Custode dell'andatura: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Dichiarazione problema

In uno studio su 87 adulti normali e anziani, la misurazione dei modelli di deambulazione e dell'umore ha mostrato prove correlazionali che l'andatura potrebbe fornire un indice del livello di depressione in una popolazione clinica [1]. Inoltre, è stato dimostrato che il miglioramento del modello di andatura riduce il rischio di dolore e lesioni, utilizza i meccanismi naturali di assorbimento degli urti del corpo e distribuisce il carico di lavoro energetico dal camminare e dalla corsa nel tempo. Il nostro progetto intende promuovere un'andatura corretta per migliorare il benessere di chi ne fa uso.

[1] Sloman, L, et al. "Umore, malattia depressiva e modelli di andatura". Rapporti attuali di neurologia e neuroscienza., Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti, aprile 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

Panoramica di come funziona

Il nostro dispositivo valuta l'andatura di un utente e determina se sta camminando nel modo più ottimale, in base alla distribuzione della pressione del piede. Abbiamo raggiunto questo obiettivo attraverso fogli conduttivi sensibili alla pressione in una serie di cuscinetti da pavimento portatili. Abbiamo valutato la loro andatura in base alla quantità media di pressione esercitata sul tallone o sulla pianta del piede. Questo fa scattare una serie di LED RGB per accendersi in base al risultato della valutazione dell'andatura.

Quando si inizializzano i pad, il primo giro di LED bianchi consente all'utente di capovolgere il pad sul pavimento e posizionarlo nella posizione desiderata. Quando il secondo giro di LED blu si accende, questo è il momento in cui l'utente deve salire sui pad. Questo registra le pressioni massime e minime applicate per la parte anteriore e posteriore del piede. Usando questi numeri lo abbiamo usato per normalizzare le letture future del velostat. Inoltre, calcoliamo una soglia variabile che rileva quando il pad dovrebbe iniziare a leggere i valori, in base a se qualcuno sta calpestando il pad.

Immagine

La nostra iterazione finale del progetto è visualizzata nelle immagini sopra.

Passaggio 1: materiali

Elenco dei materiali (per un singolo pad)

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

¼ di un Foglio di Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ di una striscia NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

Compensato da 14" x 16" pollici (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 batteria agli ioni di litio da 1,3 V (https://bit.ly/2AVIcP7)

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

Nastro di rame (https://amzn.to/2SAIBOf)

Foglio di alluminio (https://amzn.to/2RFKs47)

Colla per legno (https://amzn.to/2Qhw7yb)

Passaggio 2: taglio laser

Tagliamo al laser due pezzi di compensato da 1/2 per ogni poggiapiedi. La parte inferiore ospita i cavi e l'elettronica, mentre il telaio superiore presenta i cuscinetti a pressione e protegge le parti sottostanti. Un totale di 8 pezzi farà 4 piedini quando uniti insieme.

Il file Illustrator è la dimensione finale del footpad. Le linee ROSSE devono essere impostate su CUT e il NERO deve essere inciso. A seconda della macchina da taglio laser, saranno necessarie diverse combinazioni di potenza/velocità per ottenere un'incisione abbastanza profonda da avere Arduino Lilypad a filo sotto il footpad. Per riferimento, abbiamo usato 50 velocità, 40 potenza e fatto 3 passaggi.

Passaggio 3: cablaggio

Abbiamo usato LilyPad Arduino AT, che viene fornito con un totale di 11 pin del connettore.

Ecco i dettagli per il cablaggio del Gait Keeper come mostrato nel diagramma di Fritzing e nelle immagini del prototipo sopra:

• Velostato anteriore positivo > A5
• Indietro Velostat Positivo > A4
• Motivi Velostat > Pin GND
• Segnale LED > A3
• LED GND > Pin GND
• LED Positivo > Pin Positivo

Passaggio 4: codice

Di seguito è riportato un collegamento al nostro codice e in allegato un'immagine del nostro pseudocodice e del nostro approccio:

Passaggio 5: assemblaggio

Per il processo di assemblaggio finale, abbiamo prima tagliato la striscia NeoPixel RGB in pezzi abbastanza lunghi da avvolgere la circonferenza del pad e tagliato il filo per adattarlo alle tracce che avevamo inciso nei pad. Abbiamo quindi saldato i fili ai pin appropriati su ciascuno dei Lilypad, come indicato nella prima immagine sopra, e caricato il nostro codice sulle schede. Successivamente, abbiamo infilato strisce di foglio di alluminio attraverso le fessure che avevamo tagliato al laser e le abbiamo fissate con nastro adesivo, come mostrato nella seconda e nella terza immagine. Quindi, abbiamo usato i binari per il cablaggio da attaccare al foglio di alluminio usando del nastro di rame e abbiamo saldato il cablaggio collegato ai Lilypad ai punti di contatto corrispondenti (pin A5 al pad anteriore attraverso la parte superiore dei binari tagliati al laser, pin A4 al in basso e il terreno attraverso il centro - mostrato nella quarta immagine).

Come mostrato nella quinta immagine, abbiamo fissato le strisce di Velostat che sono state tagliate della stessa dimensione delle strisce di alluminio, fissandole in posizione per garantire un contatto uniforme con il materiale conduttivo. Per lo strato superiore di materiale conduttivo, abbiamo utilizzato del nastro di rame per la sua durata, creando un motivo a spirale per coprire l'intera superficie del pezzo di legno rettangolare visto nella sesta immagine sopra, tenendo tutto in posizione. Abbiamo anche usato il nastro di rame per creare una connessione tra questi strati a spirale infilati attraverso le fessure tagliate al laser per raggiungere il cablaggio di terra saldato.

Infine, abbiamo inserito tutti i materiali e collegato l'intera struttura in legno, collegato le batterie cariche e incollato il Lilypad nella sua unità abitativa designata. Una volta che tutto è stato sistemato, abbiamo usato la colla per legno per incollare insieme l'intelaiatura di legno e poi abbiamo attaccato le strisce RGB tagliate al bordo esterno e abbiamo lasciato asciugare la colla durante la notte.

Passaggio 6: video dimostrativo dell'interazione

Ecco un video di uno dei membri del nostro gruppo che cammina sui pad e riceve un feedback LED.