Slagkraft på löparens häl och ben under löpning: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

För mitt projekt ville jag testa mängden kraft som löparens häl och ben utsätts för, och om nya löparskor verkligen minskar kraften. En accelerometer är en enhet som detekterar acceleration i X-, Y- och Z -axlarna. Acceleration mäts i G-styrkor, en G-kraft motsvarar accelerationen av tyngdkraften på jorden som alla saker upplever hela tiden. Jag använder denna accelerometer för att testa mängden G-Forces som min häl och ben upplever när jag springer, och om det är skillnad mellan nyare och äldre skor. Det finns många vanliga missuppfattningar om att behöva nya löparskor. Många tror att Nike ljuger för dig när de säger åt dig att skaffa nya skor var 500: e kilometer. Att springa skoföretag och köra baserade butiker, till exempel Poulsbo -löpning (min lokala löparbutik) kommer att berätta att du kommer att skada dig själv om du inte byter ut dina skor ofta. Men jag är inte säker på om det är helt sant, och därför bestämde jag mig för att testa det själv. Orsaken till dessa löpskador som de säger att du kommer att få om du inte har nya skor härrör från den kraft som ditt ben och hälen upplever. De säger att nya skor minskar kraften bättre än gamla skor, men jag är inte övertygad om att det är sant. Detta projekt kommer att vara till hjälp för många människor, särskilt de som är benägna att löpa relaterade skador, och de som skulle vilja veta mer om dem. Mitt projekt kommer att avgöra om dessa företag talar sanning, eller om de bara försöker få dig att betala ut ett annat par Benjamins.

Tillbehör

1x Arduino uno

1x Sparkfun adxl377 accelerometer

1x brödbräda

1x många bygelkablar

1x knapp

1x LED

2x 10k motstånd

2x 30k motstånd

6x trådar som är ungefär lika långa som löparens ben

1x bärbar dator som kan köra Arduino IDE

Extra komponenter behövs för den sekundära byggnaden:

1x LCD -skärm

1x potentiometer

1x många fler bygelkablar

Steg 1: Min första version

Min första konstruktion var ett bevis på konceptet. Jag ville se till att det här projektet var möjligt innan jag började investera tid och pengar i det. Jag använde en accelerometer, Arduino, fyra bygelkablar och min bärbara dator som körde koden. Detta bevis på konceptet var mycket viktigt eftersom jag lärde mig några värdefulla lärdomar med avseende på koden. Viktigast av allt, jag lärde mig att detta projekt var möjligt.

Steg 2: Sekundär byggnad

Först och främst vill jag säga att denna konstruktion inte var nödvändig för den slutliga byggnaden, och det kräver några extra komponenter, så det här steget är helt valfritt. Jag lade till på en Liquid Crystal Display (LCD) så att den kunde ge mig G -kraftvärdena på en dator utan Arduino IDE. innan denna build behövde jag ha Arduino IDE och koden för att kunna ta emot utdata från accelerometern. Med det här nya bygget kan jag köra Arduino från valfri strömkälla, det behöver inte ens vara en dator. Jag lade också till en potentiometer så att jag kunde justera bakgrundsbelysningen på LCD -skärmen. Detta kan vara användbart om jag skulle använda det ute och solen sken på skärmen. Vi har alla varit i den situationen att du försöker använda din smartphone ute men ljuset från solen gör det svårt att se skärmen. Så du försöker blockera solen med din hand, eller så vänder du ryggen till solen för att försöka blockera den. Ett annat sätt att åtgärda detta vanliga problem är att öka skärmens ljusstyrka, och det är precis vad potentiometern är till för. Jag skulle inte kunna se utdata så bra, men jag kunde justera bakgrundsbelysningen så att jag kunde se den perfekt. Bakgrundsbelysningen kan också vara till nytta i andra fall.

Steg 3: Tredje och sista byggnaden

För min tredje och sista byggnad kombinerade jag alla de bästa attributen för alla mina tidigare byggnader till ett bräde. Jag slutade med en mycket raffinerad och kompakt modul, och de långa trådarna kunde springa ner i mitt ben utan att hindra min form. Jag lade till en knapp så att jag kunde börja och stoppa min datainsamling när som helst. Detta var mycket viktigt för att få bra data eftersom jag skulle kunna börja samla så snart jag började springa och så snart jag slutade. Därför avsåg all insamlad data det faktiska experimentet. Jag lade också till en lysdiod så att jag visste när datainsamlingen var på eller när den var avstängd. Det här sista bygget blev en stor framgång, och det var precis vad jag hade hoppats på.

Steg 4: Felsökning och några problem jag hade längs vägen

Jag har haft många problem med projektet. För en min första accelerometer var det mycket svårt att få ledningar, kodning, design och data att stämma. Designen var väldigt svår eftersom jag har många begränsningar, till exempel hur tung den är eller hur stor den är. Jag måste kunna springa, och jag vill kunna springa närmast min vanliga löpform för att detta experiment ska vara korrekt. Kodningen var också mycket svår och krävde mycket felsökning. Jag hade problem med att läsa av en ordentlig mängd G från min accelerometer. Mma8452q (min accelerometer) tappar vid åtta G: or. Ibland när jag bara knappt rörde min fot mot golvet läste det åtta G: er och det är helt enkelt felaktigt, eftersom det är för högt. Efter lite problemfotografering och omkodning kunde jag dock få skalningen korrekt.

Steg 5: Min kod

Jag använde ett av exemplen från Sparkfun -biblioteket, och jag lade också till en knapp och LED själv. detta var ganska enkelt eftersom det finns exempel på allt i detta projekt, men du måste kombinera mer än en tillsammans

Steg 6: Slutsats och dataanalys

Jag ser det här projektet som en stor framgång. Jag uppnådde nästan alla, om inte alla, mina mål. Jag kunde få mycket mycket användbar data. Jag lärde mig mycket om kodning, kabeldragning, Arduinos elektroniska komponenter, att bygga ett kompakt modulsystem, G -kraft och körning. Nu för att antingen acceptera eller avvisa mitt uttalande från mitt inledande stycke och hela anledningen till att jag startade det här projektet. Jag ville bevisa företagen fel genom att visa att du inte behöver köpa nya skor var 500: e kilometer. Minskar nya skor verkligen mängden G -krafter som löparens häl och ben upplever när de springer? Svaret är ja. Jag jämförde mängden G -krafter som min häl upplevde i ett par nya löparskor, gamla löparskor, skåpbilar, och som kontroll hade jag bara strumpor på mig. Jag upptäckte att jag upplevde upp till åtta G i mina strumpor. Detta var samma mängd G som skåpbilarna, vilket kan förväntas. I de gamla löparskorna upplevde jag upp till sex G: or. i de nya löparna upplevde jag inte mer än fyra G: or. Som vi kan se var de nya löparna bäst på att minska slagkraften, och skåpbilarna var de sämsta (räknade inte strumporna eftersom det var kontrollvariabeln). Jag antar att jag med mitt under tjugo dollar -setup inte kan motbevisa vad de 2,5 miljarder dollar som Nike har spenderat under de senaste fem åren på forskning och utveckling har visat för dem. Kanske spenderar jag trettio nästa gång så får vi se vad som händer då.