Force d'impact sur le talon et la jambe d'un coureur pendant la course : 6 étapes

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

Pour mon projet, je voulais tester la quantité de force à laquelle le talon et la jambe d'un coureur sont exposés, et si de nouvelles chaussures de course réduisent vraiment la force. Un accéléromètre est un appareil qui détecte l'accélération sur les axes X, Y et Z. L'accélération est mesurée en G-Forces, une G-Force est équivalente à l'accélération de la gravité sur terre que toutes les choses subissent à tout moment. J'utilise cet accéléromètre pour tester la quantité de G-Forces que mon talon et ma jambe subissent pendant la course, et s'il y a une différence entre les chaussures plus récentes et plus anciennes. Il existe de nombreuses idées fausses sur le besoin de nouvelles chaussures de course. Beaucoup de gens pensent que Nike vous ment quand ils vous disent d'acheter de nouvelles chaussures tous les 500 kilomètres. Les entreprises de chaussures de course et les magasins de course à pied, comme Poulsbo running (mon magasin de course local) par exemple, vous diront que vous vous blesserez si vous ne remplacez pas souvent vos chaussures. Cependant, je ne suis pas sûr que ce soit tout à fait vrai, et j'ai donc décidé de le tester moi-même. La cause de ces blessures de course qu'ils disent que vous obtiendrez si vous n'avez pas de nouvelles chaussures, est dérivée de la quantité de force que votre jambe et votre talon subissent. On dit que les nouvelles chaussures réduisent mieux la force que les vieilles chaussures, mais je ne suis pas convaincu que ce soit vrai. Ce projet sera utile à de nombreuses personnes, en particulier à celles qui sont sujettes aux blessures liées à la course à pied et à celles qui souhaitent en savoir plus à leur sujet. Mon projet déterminera si ces entreprises disent la vérité ou si elles essaient simplement de vous faire débourser un autre couple de Benjamins.

Fournitures

1x Arduino uno

1x accéléromètre Sparkfun adxl377

1x planche à pain

1x nombreux fils de connexion

1x bouton

1x LED

2x 10k résistances

2x résistances 30k

6x fils qui sont approximativement la longueur de la jambe du coureur

1x ordinateur portable pouvant exécuter l'IDE Arduino

Composants supplémentaires nécessaires pour la construction secondaire:

1x écran LCD

1x potentiomètre

1x beaucoup plus de cavaliers

Étape 1: Ma version initiale

Ma construction initiale était une preuve de concept. Je voulais m'assurer que ce projet était possible avant de commencer à y investir du temps et de l'argent. J'ai utilisé un accéléromètre, Arduino, quatre fils de liaison et mon ordinateur portable qui exécutait le code. Cette preuve de concept était très importante car j'ai appris de précieuses leçons en ce qui concerne le code. Mais surtout, j'ai appris que ce projet était possible.

Étape 2: Construction secondaire

Tout d'abord, je tiens à dire que cette version n'était pas nécessaire pour la version finale et qu'elle nécessite des composants supplémentaires. Cette étape est donc totalement facultative. J'ai ajouté un écran à cristaux liquides (LCD) pour qu'il puisse me donner les valeurs de force G sur un ordinateur sans l'IDE Arduino. avant cette construction, j'avais besoin de l'IDE Arduino et du code pour pouvoir recevoir les données de sortie de l'accéléromètre. Avec cette nouvelle version, je peux exécuter l'Arduino à partir de n'importe quelle source d'alimentation, il n'est même pas nécessaire que ce soit un ordinateur. J'ai également ajouté un potentiomètre pour pouvoir régler le rétroéclairage de l'écran LCD. Cela pourrait s'avérer utile si je devais l'utiliser à l'extérieur et que le soleil brillait sur l'écran. Nous avons tous été dans la situation où vous essayez d'utiliser votre smartphone à l'extérieur, mais la lumière du soleil rend difficile de voir l'écran. Alors vous essayez de bloquer le soleil avec votre main, ou vous tournez le dos au soleil pour essayer de le bloquer. Une autre façon de résoudre ce problème courant consiste à augmenter la luminosité de votre écran, et c'est exactement à cela que sert le potentiomètre. Je ne pourrais pas très bien voir les données de sortie, mais je pourrais ajuster le rétroéclairage pour que je puisse le voir parfaitement. Le réglage du rétroéclairage peut également être utile dans d'autres cas.

Étape 3: Troisième et dernière construction

Pour ma troisième et dernière version, j'ai combiné tous les meilleurs attributs de toutes mes versions précédentes en une seule planche. Je me suis retrouvé avec un module très raffiné et compact, et les longs fils pouvaient descendre le long de ma jambe sans gêner ma forme. J'ai ajouté un bouton pour pouvoir démarrer et arrêter ma collecte de données à tout moment. C'était très crucial pour obtenir de bonnes données car je pouvais commencer à collecter dès que je commençais à courir et dès que j'arrêterais. Par conséquent, toutes les données recueillies concernaient l'expérience proprement dite. J'ai également ajouté une LED pour que je sache quand la collecte de données était activée ou quand elle était désactivée. Cette version finale a fini par être un grand succès, et c'était exactement ce que j'avais espéré.

Étape 4: Dépannage et quelques problèmes que j'ai rencontrés en cours de route

J'ai eu beaucoup de problèmes avec le projet. Pour l'un de mes premiers accéléromètres, il était très difficile d'obtenir le câblage, le codage, la conception et les données corrects. La conception était très difficile parce que j'ai beaucoup de contraintes, par exemple son poids ou sa taille. Je dois être capable de courir et je veux pouvoir courir au plus près de ma forme de course habituelle pour que cette expérience soit précise. Le codage était également très difficile et nécessitait beaucoup de dépannage. J'ai eu du mal à lire une bonne quantité de G sur mon accéléromètre. Le mma8452q (mon accéléromètre) plafonne à huit G. Parfois, quand je touchais à peine mon pied au sol, il lisait huit G et c'est tout simplement incorrect, car c'est beaucoup trop haut. Cependant, après quelques dépannages et recodages, j'ai pu obtenir une mise à l'échelle correcte.

Étape 5: Mon code

J'ai utilisé l'un des exemples de la bibliothèque Sparkfun, et j'ai également ajouté un bouton et une LED moi-même. c'était assez simple car il y a des exemples de tout dans ce projet, mais vous devez en combiner plus d'un ensemble

Étape 6: Conclusion et analyse des données

Je vois ce projet comme une grande réussite. J'ai atteint presque tous, sinon tous, mes objectifs. J'ai pu obtenir beaucoup de données très utilisables. J'ai beaucoup appris sur le codage, le câblage, les composants électroniques d'Arduino, la construction d'un système modulaire compact, la force G et l'exécution. Maintenant, accepter ou rejeter ma déclaration de mon paragraphe d'ouverture, et toute la raison pour laquelle j'ai commencé ce projet. Je voulais donner tort aux entreprises en leur montrant qu'il n'est pas nécessaire d'acheter de nouvelles chaussures tous les 500 kilomètres. Les nouvelles chaussures réduisent-elles vraiment la quantité de forces G que le talon et la jambe d'un coureur subissent pendant la course ? La réponse est oui. J'ai comparé la quantité de forces G que mon talon a subies dans une paire de nouvelles chaussures de course, de vieilles chaussures de course, des camionnettes et, comme contrôle, je ne portais que des chaussettes. J'ai trouvé que dans mes chaussettes, j'avais jusqu'à huit G. C'était la même quantité de G que les fourgonnettes, ce qui est normal. Dans les vieilles chaussures de course, j'ai connu jusqu'à six G. chez les nouveaux coureurs, je n'ai pas eu plus de quatre G. Comme nous pouvons le voir, les nouveaux coureurs étaient les meilleurs pour réduire la force d'impact, et les fourgonnettes étaient les pires (sans compter les chaussettes car c'était la variable de contrôle). Je suppose qu'avec ma configuration de moins de vingt dollars, je ne peux pas réfuter ce que les 2,5 milliards de dollars que Nike a dépensés au cours des cinq dernières années en recherche et développement ont prouvé pour eux. Peut-être que j'en passerai trente la prochaine fois et on verra ce qui se passera ensuite.