Le bon représentant : 16 étapes

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

« Est-ce que tu soulèves même Bro ? »

Pour les débutants en gym, apprendre à soulever peut être une tâche intimidante. Les exercices ne semblent pas naturels et chaque représentant se sent infructueux. Pour aggraver les choses, en plus de l'inconfort, les spectateurs regardent douloureusement votre mauvaise technique et vos bras maigres.

Si cette triste scène vous ressemble, alors le biocapteur Right Rep est fait pour vous ! Pour les débutants en salle de sport qui cherchent à obtenir des bras de gros garçon, le biocapteur Right Rep aide à s'assurer que vous obtenez le bon représentant à chaque fois. Ce biocapteur compte les répétitions de biceps et indique si vous travaillez assez fort et utilisez une gamme complète de mouvements. Avec Right Rep, vous apprendrez à bien représenter.

Étape 1: Matériaux et outils

Voici une liste des matériaux et outils pour ce projet:

Matériaux

1. Microprocesseur Arduino Uno (23,00 $)
2. Planche à pain demi-taille (paquet de 4 - 5,99 $)
3. Écran LCD 16 segments (paquet de 2 - 6,49 $)
4. Capteur EMG BITalino (27,00 $)
5. 1 x 3 plomb accessoire (21,47 $)
6. Câble de capteur (10,87 $)
7. 3 électrodes jetables pré-gélifiées 3M (paquet de 50 - 20,75 $)
8. 4 résistances 220 Ohm (paquet de 100 - 6,28 $)
9. 1 résistance 10K Ohm (paquet de 100 - 5,99 $)
10. 1 potentiomètre (paquet de 10 - 9,99 $)
11. Fils de connexion (paquet de 120 - 6,98 $, comprend M/F, M/M et F/F)
12. Pile 9V (paquet de 4 - 13,98 $)
13. 2 trombones (paquet de 100 - 2,90 $)
14. Mastic de montage Scotch (1,20 $)
15. Manchon portable (manchon de compression acheté ou vous pouvez couper une manche d'une vieille chemise)

Total: 162,89 $ (il s'agit simplement du total des prix ci-dessus. Le prix unitaire pour chaque composant devrait être beaucoup moins élevé)

Outils

Ordinateur avec des capacités de codage Arduino

Étape 2: Préparation et contexte

Avant de commencer à câbler votre circuit Right Rep, il est important de prendre le temps de vous renseigner sur les potentiels d'action et certains circuits de base. Les muscles squelettiques ont deux propriétés fondamentales, ils sont excitables et contractables. Sens excitable, ils répondent au stimulus et sens contractable, ils sont capables de produire une tension. Chaque fois que vous soulevez un poids, les fibres musculaires sont excitées en raison de petites tensions à travers le muscle appelées potentiels d'action. Le Right Rep surveille ces potentiels d'action à l'aide d'un capteur d'électromyogramme (EMG) pour s'assurer que vos muscles fonctionnent à pleine capacité. Vous trouverez plus d'informations sur les capteurs EMG ici.

Une expérience dans le câblage de circuits électriques devrait suffire à la portée de cet insoluble. Pour fabriquer le biocapteur Right Rep, vous devrez connecter quelques appareils au circuit. Les principaux appareils sont le microprocesseur Arduino Uno, l'écran à cristaux liquides (LCD) à 16 segments, le capteur EMG BITalino et le goniomètre maison.

Le microprocesseur Arduino Uno est un ordinateur qui fonctionne comme le "cerveau" du système. L'écran LCD utilise un affichage à 16 segments pour indiquer les répétitions. Le capteur EMG mesure les potentiels d'action comme indiqué ci-dessus. Enfin, le goniomètre fait maison utilise un potentiomètre rotatif pour mesurer une gamme complète de mouvements. Il le fait en mesurant la tension de sortie variable donnée par la résistance du potentiomètre changeant.

Une fois le système construit, il doit être doté d'un code. Ce projet utilise du code Arduino. Avant de commencer ce projet, vous devez vous familiariser avec la bibliothèque LCD et d'autres codes Arduno utiles trouvés ici. Le code que nous avons utilisé pour ce projet se trouve sur GitHub. Le code et être téléchargé et utilisé pour votre propre projet à tout moment.

Étape 3: Sécurité

Avertissement!

Le biocapteur Right Rep n'est pas un dispositif médical et ne doit pas être utilisé comme substitut d'une instrumentation médicale. Veuillez consulter votre médecin au sujet de l'exercice et de la levée de poids lourds avant d'utiliser le biocapteur Right Rep.

Right Rep est un appareil électrique qui a un potentiel de choc électrique. Par conséquent, pour garantir que le bon représentant est sûr pour tout le monde, les précautions de sécurité suivantes doivent être mises en œuvre.

Voici quelques conseils de sécurité électrique à suivre:

• L'alimentation doit être coupée lors de la modification des circuits.
• Ne pas modifier les circuits avec une peau mouillée ou cassée
• Gardez tous les fluides et autres matériaux conducteurs à l'écart du circuit
• N'utilisez pas d'appareils électriques pendant les orages ou dans d'autres cas où les surtensions ont un taux d'incidence plus élevé que la normale.
• Ce système utilise un capteur EMG et des électrodes. Veuillez vous assurer de suivre le bon placement des électrodes et les consignes de sécurité qui se trouvent ici.
• Connectez tous les composants à la terre. Cela garantit qu'il n'y a pas de courant de fuite qui peut provenir de l'appareil vers vous.

L'électricité est dangereuse, en suivant ces précautions de sécurité, assurez-vous que votre expérience infranchissable sera agréable et sans danger.

Étape 4: Trucs et astuces:

Les biocapteurs peuvent être des choses inconstantes, une seconde les choses fonctionnent, la seconde suivante, les choses échouent lamentablement. Voici quelques conseils et astuces pour que votre capteur Right Rep fonctionne correctement.

Dépannage:

• Si l'écran LCD compte les répétitions lorsque la contraction n'a pas lieu, assurez-vous que les électrodes sont solidement fixées au sujet à l'aide de ruban adhésif. Cela réduit les artefacts de mouvement indésirables. Si le premier ne fonctionne toujours pas, envisagez de modifier le seuil EMG dans le code Arduino.
• L'amplitude de mouvement varie entre chaque utilisateur. Cela peut faire qu'une répétition sur une gamme complète de mouvements ne soit pas comptée. Pour tenir compte de la variabilité, ajustez le seuil du goniomètre pour tenir compte de ce changement.
• LCD à assombrir ? Essayez d'augmenter la luminosité en changeant la résistance sur la broche "Vo". Ou testez cet exemple pour vous assurer qu'il fonctionne correctement.
• Si l'Arduino perd de la puissance, vérifiez si la batterie 9V est morte.
• Si tout le reste échoue, assurez-vous que tous les fils sont connectés correctement et solidement.

Des astuces:

• Il peut être facile de perdre la trace de l'emplacement des fils dans un circuit. Un conseil utile serait d'établir un schéma de couleurs et d'être cohérent tout au long de votre projet. Par exemple, utiliser un fil rouge pour la tension positive et utiliser un fil noir pour la terre.
• Le levage est pour votre santé personnelle, ne laissez pas les opinions des autres affecter votre entraînement !

Étape 5: Fabriquer un goniomètre fait maison

Pour fabriquer un goniomètre fait maison, vous devez acquérir du mastic de montage Scotch, un potentiomètre rotatif et 2 trombones.

Étape 6: Tout assembler

Pour créer le goniomètre, redressez deux trombones. Ensuite, enveloppez le cadran du potentiomètre avec du mastic de montage. En prenant l'un des trombones redressés, insérez-le dans le mastic de montage. Ce sera la jambe du goniomètre variable qui se déplace avec l'avant-bras. Pour la patte de référence, fixez un trombone à la base du potentiomètre en utilisant du mastic de montage. Cette jambe sera fixée parallèlement au biceps.

Étape 7: Commencer

Pour construire le circuit, commencez par câbler l'alimentation et la terre de l'Arduino Uno à la proto-carte.

Étape 8: Ajout d'EMG et de goniomètre

Câblez chacun à la fois l'EMG et le goniomètre à l'alimentation, à la terre et à une broche analogique. Pour le schéma ci-dessus, le petit capteur à gauche représente l'EMG et le potentiomètre représente le goniomètre. Notez dans quelle broche se trouve chaque capteur, nous avons l'EMG en A0 et le goniomètre en A1.

Étape 9: Ajout de sorties LED

Câblez deux LED à la terre et une broche numérique. Une LED indique quand une répétition est terminée et l'autre LED indique quand une série est terminée. Prenez note de la broche numérique dans laquelle se trouve chaque LED pour la partie de codage. Nous avons une LED allant à la broche 8 et l'autre à la broche 9. Chaque LED doit être câblée à la terre à l'aide d'une résistance de 220 Ohm.

Étape 10: Ajout d'une sortie d'affichage numérique

Pour ajouter l'affichage numérique, suivez attentivement le câblage fourni ci-dessus. Un diviseur de résistance traverse la troisième broche en partant de la gauche. Une résistance de 10K Ohm va de l'alimentation à cette broche et une résistance de 220Ohm va de la même broche à la terre.

Étape 11: Ajout d'un bouton

Placez un bouton sur le tableau photo comme indiqué sur l'image ci-dessus. Alimentez le bouton et mettez-le à la terre à l'aide d'une résistance de 220 Ohm. Exécutez la sortie du bouton dans une broche numérique (nous avons utilisé la broche 7).

Étape 12: mise en place du goniomètre et des attaches filaires

Une fois la construction du goniomètre terminée, vous êtes prêt à attacher le goniomètre au manchon de compression. Cela se fait en tissant les trombones redressés dans le manchon de compression. Pour la jambe variable du goniomètre, fixée au cadran du potentiomètre, tissez le trombone parallèlement à l'avant-bras. De même, pour la jambe de référence, reliée à la base du potentiomètre, tissez le trombone parallèlement au biceps.

Ensuite, pour connecter le goniomètre à votre circuit, utilisez 9 cavaliers femelles à mâles. Les deux côtés du potentiomètre sont connectés à l'alimentation et à la terre. Le côté simple du potentiomètre est connecté à l'entrée analogique A1.

Étape 13: Placement des électrodes EMG

Pour intégrer le capteur EMG BITalino à l'Arduino, la première étape consiste à placer correctement les électrodes. 3 électrodes seront nécessaires. Deux électrodes sont placées le long du ventre du muscle biceps et une est placée sur l'os du coude. Pour câbler ces électrodes au Bitalino, il y a des fils rouges, blancs et noirs. Le fil blanc est attaché à l'électrode sur le coude. Les fils rouge et noir sont attachés aux électrodes sur le ventre du muscle biceps. Remarque: le fil rouge est connecté plus haut sur le biceps et le fil noir est connecté plus bas sur le biceps. Enfin, pour connecter le capteur EMG à l'Arduino, connectez les fils rouge et noir à l'alimentation et à la terre. Le fil violet doit aller dans la broche analogique A0.

Étape 14: Codage du biocapteur Right Rep

Maintenant que le circuit est terminé, il est prêt pour le téléchargement du code. Le code ci-joint est le code complet utilisé pour mener à bien ce projet. L'image ci-dessus est un exemple de ce à quoi devrait ressembler le code une fois ouvert. Lorsque le code fonctionne correctement, les événements suivants se produisent:

1. Les signaux EMG et goniomètre sont lus à l'aide de la fonction analogRead().

2. À l'aide d'une instruction if(), le programme vérifie si les signaux EMG et goniomètre sont supérieurs à leurs seuils respectifs. Si les deux signaux sont supérieurs, une répétition est ajoutée à l'écran LCD et la LED verte s'allume pour indiquer qu'une répétition est terminée. Si l'un des signaux n'atteint pas son seuil, la LED s'éteint et aucune répétition n'est comptée.

3. Le signal envoie un point de données rapidement, il y a donc une ligne de code qui vérifie combien de temps s'est écoulé entre les répétitions. Si une demi-seconde s'est écoulée depuis la répétition précédente, elle comptera une nouvelle répétition tant que les seuils EMG et goniomètre sont atteints.

4. Ensuite, le code vérifie si le nombre de répétitions effectuées est supérieur ou égal au nombre de répétitions par série (nous fixons cette valeur à 10 répétitions par série). Si le nombre de répétitions est supérieur ou égal à cette valeur, la LED bleue s'allume pour indiquer que la série est terminée.

5. Enfin, le code vérifie si le bouton est enfoncé. Si le bouton est enfoncé, le nombre de répétitions est remis à 0 et l'écran LCD est mis à jour en conséquence.

Pour accéder à ce code dans GitHub, cliquez ICI !

Étape 15: SCHÉMA DE L'AIGLE DU REP DE DROITE

Voici un schéma d'aigle du même circuit construit dans les étapes ci-dessus. Tous les composants, à l'exception de l'écran LCD, sont simples à câbler. Rappel pour l'écran LCD: suivez attentivement les fils indiqués sur le schéma. Bien que les broches numériques auxquelles chaque fil se connecte ne soient pas fixes, nous vous recommandons d'utiliser la configuration que nous avons utilisée pour plus de simplicité. Si les broches ne correspondent pas au fil spécifié dans le code, le programme ne fonctionnera pas correctement. Vous devrez peut-être vérifier deux fois ou trois fois que tout est là où il devrait être.

Étape 16: AUTRES IDÉES

Une idée que nous avons pour faire avancer le logiciel est d'ajouter différentes phases à l'affichage. Ces phrases dépendraient des données entrant dans le programme. Par exemple, une fois que le nombre de répétitions est à une ou deux répétitions de la fin de la série, l'écran LCD peut indiquer « Presque terminé » ou « Plus que quelques-uns ! ». Un autre exemple pourrait être les messages dépendant du temps. Si dt n'atteint pas le temps minimum entre les répétitions, l'affichage pourrait indiquer "ralentir".

Une autre idée de logiciel pourrait être une fonction d'auto-étalonnage. Au lieu de devoir vérifier le moniteur série pour trouver un seuil approprié, le code pourrait le trouver pour vous. Le niveau de codage requis pour cela est tout simplement au-delà de nos connaissances actuelles, c'est pourquoi ce n'est qu'une idée supplémentaire.

Une mise à niveau du matériel pourrait consister à utiliser un potentiomètre pour l'écran LCD au lieu d'un diviseur de résistance. La broche par laquelle passe le diviseur de résistance contrôle la luminosité du texte à l'écran. L'utilisation d'un potentiomètre permettrait à l'utilisateur de baisser la luminosité avec un cadran plutôt que d'avoir un niveau de luminosité fixe.