Attelle d'entraînement pour le dos : 18 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Avez-vous déjà l'impression que vous ne pouvez pas arrêter de vous faire mal au dos lorsque vous vous entraînez? Vous poussez-vous toujours trop loin et souffrez-vous à cause de cela ? Si c'est le cas, l'attelle d'entraînement « Got Your Back » est faite pour vous !

En tant qu'athlètes du secondaire et du collégial, l'entraînement en force est devenu une partie intégrante de notre vie. Nos activités athlétiques nous ont appris à nous entraîner au mieux de nos capacités et nous avons repris cela dans l'athlétisme de la NCAA. Maintenant que nos carrières de basket-ball universitaire sont terminées et que, étonnamment, nous n'avons aucune perspective de franchir la prochaine étape pour jouer dans la NBA à partir de la division III, nous restons toujours en forme grâce à l'haltérophilie. Après toutes ces années, nous savons que les blessures au bas du dos ne sont pas nouvelles dans la salle de musculation, et nous en avons tous les deux eu notre part. Ces blessures sont plus fréquentes chez les personnes qui compromettent la forme et engagent les mauvais muscles pendant qu'elles soulèvent. C'est pourquoi nous avons conçu l'orthèse d'entraînement « Got Your Back » qui vous alerte lorsque votre forme est compromise en détectant des signaux musculaires dans le bas du dos.

Cet appareil est une orthèse dorsale de soutien avec des capteurs d'électromyographie (EMG) intégrés idéalement situés sur les muscles érecteurs de la colonne vertébrale du bas du dos qui détectent et suivent l'activité musculaire dans la région et alertent l'utilisateur lorsque les muscles du bas du dos sont surmenés pendant l'haltérophilie.

Cette instructable montre comment nous avons construit le corset de formation « Got Your Back » dès l'obtention du diplôme des seniors en génie biomédical du Messiah College.

Étape 1: Matériaux et outils

Afin de construire un corset d'entraînement « Got Your Back », vous aurez besoin de:

• 2 capteurs EMG BITalino (27 $ chacun)
• 2 fils BITalino à 3 électrodes - des fils à électrode simple ou double peuvent également être utilisés (24,25 $ chacun)
• 1 Arduino Uno (23,00 $)
• 1 planche à pain demi-taille (5,00 $)
• 1 fils de cavalier de planche à pain (3,95 $)
• 1 batterie pour alimenter l'électronique (3,95 $)
• 1 piezoBuzzer Arduino (0,95 $)
• 1 orthèse dorsale de soutien (10,95 $)
• 1 module de carte SD compatible Arduino pour l'enregistrement des données (2,13 $)
• aiguille et fil ou ruban adhésif double face (recommandé)
• Logiciel Arduino (0 $)
• Motivation (0 $)

Coût total estimé (152,43 $)

Étape 2: Préparation

• Des connaissances de base en lecture de schémas de circuits seront utiles.

  • Les instructions doivent être suffisamment claires pour guider les amateurs
  • Voir la liste des matériaux et outils
• Le but de cette attelle est de prévenir les blessures au groupe musculaire érecteur du rachis. Ces muscles, en particulier dans le bas du dos, peuvent être facilement blessés pendant l'exercice. Une connaissance de base de ces muscles peut aider à localiser les muscles et à modifier la conception en fonction de leurs besoins spécifiques. Ces muscles sont responsables du redressement du dos et peuvent être associés à des douleurs lombaires. Pour plus d'informations, voir
• L'électromyographie, ou EMG, peut être utilisée pour détecter les signaux électriques qui provoquent la contraction des muscles. C'est ce qui sera utilisé pour détecter la contraction des muscles du bas du dos. Pour plus d'informations sur l'EMG, voir Électromyographie (Mayo Clinic).
• Avoir le programme Arduino téléchargé

• Accédez à GitHub pour le code de l'appareil ici.

  GitHub est une plateforme de développement logiciel qui permet plusieurs fonctionnalités collaboratives pour le développement de projets. En savoir plus sur GitHub ici

Étape 3: Sécurité

• Gardez la carte Arduino hors tension pendant le câblage des circuits.
• Gardez les aliments et les liquides à l'écart.
• Ceci n'est PAS un dispositif médical et ne doit pas être utilisé comme outil de diagnostic médical.

• Ne comptez pas sur le Got Your Back Brace pour la seule protection de votre dos. Si vous avez des problèmes de dos, je vous recommande de consulter un entraîneur agréé pour la modification de l'exercice afin de protéger votre dos.

  Bien que cette attelle vous avertisse lors de la flexion du bas du dos dans l'espoir de prévenir les blessures, il appartient à l'utilisateur de s'entraîner de manière responsable et dans ses propres limites physiques

Étape 4: Trucs et astuces

• Assurez-vous que l'EMG BITalino est connecté avec le côté avec le cercle à l'Arduino.

• Assurez-vous que vous avez téléchargé les bibliothèques SD et SPI dans Arduino.

  Vérifiez en allant dans "Esquisse" > "Inclure les bibliothèques" et regardez la liste déroulante

• Gardez l'attelle serrée sur le bas du dos.
• Câblez le circuit exactement comme indiqué dans le schéma de circuit afin que vous n'ayez pas besoin de modifier les numéros de broche dans le code.
• Si vous rencontrez des problèmes avec le code, commentez les sections et testez-les séparément.
• N'importe quel corset fera l'affaire. Si vous n'avez pas de corset dorsal, vous pouvez utiliser un t-shirt ajusté.
• Ajout d'un filtrage dans le code en définissant un seuil pour supprimer un signal anormalement élevé qui peut ne pas être dû à une contraction musculaire.
• Codez les fils de couleur si possible, ce qui facilite le suivi des connexions dans le circuit.

Étape 5: commencez à construire

Il est temps de commencer à construire votre appareil orthopédique « Got Your Back » !

Étape 6: Schéma de circuit

Ce schéma EAGLE montre les connexions suivantes qui doivent être faites:

• L'adaptateur microSD est connecté à 4 broches numériques comme spécifié, 5V et GND.
• Le buzzer est également connecté à 1 broche numérique et connecté à GND. L'utilisation d'une résistance est facultative.
• Les 2 capteurs EMG sont tous deux connectés à 5V, GND et à des broches analogiques séparées sur l'Arduino.
• Le potentiomètre se connecte à une autre broche analogique.

Étape 7: Construisez votre circuit

Utilisez le schéma de Fritzing ci-dessus et celui de la page précédente pour construire votre circuit. Les broches de sortie pour les puces EMG, le potentiomètre, le Piezo Buzzer et la broche CS du module adaptateur de carte microSD peuvent être modifiées si vous modifiez le code en conséquence. Cependant, les autres broches du module adaptateur de carte microSD doivent se connecter aux broches indiquées ci-dessus et sur le schéma EAGLE. Le Piezo Buzzer peut être placé dans n'importe quelle zone vide sur le circuit imprimé.

Étape 8: Identifier le placement de l'électrode

En utilisant votre connaissance du groupe musculaire érecteur du rachis acquise plus tôt, placez une électrode près de l'insertion du muscle et une à quelques centimètres au-dessus de chaque côté. De plus, placez une électrode sur une région osseuse telle que la hanche de chaque côté. Nous recommandons le placement des électrodes comme indiqué ci-dessus. Les électrodes sont espacées d'environ deux ou trois pouces et symétriques au centre du dos, directement sur les muscles érecteurs du rachis. En plus de ceux-ci, un jeu d'électrodes se trouve sur les régions osseuses gauche et droite des hanches.

Étape 9: Identifiez où placer les électrodes sur l'orthèse dorsale

Il est maintenant temps de déterminer où sur votre corset dorsal vous devez attacher vos électrodes. Cela peut être fait en portant l'attelle dorsale sur les électrodes attachées de l'étape précédente et en marquant l'attelle à l'endroit où elles entrent en contact avec les électrodes. Vous pouvez ensuite retirer les électrodes de votre dos et de vos hanches et les placer sur vos marques sur l'attelle dorsale. Ils devraient ressembler à celui ci-dessus.

Étape 10: Fixez les électrodes aux câbles d'électrodes BITalino et au renfort arrière

Avant de fixer les électrodes au corset, elles doivent être connectées aux câbles d'électrodes BITalino. Boutonnez simplement les électrodes sur les câbles et repositionnez-les sur les repères de l'attelle dorsale. Les câbles rouges doivent aller aux électrodes supérieures tandis que les câbles noirs doivent se fixer aux électrodes inférieures. Les câbles blancs doivent être attachés aux électrodes de la hanche. Une fois en place, collez les électrodes avec du ruban adhésif double face ou cousez-les en place.

Étape 11: Mettez l'attelle dorsale

Vous êtes maintenant prêt à mettre l'attelle dorsale comme vous le feriez normalement. Les câbles EMG doivent sortir du bas de l'attelle des deux côtés pour un accès facile.

Étape 12: Fixez les fils EMG au circuit imprimé

Cliquez simplement sur les câbles de vos puces EMG attachées à votre circuit.

Étape 13: Allumez la batterie pour commencer

Lorsque vous êtes prêt à commencer, allumez la batterie. Le buzzer vous avertira lorsque vous utilisez trop le bas du dos et enregistrera vos données sur une carte microSD. Gardez la batterie hors tension lorsqu'elle n'est pas utilisée.

Étape 14: Ajustez le potentiomètre pour vous alerter lors de la flexion de l'érecteur épineux

Un potentiomètre est un diviseur de tension qui vous permet de faire varier le signal de tension de la broche de sortie (que vous avez connectée à la broche A1). En tournant le potentiomètre, vous modifiez cette tension et donc le seuil. Utilisez le potentiomètre pour régler le seuil auquel le buzzer retentit. Testez-le en vous assurant que le buzzer ne retentit que lorsque vous fléchissez le bas du dos.

Étape 15: Échauffez-vous

L'échauffement est la chose la plus importante à faire pour éviter les blessures pendant l'exercice !

Étape 16: Commencez l'exercice

Allumez la batterie avant chaque étape, entraînez-vous normalement et écoutez le buzzer. Si le buzzer retentit, cela signifie que vous travaillez trop fort le bas du dos et que vous devez apporter quelques ajustements à votre poids ou à vos répétitions.

Étape 17: Affichage de vos données

Après l'entraînement, vous pouvez facilement consulter vos données. Retirez simplement la carte microSD de votre circuit et insérez-la dans votre ordinateur. Naviguez dans l'explorateur de fichiers de votre ordinateur pour accéder à votre carte SD et ouvrez le fichier "Datalog". De là, vous pouvez facilement copier vos données dans Microsoft Excel pour une analyse facile. Pour créer un graphique comme celui ci-dessus, mettez simplement en surbrillance chaque colonne et insérez un nuage de points.

Étape 18: Autres idées

En tant qu'ajout futur possible, la conception pourrait inclure un module Bluetooth lui permettant de se connecter au téléphone portable de l'utilisateur où la collecte de données est stockée.

Pour réduire le coût et le temps de construction, on pourrait sacrifier la possibilité de visualiser les données en supprimant l'aspect carte microSD de l'appareil. Le code devrait être modifié en conséquence, mais cela permettrait d'économiser du temps, de l'argent et de l'espace sur le tableau.

Un filtre RC peut être ajouté en série avec l'EMG comme avant de se connecter à la broche analogique pour filtrer le signal et aider à la réduction du bruit.