Fitnessi motivatsiooniseade: 22 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Oleme inseneriõpilased, kes soovivad olla füüsiliselt heas vormis.

Me teame, mis tunne on, kui koolitööd on pealtnäha liiga palju, et väljas käia ja trenni teha. Kahe linnu ühe kiviga väljavõtmiseks otsustasime kasutada ühes oma inseneriklassis lõppprojekti, et teha treeningu ajal biosensori põhinäidud. Täpsemalt võimaldab see projekt kasutajal võtta kiirendusmõõturi (ACC) ja elektromüogrammi (EMG) näiteid, edastades samal ajal väljundteavet kahele LED -le ja väikesele digitaalsele ekraanile.

Kui teile meeldib vooluahela, Arduino, puutöö, kodeerimine, biomeditsiinitehnika või jootmine, võib see projekt olla teie jaoks!

Vaadake, mida teete

Enne selle projektiga alustamist leidke mõni minut ja vaadake, mida teete ülaltoodud videost.

Sisuliselt võimaldab see projekt teil ühendada oma teadmiste mitut tahku. Kui juhtute olema biomeditsiinitehnoloogia (BME) või biosensorite uus, pole probleemi. Selles projektis kasutatakse kahte peamist andurit. Need andurid on kiirendusmõõtur ja elektromüogramm (EMG). Nagu nimigi võib arvata, on kiirendusmõõtur lihtsalt andur, mis mõõdab kiirendust. Vähem intuitiivselt mõõdab elektromüogramm lihase elektrilist aktiivsust, mille külge on kinnitatud vastavad elektroodid. Selles projektis kasutati elektrijuhtmest kolme pinnageeli bioelektroodi, mis mõõtsid kinnitatud subjekti vasika signaale.

Materjalid ja tööriistad

Materjalid

Selle projekti loomiseks vajate järgmist.

• Arduino Uno plaat (mida saab osta aadressilt
• 9 V aku toiteallikas (mida saab osta aadressilt
• pistikuga ühendatud Bitalino komplekt (mida saab osta aadressilt www.bitalino.com)
• Adafruit 1,8-tollise TFT-ekraani katkestus ja kilp lisaks poole suurusele perma-protoboardile (mida saab osta veebisaidilt www.adafruit.com)
• mitmesugused hüppajajuhtmed, valgusdioodid, 220 oomi takistid, joodis ja voog (saab osta aadressilt www.radioshack.com)
• 1/2 "puidukruvid, 5/8" viimistlusnaelad, 4 "x4" tükk 28 -mõõtmelist lehtterast, kaks väikest hinge ja lihtne riivmehhanism (saab osta veebisaidilt www.lowes.com)

• viis laudjalga puitu

  Märkus: lehtpuu saab osta veebisaidilt www.lowes.com, kuid soovitame leida kohaliku saemüüja ja kasutada selle inimese puitu. Selles projektis kasutatud puidu mõõtmed ei ole hämmastavalt levinud, seega on tõenäosus, et puit on eelnevalt lõigatud vajaliku paksusega, on üsna väike

  Tööriistad

• jootekolb (mida saab osta veebisaidilt www.radioshack.com)

• palju puidutööriistu, mis on ülaltoodud fotodel ja siin loetletud

  • mitmissaag (mida saab osta veebisaidilt www.lowes.com)
  • kauplussepp või samaväärne lauasaag (mida saab osta veebisaidilt www.shopsmith.com)
  • paksusega höövel (mida saab osta veebisaidilt www.sears.com)
  • haamer, puurid, mõõdulint ja pliiats (saab osta aadressilt www.lowes.com)
  • akutrell ja aku (saab osta aadressilt www.sears.com)
  • lintsaag (saab osta veebisaidilt www.grizzly.com)

Valikulised tööriistad

• jootekolb (saab osta veebisaidilt www.radioshack.com)
• liigendhöövel (saab osta saidilt www.sears.com)

Ettevalmistus

Kuigi see pole kõige keerulisem juhend, mida teha, pole see ka kõige lihtsam. Vajalikud on teadmised kodeerimisest, juhtmestikust, jootmisest ja puidutöötlemisest. Lisaks on abiks eelnev töö Arduino või Adafruitiga.

Selle juhendi ulatuse jaoks peaks piisama lihtsast programmeerimiskursusest või praktilisest kogemusest.

Jootmis- ja juhtmestikuahelatest saab kõige paremini teada nende toimingute tegemisel. Kuigi teoreetiline vooluahelate kursus võib olla kasulik vooluahelate tehniliseks mõistmiseks, on sellest vähe kasu, kui te sellesse mõnda ahelat ei ehita! Juhtmestiku ajal proovige juhtmestik võimalikult lihtsaks muuta. Võimaluse korral vältige juhtmete ületamist või vajadusest pikemate juhtmete kasutamist. See aitab teil vooluringi tõrkeotsingut teha, kui see näib olevat lõpetatud ja ei tööta korralikult. Jootmisel veenduge, et kasutate piisavalt voolu, et jootmine voolaks soovitud kohas. Liiga vähese voo kasutamine muudab jootmisprotsessi lihtsalt masendavamaks, kui see peaks olema. Sellest hoolimata ärge kasutage liiga palju jootet. Kui rääkida jootmisest, siis liiga palju jootematerjali lisamine üldjuhul ei aita joodetud ühendust paremaks muuta. Pigem võib liiga palju jootmist muuta teie ühenduse mõistlikuks, isegi kui see on valesti tehtud.

Puidutöötlemine on praktiline kaubandus. See nõuab kindlasti harjutamist. Abiks on puidu materiaalsete omaduste taust, näiteks Eric Meieri poolt Woodis esitatud materjal, eriti kui kavatsete tulevikus rohkem puidutööprojekte teha. Seda aga ei nõuta. Olles vaadanud, kuidas käsitööline puidutööd teeb või ise puidutöid teinud, peaks selle projekti jaoks olema piisavalt tausta. Puidupoes ringi liikumise tundmine on samuti hädavajalik. Mõistmine, millised tööriistad teatud funktsioone täidavad, aitab teil projekti kiiremini ja ohutumalt teostada kui muidu.

Kasulikud saidid

• www.github.com; see sait aitab koodiga manipuleerida
• www.adafruit.com; see sait ütleb teile, kuidas juhtida TFT -ekraani
• www.fritzing.com; see sait aitab teil vooluahelaid joonistada ja ette kujutada

Ohutus

Enne jätkamist peame rääkima ohutusest. Ohutus peab jääma ennekõike juhiste tegemiseks või peaaegu millekski muuks elus, sest kui keegi viga saab, pole see kellelegi lõbus.

Kuigi see juhend sisaldab biosensoreid, ei ole osad ega kokkupandud seade meditsiiniseade. Neid ei tohiks kasutada meditsiinilistel eesmärkidel ega käsitseda sellisena.

See juhend hõlmab elektri, jootekolvi ja elektriliste tööriistade kasutamist. Hooletuse või arusaamatuse tõttu võivad need asjad ohtlikuks muutuda.

Arduino, Adafruit ekraani ja LED -ide toiteks on vaja elektrit. Seda varustab 9V aku. Üldiselt on elektriga suheldes raske olla liiga turvaline.

Sellegipoolest järgime mõningaid kasulikke elektriohutuse nõuandeid:

• Hoidke käed kuivad ja veenduge, et nende nahk poleks katki.
• Kui teie kaudu tuleb voolu juhtida, proovige sisenemis- ja väljumiskohad hoida sama otsaga.
• Varustage kõikide vooluahelate jaoks maandusvahendid, kaitselülitid ja tõrkekatkestid. Need aitavad vältida vooluahelate ülekoormust või voolu leket, kui elektriseadme või -teega läheb midagi valesti.
• Ärge kasutage elektriseadmeid äikese ajal või muul juhul, kui voolutugevuste esinemissagedus on tavalisest suurem.
• Ärge kastke elektriseadmeid vee alla ega proovige neid kasutada vesikeskkonnas.
• Muutke ahelaid ainult siis, kui toide on lahti ühendatud.

Jootekolb on elektriline seade. Siin kehtivad kõik elektriseadmete ohutusnõuded. Raua ots muutub aga ka väga kuumaks. Põletuste vältimiseks vältige triikraua otsaga kokkupuudet. Hoidke triikrauda ja jootet nii, et kui mõni ese libiseb teie käepidemest, ei puutu teie käed triikraua otsaga kokku.

Elektritööriistad vajavad ka elektrit. Järgige siin ülaltoodud elektriohutuse ettevaatusabinõusid. Lisaks pidage meeles, et elektritööriistadel on palju liikuvaid osi. Hoidke oma keha ja kõik muu, millest hoolite, tööriistade kasutamise ajal nendest osadest eemal. Pidage meeles, et tööriist ei tea, mida see lõikab või töötleb. Operaatorina vastutate elektritööriistade ohutu kasutamise eest. Elektritööriistade kasutamisel hoidke ohutus- ja kaitsekilpe paigas.

Näpunäiteid

Järgmine teave võib olla kasulik selles juhendis. Mitte iga vihje või näpunäide ei kehti iga sammu kohta, kuid terve mõistus peaks olema juhendiks, millised näpunäited igal juhul kehtivad.

• Juhtmete tegemisel ei ole traadi värv oluline. Siiski võib abi olla värviskeemi kehtestamisest ja selle järjepidevusest kogu projekti vältel. Näiteks võib olla kasulik punase juhtme kasutamine ahela positiivse toitepinge jaoks.
• Bioelektroodid tuleb asetada puhtale raseeritud kehaosale. Juuksed põhjustavad kogutud signaalides liigset müra ja liikumisartefakti.
• Bioelektroodide külge kinnitatud juhtmeid tuleb takistada liikumast rohkem kui vaja, et vältida liikumisartefakte. Nende juhtmete kinnitamiseks sobib hästi surusokk või -lint.
• Jootke sobivalt. Veenduge, et iga joodetud ühendus on piisav, ja kontrollige neid ühendusi, kui ahel tundub olevat täielik, kuid ei tööta korralikult.
• Hööveldades tasapinnalised materjalitükid mitte vähem kui kuus tolli. Sellest pikkusest väiksemate osade hööveldamine võib põhjustada nina või liigset tagasilööki.
• Samamoodi ärge seiske otse höövli ees. Pigem seiske selle kõrval, kui töödeldavad osad höövlisse sööta ja sealt vastu võetakse.
• Saagide kasutamisel veenduge, et töödeldavad detailid jääksid vastavate kaitsepiirete või piirete vastu. See aitab tagada ohutu ja täpse lõikamise.
• Kruvide või naeltega kinnitamisel tagage prooviavad. Katseotsaku läbimõõt peaks olema kavandatud kinnitusvahendist väiksem, kuid mitte vähem kui pool kinnitusdetaili läbimõõdust. See aitab vältida kinnitatava puidu lõhenemist ja lõhenemist, leevendades kinnitusdetaili tõttu tekkivat liigset pinget.
• Kui puurite naelte jaoks prooviauke, proovige hoida katseava kaheksandik tolli madalamal kui ette nähtud küünte pikkus. See aitab anda küünele midagi sisse vajuda ja annab piisavalt hõõrdumist, mis aitab küünt paigal hoida, kui see on vajunud.
• Haamriga sõita haamri pea keskosaga otse naelapea peale. Võtke mõõdukaid kiike, mitte ainult konservatiivseid kiike, kuna konservatiivsed kiigud ei anna tavaliselt piisavalt energiat küünte ajamiseks, vaid annavad ainult piisavalt energiat, et põhjustada küünte keeramist ja soovimatut painutamist.
• Kasutage haamri küünt, et eemaldada küüned, mis ei tööta ettenähtud viisil.
• . Hoidke oma käed saelehtede lõikamisjoonest eemal. Kui midagi läheb valesti, ei taha te kätt lõigata.
• Aja säästmiseks mõõtke kaks korda ja lõigake üks kord. Kui te seda ei tee, peate mõned tükid mitu korda tegema.
• Kasutage paksushöövel ja saagidel teravaid terasid. Saagidel on kõrgema hammaste arvuga terad head, et tagada sujuv lõikamine viimistluskvaliteedi lähedal. Selle projekti tegemisel kasutasime Dewalti kahekordse kaldservaga sae 96 -hambalist 12 -tollist täppislõiketera ja lintsae tera, millel oli vähemalt 6 hammast lineaarse tolli kohta.
• Hoidke kaupluse mootorit lauasae konfiguratsiooni jaoks soovitatud kiirusevahemikus. Veenduge, et laud on sobivale kõrgusele reguleeritud, nii et lõiketera ei jääks rohkem kui iga lõikuse tegemiseks vaja.

Samm: alustame

Esmalt ehitage vooluahela komponent. Alustuseks ühendage toide ja maandus perma-protoboardiga.

Samm: lisage biosensorid

Ühendage biosensorid perma-protoboardile ja märkige, milline andur on. Kiirendusmõõturina kasutasime skeemil vasakul olevat signaali.

3. samm: LED -ide kaasamine

Seejärel lisage LED -id. Pidage meeles, et LED -i suund on oluline.

Samm: ekraani lisamine

Lisage digitaalne ekraan. Abiks kasutage sellel veebisaidil toodud juhtmestikku:

Samm: kodeerimisaeg

Kuna vooluring on nüüd lõpule jõudnud, laadige sellele kood üles. Lisatud kood on kood, mida kasutasime selle projekti lõpuleviimisel. Pilt on näide sellest, milline peaks kood korralikult avamisel välja nägema. Siin saab tõrkeotsing täielikult alata. Kui asjad töötavad korralikult, loetakse esmalt kiirendusmõõturi signaale. Kui signaal on alla läve, süttib punane LED, roheline LED jääb põlema ja ekraanil on kiri "Tõuse üles!". Vahepeal, kui kiirendusmõõturi signaal on üle künnise, lülitub punane LED välja, roheline LED süttib ja ekraanil on kiri "Tule!". Lisaks loetakse EMG signaali. Kui EMG signaal on üle seatud läve, kuvatakse digitaalsele ekraanile "Suurepärane töö!" Kui aga EMG signaal jääb allapoole künnist, kuvatakse ekraanil kiri "Alusta!". Seda korratakse aja jooksul ning valgusdioodide ja ekraani olek muutub, kuna kiirendusmõõturi ja EMG sisendid seda nõuavad. Kiirendusmõõturi ja EMG jaoks kehtestatud künnised tuleks seada kalibreerimise alusel konkreetse objektiga puhkeolekus. ja trenni teha.

Selle koodi kasutamiseks GitHubis klõpsake SIIN!

6. samm: hööveldamine

Alustage vooluringi ja aku sisaldavate kastide valmistamist.

Pange tähele, et kõikide allpool näidatud jooniste mõõtmed on täpsustatud tollides, kui pole märgitud teisiti.

Alustage projekti jaoks vajaliku puidu hööveldamisega paksusega höövliga. Umbes kolm ja pool laudjalga tuleks hööveldada 1/2 "paksuseks. Pool lauajalga tuleks hööveldada 3/8" paksuseks. Veel pool lauajalga tuleks hööveldada 1/4 "paksuseks. Viimane pool lauajalga peaks olema selline, et akukarbi korpust moodustava u-kanali saaks valmistada, nagu on kirjeldatud hilisemas etapis.

Samm: esmase kasti põhi

Tehke primaarkarbi põhi näidatud mõõtmetega ja kinnitage trükkplaat ja Arduino selle külge. Nende mõõtmete kuvamiseks klõpsake pildil.

8. samm: esmase kasti otsad

Tehke esmase kasti otsad näidatud mõõtmetega ja kinnitage need esmase kasti põhja külge.

9. samm: esmase kasti küljed- anduri pool

Jätkake, muutes esmase kasti anduripool näidatud mõõtmetega ja kinnitage see ülejäänud kasti viimistlusnaeltega.

10. samm: esmase kasti küljed- ekraani pool

Tehke esmase kasti ekraanipool määratud mõõtmetega ja kinnitage see ülejäänud kasti külge.

Samm: kontrollige, mis teil on

Siinkohal kontrollige, kas esmase kasti üldine kuju on selline, nagu siin näidatud, isegi kui mõned mõõtmed peavad riistvara või riistvara paigutuse tõttu erinema.

12. samm: esmase kasti ülaosa

Tehke esmase kasti ülaosa, nagu näidatud. Selle täissuuruses laiendamiseks ja sellega seotud mõõtmete vaatamiseks klõpsake kuvatud pilti.

Samm: kõik sõltub sellest

Kinnitage esmase kasti ülaosa ülejäänud esmase kasti külge, kasutades LED -i lõpus olevat hinge. Enne ühe väikese hinge kinnitamist veenduge, et kasti ülaosa oleks ülejäänud karbiga ruudukujuline.

14. samm: lukustage see

Paigaldage väike riiv karbi esiküljele, hingele vastupidises otsas. See takistab esmase kasti avamist, välja arvatud vajadusel.

15. samm: pange kinni

Selle seadme kaasaskantavaks muutmiseks painutage õhuke terasplekist üks selle mõõtmetest nii, et selle ja primaarkarbi põhja vahele mahub vöö. Pärast painutamist kinnitage see puidukruvidega primaarkarbi põhja.

16. samm: akukarbi alus

Nüüd on aeg teha akukarp. Tehke selle kasti alus näidatud mõõtmetega.

17. samm: akukarbi otsad

Akukarbi otste tegemisel kasutasime 3/8 materjali. Otsade tegemiseks kasutage kinnitatud mõõtmeid ja kinnitage need akukarbi aluse külge.

18. samm: akukarbi ülaosa

Me tegime akukarbi ülaosa, lõigates lintsaega 1/4 materjali pikkuseks ja paraja laiusega. Mõõtmete nägemiseks klõpsake selle laiendamiseks pildil.

Samm 19: Pange kaas akukarbile

Kasutades sama protseduuri, mida kasutati primaarkarbi kaane panemisel, kinnitage akukarbi kaas akukarbi korpuse külge.

Samm: kontrollige aku kasti

Sel hetkel vaadake üle akukarp, et veenduda, et see näeb välja nagu siin näidatud. Kui ei, siis nüüd oleks suurepärane aeg mõned eelnevad sammud uuesti üle vaadata!

21. samm: kinnitage akukarp esmase kasti külge

Asetage akukarp esmase kasti peale. Kasutage puidukruvisid või viimistlusnaelu, et lõpetada akukarbi esmase kasti külge kinnitamine.

22. samm: täiendavad ideed

Kui olete neid samme järginud, siis tegite seda! Pärast riistvara ja tarkvara juurutamist saime seadet kasutada. Praegusel kujul on seadmel piiratud kasutusala, kuid see on siiski huvitav kombinatsioon disaini erinevatest aspektidest. Väljundid teevad pärast biosensori sisenditelt signaalide saamist kõike, mida me kavatsesime. Kokku kaalub seade paar kilo.

Tulevastes versioonides oleks huvitav panna seade kaaluma ja võtma vähem ruumi. Kui see oleks võimalik, muutuks seade kasulikumaks ja seda saaks treeningu ajal kergemini kanda. Selle saavutamiseks soovitame katsetada Arduino mikro- ja 3-D-kastide printimist. Ruumi kokkuhoiu mõttes oleks hea katsetada laetava aku kasutamist, mis võtab vähem ruumi kui lihtne 9 V aku. Akukarbi suurust saab vastavalt vähendada.