมาย ฉันเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับการเข้ารหัส การเดินสาย ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของ Arduino การสร้างระบบโมดูลาร์ขนาดกะทัดรัด แรง G และการวิ่ง ตอนนี้เพื่อยอมรับหรือปฏิเสธคำแถลงของฉันจากย่อหน้าเริ่มต้นของฉันและเหตุผลทั้งหมดที่ฉันเริ่มโครงการนี้ ฉันต้องการพิสูจน์ว่าบริษัทผิดโดยแสดงให้เห็นว่าคุณไม่จำเป็นต้องซื้อรองเท้าใหม่ทุกๆ 500 กิโลเมตร รองเท้าใหม่ช่วยลดปริมาณแรง G ที่ส้นเท้าและขาของนักวิ่งประสบขณะวิ่งได้จริงหรือ คำตอบคือใช่ ฉันเปรียบเทียบปริมาณแรง G ที่ส้นเท้าของฉันพบในรองเท้าวิ่งคู่ใหม่ รองเท้าวิ่งเก่า รถตู้ และในฐานะผู้ควบคุม ฉันแค่สวมถุงเท้า ฉันพบว่าถุงเท้าของฉันมี G's มากถึงแปดตัว นี่เป็นจำนวนเท่ากับของ G's กับรถตู้ซึ่งคาดว่าจะเป็น ในรองเท้าวิ่งรุ่นเก่า ฉันมี G's มากถึงหกตัว ในนักวิ่งใหม่ ฉันมีประสบการณ์ไม่เกินสี่จี ดังที่เราเห็น นักวิ่งใหม่ลดแรงกระแทกได้ดีที่สุด และรถตู้นั้นแย่ที่สุด (ไม่นับถุงเท้าเพราะเป็นตัวแปรควบคุม) ฉันเดาว่าด้วยการตั้งค่าที่ต่ำกว่า 20 ดอลลาร์ของฉัน ฉันไม่สามารถหักล้างว่าเงิน 2.5 พันล้านดอลลาร์ที่ Nike ใช้ไปในช่วงห้าปีที่ผ่านมาในการวิจัยและพัฒนาได้พิสูจน์แล้วสำหรับพวกเขา บางทีฉันอาจจะใช้เวลาสามสิบครั้งในครั้งต่อไปและเราจะได้เห็นสิ่งที่เกิดขึ้นแล้ว