Hai il tutore per l'allenamento della schiena: 18 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Ti senti mai come se non riuscissi a smettere di farti male alla schiena quando ti alleni? Ti spingi sempre troppo oltre e soffri per questo? Se è così, il tutore per l'allenamento "Ti ho dato le spalle" fa per te!

Come atleti delle scuole superiori e del college, l'allenamento della forza è diventato una parte di routine della nostra vita. Le nostre attività atletiche ci hanno insegnato ad allenarci al meglio delle nostre capacità e abbiamo preso quell'atletica del passato NCAA. Ora che le nostre carriere di basket del college sono finite e, sorprendentemente, non abbiamo alcuna prospettiva di fare il prossimo passo per giocare nella NBA dalla Divisione III, rimaniamo ancora in forma attraverso il sollevamento pesi. Dopo tutti questi anni, sappiamo che gli infortuni alla parte bassa della schiena non sono nuovi nella sala pesi, ed entrambi ne abbiamo avuto la nostra parte. Queste lesioni sono più comuni tra gli individui che compromettono la forma e impegnano i muscoli sbagliati mentre si sollevano. Questo è il motivo per cui abbiamo ideato il tutore per l'allenamento "Got Your Back" che ti avvisa quando la tua forma viene compromessa rilevando i segnali muscolari nella parte bassa della schiena.

Questo dispositivo è un tutore per la schiena di supporto con sensori elettromiografia (EMG) incorporati posizionati convenientemente sui muscoli erettori spinali della parte bassa della schiena che rilevano e tracciano l'attività muscolare nella regione e avvisano l'utente quando i muscoli lombari sono sovraccarichi durante il sollevamento pesi.

Questo istruttivo mostra come abbiamo costruito il tutore per l'allenamento "Got Your Back" non appena ci siamo laureati in ingegneria biomedica al Messiah College.

Passaggio 1: materiali e strumenti

Per costruire un tutore per l'allenamento "Ti ho dato le spalle" avrai bisogno di:

• 2 sensori EMG BItalino ($ 27 ciascuno)
• 2 3 elettrodi BITalino cavi - possono essere utilizzati anche cavi a elettrodo singolo o doppio ($ 24,25 ciascuno)
• 1 Arduino Uno ($ 23,00)
• 1 tagliere di mezza misura ($ 5,00)
• 1 cavi jumper per breadboard ($ 3,95)
• 1 pacco batteria per alimentare l'elettronica ($ 3,95)
• 1 Arduino piezoBuzzer ($ 0,95)
• 1 tutore per la schiena di supporto ($ 10,95)
• 1 modulo scheda SD compatibile con Arduino per la registrazione dei dati ($ 2,13)
• ago e filo o nastro biadesivo (consigliato)
• Software Arduino ($0)
• Motivazione ($0)

Costo totale stimato ($152,43)

Passaggio 2: preparazione

• La conoscenza di base nella lettura degli schemi circuitali sarà utile.

  • Le istruzioni dovrebbero essere abbastanza chiare da guidare i dilettanti
  • Vedi l'elenco dei materiali e degli strumenti
• Lo scopo di questo tutore è prevenire lesioni al gruppo muscolare erettore spinale. Questi muscoli, specialmente nella parte bassa della schiena, possono essere facilmente feriti durante l'esercizio. La conoscenza di base di questi muscoli può aiutare a localizzare i muscoli e aiutare a modificare il design in base alle proprie esigenze specifiche. Questi muscoli sono responsabili del raddrizzamento della schiena e possono essere associati al dolore lombare. Per ulteriori informazioni, vedere
• L'elettromiografia, o EMG, può essere utilizzata per rilevare i segnali elettrici che causano la contrazione dei muscoli. Questo è ciò che verrà utilizzato per rilevare la contrazione dei muscoli lombari. Per ulteriori informazioni sull'EMG, vedere Elettromiografia (Clinica Mayo).
• Scarica il programma Arduino

• Accedi a GitHub per il codice del dispositivo qui.

  GitHub è una piattaforma di sviluppo software che consente diverse funzionalità collaborative per lo sviluppo di progetti. Scopri di più su GitHub qui

Passaggio 3: sicurezza

• Mantieni l'alimentazione alla scheda Arduino spenta durante il cablaggio dei circuiti.
• Tenere lontano cibo e liquidi.
• Questo NON è un dispositivo medico e non deve essere utilizzato come strumento per diagnosi mediche.

• Non fare affidamento sul tutore Got Your Back come unica protezione della tua schiena. Se hai problemi alla schiena, ti consiglio di consultare un trainer autorizzato per la modifica degli esercizi per la protezione della schiena.

  Mentre questo tutore ti avverte durante la flessione della parte bassa della schiena nella speranza di prevenire gli infortuni, spetta all'utente allenarsi in modo responsabile ed entro i propri limiti fisici

Passaggio 4: suggerimenti e consigli

• Assicurati che EMG BItalino sia collegato con il lato con il cerchio ad Arduino.

• Assicurati di aver scaricato le librerie SD e SPI in Arduino.

  Controlla andando su "Schizzo" > "Includi librerie" e guarda l'elenco a discesa

• Tieni il tutore stretto sulla parte bassa della schiena.
• Cablare il circuito esattamente come mostrato nello schema elettrico in modo da non dover modificare i numeri dei pin nel codice.
• Se hai problemi con il codice, commenta le sezioni e provale separatamente.
• Qualsiasi tutore per la schiena andrà bene. Se non hai un tutore per la schiena puoi usare una t-shirt aderente.
• Aggiunta di filtri all'interno del codice impostando la soglia per rimuovere il segnale insolitamente alto che potrebbe non essere dovuto alla contrazione muscolare.
• Se possibile, codificare a colori i cavi, facilitando il monitoraggio dei collegamenti nel circuito.

Passaggio 5: inizia a costruire

È ora di iniziare a costruire il tuo tutore "Ricevuto la schiena"!

Passaggio 6: diagramma del circuito

Questo diagramma EAGLE mostra i seguenti collegamenti che devono essere effettuati:

• L'adattatore microSD è collegato a 4 pin digitali come specificato, 5V e GND.
• Il buzzer è anche collegato a 1 pin digitale e collegato a GND. L'uso di un resistore è facoltativo.
• I 2 sensori EMG sono entrambi collegati a 5V, GND e pin analogici separati su Arduino.
• Il potenziometro si collega a un altro pin analogico.

Passaggio 7: costruisci il tuo circuito

Usa il diagramma di Fritzing sopra e quello della pagina precedente per costruire il tuo circuito. I pin di uscita per i chip EMG, il potenziometro, il piezo buzzer e il pin CS del modulo adattatore per schede microSD possono essere modificati se si modifica il codice di conseguenza. Tuttavia, gli altri pin del modulo adattatore per schede microSD devono essere collegati ai pin mostrati sopra e sullo schema EAGLE. Il cicalino piezoelettrico può essere posizionato in qualsiasi area vuota del circuito.

Passaggio 8: identificare il posizionamento degli elettrodi

Usando la tua conoscenza del gruppo muscolare erettore spinale acquisita in precedenza, posiziona un elettrodo vicino all'inserzione del muscolo e uno a pochi centimetri sopra di esso su ciascun lato. Inoltre, posizionare un elettrodo su una regione ossea come l'anca su ciascun lato. Si consiglia il posizionamento degli elettrodi come mostrato sopra. Gli elettrodi sono distanti circa due o tre pollici e simmetrici al centro della schiena, direttamente sui muscoli erettori spinali. Oltre a questi, un set di elettrodi si trova sulle regioni ossee sinistra e destra dei fianchi.

Passaggio 9: identificare dove posizionare gli elettrodi sul tutore posteriore

Ora è il momento di determinare dove sul tuo tutore posteriore dovresti attaccare gli elettrodi. Questo può essere fatto indossando il tutore per la schiena sopra gli elettrodi attaccati del passaggio precedente e segnando il tutore dove entrano in contatto con gli elettrodi. Puoi quindi rimuovere gli elettrodi dalla schiena e dai fianchi e metterli sopra i segni sul tutore posteriore. Dovrebbero essere simili a quello sopra.

Passaggio 10: collegare gli elettrodi ai cavi degli elettrodi BITalino e al supporto posteriore

Prima di attaccare gli elettrodi al tutore, devono essere collegati ai cavi degli elettrodi BITalino. Basta agganciare gli elettrodi ai cavi e riposizionarli sui contrassegni del supporto posteriore. I cavi rossi dovrebbero andare agli elettrodi superiori mentre i cavi neri dovrebbero attaccarsi a quelli inferiori. I cavi bianchi devono essere collegati agli elettrodi dell'anca. Una volta posizionati, fissare gli elettrodi con nastro biadesivo o cucirli in posizione.

Passaggio 11: indossare il tutore posteriore

Ora sei pronto per indossare il tutore per la schiena come faresti normalmente. I cavi EMG dovrebbero uscire dalla parte inferiore del tutore su entrambi i lati per un facile accesso.

Passaggio 12: collegare i cavi EMG al circuito stampato

Basta fare clic sui cavi dei chip EMG collegati al circuito.

Passaggio 13: accendere la batteria per iniziare

Quando sei pronto per iniziare, accendi la batteria. Il cicalino ti avviserà quando stai usando troppo la parte bassa della schiena e registrerà i tuoi dati su una scheda microSD. Tenere la batteria spenta quando non è in uso.

Passaggio 14: regolare il potenziometro per avvisarti quando si flette l'erettore spinale

Un potenziometro è un partitore di tensione che consente di variare il segnale di tensione dal pin di uscita (che è stato collegato al pin A1). Ruotando il potenziometro si modifica questa tensione e quindi la soglia. Utilizzare il potenziometro per regolare la soglia alla quale suona il cicalino. Provalo assicurandoti che il cicalino suoni solo quando fletti la parte bassa della schiena.

Passaggio 15: riscaldamento

Il riscaldamento è la cosa più importante da fare per evitare lesioni durante l'esercizio!

Passaggio 16: iniziare l'esercizio

Accendere la batteria prima di ogni passo, allenarsi normalmente e ascoltare il cicalino. Se suona il cicalino, significa che stai lavorando troppo duramente sulla parte bassa della schiena e dovresti apportare alcune modifiche al tuo peso o alle ripetizioni.

Passaggio 17: visualizzazione dei dati

Dopo aver lavorato, puoi facilmente visualizzare i tuoi dati. Basta rimuovere la scheda microSD dal circuito e inserirla nel computer. Naviga nel file explorer del tuo computer per accedere alla tua scheda SD e aprire il file "Datalog". Da qui puoi facilmente copiare i tuoi dati in Microsoft Excel per una facile analisi. Per creare un grafico come quello sopra, è sufficiente evidenziare ogni colonna e inserire un grafico a dispersione.

Passaggio 18: ulteriori idee

Come possibile aggiunta futura, il design potrebbe includere un modulo Bluetooth che gli consenta di connettersi al telefono cellulare dell'utente in cui è archiviata la raccolta dei dati.

Per ridurre i costi e il tempo di costruzione, si potrebbe sacrificare la possibilità di visualizzare i dati rimuovendo l'aspetto della scheda microSD del dispositivo. Il codice dovrebbe essere modificato di conseguenza, ma questo farebbe risparmiare tempo, denaro e spazio sulla scheda.

Un filtro RC può essere aggiunto in serie con l'EMG come prima che si colleghi al pin analogico per filtrare il segnale e aiutare con la riduzione del rumore.