Gait Keeper : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Énoncé du problème

Dans une étude portant sur 87 personnes âgées normales, la mesure des habitudes de marche et de l'humeur a montré des preuves corrélationnelles que la démarche pourrait fournir un indice de niveau de dépression dans une population clinique [1]. De plus, il a été démontré que l'amélioration du schéma de marche réduit le risque de douleur et de blessures, utilise les mécanismes naturels d'absorption des chocs du corps et répartit la charge de travail énergétique de la marche et de la course au fil du temps. Notre projet entend promouvoir une démarche correcte pour améliorer le bien-être de ceux qui l'utilisent.

[1] Sloman, L, et al. « Humeur, maladie dépressive et modèles de marche ». Current Neurology and Neuroscience Reports., Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, avril 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

Aperçu de son fonctionnement

Notre appareil évalue la démarche d'un utilisateur et détermine s'il marche de la manière la plus optimale, en fonction de la répartition de la pression de son pied. Nous y sommes parvenus grâce à des feuilles conductrices sensibles à la pression dans un ensemble de tampons de sol portables. Nous avons évalué leur démarche en fonction de la pression moyenne exercée sur leur talon ou la plante du pied. Cela déclenche l'allumage d'un brin de LED RVB en fonction du résultat de l'évaluation de la marche.

Lors de l'initialisation des pads, le premier tour de LED blanches permet à l'utilisateur de retourner le pad sur le sol et de le placer dans la position souhaitée. Lorsque le deuxième tour de LED bleues s'allume, c'est à ce moment que l'utilisateur doit marcher sur les pads. Celui-ci enregistre les pressions maximales et minimales appliquées à l'avant et à l'arrière du pied. En utilisant ces chiffres, nous l'avons utilisé pour normaliser les lectures futures du vélostat. De plus, nous calculons un seuil variable qui détecte quand le pad doit commencer à lire les valeurs, en fonction du fait que quelqu'un marche sur le pad.

Image

Notre dernière itération du projet est affichée dans les images ci-dessus.

Étape 1: Matériaux

Liste des matériaux (pour un seul bloc)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ d'une Feuille de Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ d'un Strip NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

Contreplaqué 14" x 16" ¾ pouces (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 Batterie Lithium-Ion 1.3V (https://bit.ly/2AVIcP7)

Fil (https://amzn.to/2G4PzcV)

Ruban de cuivre (https://amzn.to/2SAIBOf)

Feuille d'aluminium (https://amzn.to/2RFKs47)

Colle à bois (https://amzn.to/2Qhw7yb)

Étape 2: Découpe au laser

Nous avons découpé au laser deux morceaux de contreplaqué de 1/2 pour chaque repose-pied. La partie inférieure abrite les fils et l'électronique, tandis que le cadre supérieur comporte les coussinets de pression et protège les pièces du dessous. Un total de 8 pièces fera 4 repose-pieds une fois assemblés. ensemble.

Le fichier Illustrator correspond aux dimensions finales du patin. Les lignes ROUGES doivent être réglées sur CUT, et le NOIR doit être gravé. Selon la machine de découpe laser, différentes combinaisons puissance/vitesse seront nécessaires pour obtenir une gravure suffisamment profonde pour que l'Arduino Lilypad s'encastre sous le repose-pied. Pour référence, nous avons utilisé 50 vitesses, 40 puissances et effectué 3 passes.

Étape 3: Câblage

Nous avons utilisé le LilyPad Arduino AT, qui est livré avec un total de 11 broches de connecteur.

Voici les détails du câblage du Gait Keeper comme indiqué dans le diagramme Fritzing et les images de prototype ci-dessus:

• Vélostat avant Positif > A5
• Retour Velostat Positif > A4
• Velostat Grounds > Broche GND
• Signal LED > A3
• LED GND > Broche GND
• LED Positif > Broche Positif

Étape 4: Coder

Vous trouverez ci-dessous un lien vers notre code, et ci-joint une image de notre pseudocode et de notre approche:

Étape 5: Assemblage

Pour le processus d'assemblage final, nous avons d'abord coupé la bande NeoPixel RGB en morceaux suffisamment longs pour s'enrouler autour de la circonférence du tampon et coupé le fil pour s'adapter aux pistes que nous avions gravées dans les tampons. Nous avons ensuite soudé les fils aux broches appropriées sur chacun des Lilypads, comme indiqué dans la première image ci-dessus, et téléchargé notre code sur les cartes. Ensuite, nous avons enfilé des bandes de papier d'aluminium dans les fentes que nous avons découpées au laser et les avons collées en place, comme indiqué sur les deuxième et troisième images. Ensuite, nous avons utilisé les pistes pour le câblage à attacher à la feuille d'aluminium à l'aide de ruban de cuivre et soudé le câblage connecté aux Lilypads aux points de contact correspondants (broche A5 à la plaquette avant à travers le haut des pistes de câblage découpées au laser, broche A4 au en bas et le sol au milieu - montré dans la quatrième image).

Comme le montre la cinquième image, nous avons fixé des bandes de Velostat qui ont été coupées à la même taille que les bandes de papier d'aluminium, en les collant en place pour assurer un contact uniforme avec le matériau conducteur. Pour la couche supérieure de matériau conducteur, nous avons utilisé du ruban de cuivre pour sa durabilité, créant un motif en spirale pour couvrir toute la surface de la pièce de bois rectangulaire vue dans la sixième image ci-dessus, maintenant tout en place. Nous avons également utilisé le ruban de cuivre pour créer une connexion entre ces couches en spirale enfilées à travers les fentes découpées au laser pour atteindre le câblage de masse soudé.

Enfin, nous avons pris en sandwich tous les matériaux et connecté l'ensemble des pièces de charpente en bois, connecté les batteries chargées et collé le Lilypad dans son unité de logement désignée. Une fois que tout a été mis en place, nous avons utilisé de la colle à bois pour coller le cadre en bois ensemble, puis attachons les bandes RVB coupées au bord extérieur et avons laissé la colle sécher pendant la nuit.

Étape 6: Vidéo de démonstration d'interaction

Voici une vidéo d'un des membres de notre groupe marchant sur les pads et recevant un retour LED.