Начинаем бегать правильно: самодельный беговой метроном

    Привет, Хабр! Многие в Новый год дают себе различные обещания, одно из самых частых - начать следить за здоровьем. Наиболее простой и распространённый способ поправить здоровье - бег, поэтому в новогодние праздники количество бегунов в парках значительно увеличивается. Кто-то быстро забивает на бег, а кто-то задерживается надолго, начинает увеличивать беговые объёмы и улучшать качество беговых тренировок в надежде однажды пробежать свои первые 10 километров, полумарафон, или даже марафон. Подобные цели трудновыполнимы без необходимой подготовки, в которую также включается постановка правильной техники бега, способствующей снижению риска возникновения беговых травм. Одним из необходимых параметров правильной техники является каденс - количество шагов за определенный промежуток времени, при беге каденс измеряется частотой шагов в минуту. Помимо прямого влияния на скорость, увеличение частоты шагов позволяет снизить вредную нагрузку на суставы. Долгое время "золотым стандартом" бегового каденса, с подачи знаменитого тренера Джека Дэниелса, автора книги "От 800 метров до марафона", было принято считать 180 шагов в минуту (180 spm), однако современные исследования показывают, что оптимальный каденс является индивидуальным, и не стоит стремиться к какому-то конкретному числу. Грег МакМиллан, основатель McMillan Running, рекомендует укладывать частоту шагов при беге в пределы 170 - 190 spm. Если ваш каденс составляет меньше 170 spm, наиболее простой способ повысить его - использовать метроном, и подстраиваться под его ритм до тех пор, пока подобная частота не станет привычной.

    Есть несколько видов метрономов, с которыми можно бегать, но у многих из них есть минусы:

    1. Специальное приложения на телефон. Тут сразу возникает несколько проблем. Во-первых, я бегаю уже не первый год и искренне рекомендую оставлять телефон дома. Бег - это некий медитативный процесс, в ходе которого вы должны очень чутко отслеживать состояние вашего организма, не отвлекаясь на внешние раздражители, а телефон именно таковым и является. Останавливаясь во время пробежки сфотографировать что-нибудь интересное, вы тем самым сбиваете темп, начинает падать пульс, и вообще - это не способствует правильной тренировке. Навязчивые звонки и сообщения также отвлекают, но можно перевести телефон в автономный режим. Остаётся еще риск разбить телефон при падении, особенно актуально при беге зимой в неспециализированной обуви. Также не может не напрягать вес телефона и его размер: гораздо удобнее бегать налегке. Если вы всё же берёте телефон на пробежку ради музыки, аудиокниг, либо подкастов - возникает проблема аудиофокуса, не все аудио-приложения способны воспроизводить звук параллельно с другими приложениями (метрономом).

    2. Специально подобранные под определенную частоту музыкальные плейлисты. Тут возникает проблема "вкусовщины", а также такие плейлисты составляются чаще всего под 180 bpm.

    3. Гитарный метроном. Устройства, которые попадались мне, в основном представляли собой поделки с пьезодинамиком (баззером) - мерзкой пищалкой, слушать которую долгое время не представляется возможным.

    4. Сам я долгое время бегал с китайской комбинацией велофары, bluetooth-спикера, и mp3-плеера, в форм-факторе фонарика, который удобно было заткнуть в петлю бегового пояса, но с недавнего времени его место в поясе занял фонарик-электрошокер (решение вечной проблемы бегунов и собак), а также расшатался порт для зарядки, и проклеенная конструкция не позволила разобрать его для ремонта.

    5. В некоторых моделях часов, например, Garmin Forerunner 945, есть встроенный метроном, отмеряющий ритм баззером-пищалкой, либо вибромотором. Не очень удобно.

    6. Универсальное самодельное устройство. На нём мы остановимся подробнее.

    Попытки найти миниатюрное устройство с динамиком, способное воспроизводить залитый на него звуковой файл, велось мною достаточно давно. Рассматривал китайские mp3-плееры, по типу RUIZU D11, и Polk Audio Boom Bit от американской Polk Audio, и даже совсем экзотические bluetooth-колонки с креплением на предплечье (Mifa F20). Но все они оказывались либо дорогостоящими, либо непрактичными, либо снятыми с производства, пока я не наткнулся на китайский mp3-модуль DY-SV17F. Данный модуль хорош тем, что умеет воспроизводить mp3-файлы со встроенной микросхемы памяти объёмом 4 мегабайта, а также содержит 5-ваттный усилитель класса D, позволяющий использовать динамик сопротивлением 4 Ом и мощностью 3~5 Вт. Также имеется micro-USB разъём для заливки звуковых файлов.

    При подключении к компьютеру модуль определяется как USB-диск, в описании указано "W6094 uart mp3 player USB Device". Файловая система FAT, определяемая ёмкость 4161536 байт (3,96 Мб), в корне лежит тестовый файл "00001.mp3". Для выбора режима работы модуля используются выходы CON1, CON2, CON3. Модуль имеет несколько режимов, подробнее можно почитать в datasheet, меня же интересовал только режим цикличного воспроизведения определенного файла. Для выбора данного режима нужно подключить CON1 и CON2 через резисторы 10 кОм к плюсу, а CON3 к минусу, в этом режиме мелодия играет только тогда, когда на соответствующий контакт подключен минус. Для воспроизведения файла с наименованием "00001.mp3" минус должен быть подключен к контакту IO0 (см. схему). Для питания модуля требуется 5 V постоянного тока, я использую литий-ионную батарею напряжением 3,7 V и ёмкостью 450 mAh через повышающий преобразователь. Батарею подключил через модуль контроллера заряда TP4056 с защитой.

    На Aliexpress удалось найти 4-Омные динамики мощностью 3 Вт и диаметром 30 мм, достаточно компактные, чтобы разместиться в небольшом корпусе, и оснащённые клейкой полоской по длине окружности. Собирал по схеме "навесного монтажа", использовал местами провод AWG30, резисторы закатал в термоусадку, чтобы не болтались. TP4056 позволяет заряжать аккумуляторы через порт micro-USB, но для удобства я припаял внешние магнитные входы питания (из своих запасов). Батарея уже имеет микросхемы защиты, но дополнительные, вроде, не мешают.

    Для крепления контроллеров применил двустороннюю клейкую ленту из FixPrice, обезжирив поверхности спиртом. Изначально планировал собирать метроном в коробочке из-под драже Тик Так, но наигравшись с вертикальной укладкой компонентов, взял аналогичного размера коробочку для самоделок с Aliexpress, изначально приобретённую для другого проекта. Контакты зарядки обильно залил термоклеем.

    Я бегаю с каденсом 180 spm, потому просто обрезал кусок mp3-файла, использовавшегося мною ранее, до максимально возможного размера, вмещающегося на флешку модуля (получилось 8 минут 30 секунд). Если вы планируете повторить устройство, но бегать с другим каденсом, просто сгенерируйте файл с необходимой частотой, но обязательно назовите его "00001.mp3". Замеры потребления тока показали 40-50 мА, что даёт около 9 часов на одном заряде. Полевые испытания продемонстрировали, что после использования в течение одного часа, аккумулятор израсходовал около 60 mAh ёмкости, что примерно равняется подсчётам (испытания проводились при температуре -5°С). Итоговый размер метронома составил 85 X 50 X 21 мм, вес 55 г, стоимость компонентов:

    • DY-SV17F - 1.35$

    • TP4056 - 0.28$

    • Повышающий преобразователь - 1.51$

    • Динамик ~ 1.22$ (12.18$ за 10 шт.)

    • Коробка - 1.29$

    • Аккумулятор брал из запасов, ~2.5$

    Итого чуть более 8$ без учёта расходников.

    Готовое устройство:

    В планах поработать над компактностью, а также сделать переключатель, позволяющий использовать метроном для джоггинга (низкий каденс) и скоростных работ (высокий каденс). Спасибо за внимание, жду комментариев.

    Similar posts

    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 25

      +1
      Что-то типа вот этого даже еще лучше будет
      vicgain.sdot.ru/btelektr/btelek11.htm

      Десяток копеечных деталей, и даже подстройку можно переменным резистром вынести. Или тумблер на несколько преднастроенных позиций.

      Да и батареи хватит на пару месяцев пробежек у этого устройства.
        0
        Спасибо, вариант интересный. Жаль только, что в размерах выиграть не удастся — устройству на схеме требуется 4,5V (в альтернативах 5-12V), значит от повышающего преобразователя избавиться не получится.
          +1
          Ну возьмите мультивибратор на КМОП. Таблетки 2302 хватит. По размерам можно в виде наушника сделать, или еще меньше.
          Просто делать аж целый компьютер только для того, чтобы тикало — несколько овермноговато.
            0
            Это там так написано, но IRL подобные схемы работают при очень широком напряжении питания, максимум требуется пересчитать резисторы для задания смещения (но я не думаю что это важно, поскольку там в аналогах указаны транзисторы с настолько разным h21э, что напряжение питания в таких случаях играет последнюю роль). Думаю, что вплоть до 3 вольт точно работать будет.

            Вот то, что оно при изменения напряжения скорее всего будет давать заметно разный pace — это правда, но это легко решить применив аккумулятор на lifepo4 или поставив стабилитрон для генератора (но тут ощутимо вырастет потребляемый ток).
          0
          Garmin 245M — спотифай с плейлистами с многочисленными жанрами и почти под любой каденс, а также встроенный метроном, помимо основных ключевых показателей.
          Бегать с этой коробочкой — сомнительное удовольствие с учетом минимизации таскаемых с собой на пробежке вещей, хотя если автора устраивает, то почему бы и нет.
          Мне лично даже метроном в часах не нужен и раздражает спустя пару км, достаточно удачного плейлиста.
          Ладно бы коробочка реализовывала сбор беговой динамики, как в HRM или Running Dynamics Pod, хотя там интереснее алгоритмы, нежели физический сбор данных с гироскопа и акселерометра.
            0
            Уже год бегаю с Garmin Forerunner 945, пробовал и плейлисты, и встроенный метроном (он ужасен!). Тут еще остро стоит проблема выбора наушников, Garmin далеко не со всеми моделями «дружит». У меня не получилось подобрать подходящие.
            Для сбора беговой динамики через «коробочку» в своё время заказал на Кикстартере устройство под названием 1Coach. Идея была неплоха, реализация — полный отстой. Пока китайцы допиливали приложение (года два, до сих пор не допилили) — у «коробочки» деградировал аккумулятор…
            +2
            Главное — бегать. Какой уже там будет каденс — вторично. Это если даже не начинать говорить про правильную постановку стопы, режимы тренировок и прочие нюансы (я и сам-бы не прочь пообщаться на эту тему с нормальным тренером).

            Согласен, что собачники — враги человечества. В 5 утра выбегаешь на пробежку — они уже выгуливают. Многие без поводков.

              –1
              Вот-вот. Каденс вторично. Лучше поделитесь противособачным опытом. Шокер сомнительно.
                +1
                Да какой там опыт… Бегал по улицам. Два раза прививался от бешенства, когда кусали бродячие собаки. После этого стал бегать по полевым дорогам за городом (живу на окраине). Но там собачники выпасают своих зверюг.

                Если собака без поводка — перехожу на шаг и медленно прохожу мимо, делая замечание. Некоторые собачники нормальные — на следующее утро завидев меня, цепляют собак на поводок или вообще выгуливают на поводке (народу с утра бегает не то чтобы табунами, но заметное количество). Ну а некоторые невменяемые, выгуливают принципиально без поводка и не реагируют на замечания. Тут только медленно проходить мимо.
                  +1
                  Ультразвуковые пугалочки — отлично помогают.
                    0
                    sukhe, Mira97
                    спасибо за ответы, попробую, проблема действительно острая
                0

                M50 Metronome Digital Electronic на АлиЭкспресс.


                Вполне себе годное устройство. Поставил выделение первой четверти, чтобы не монотонно было.

                  0
                  Я рассматривал эту модель, пункт 3 в моём списке, я б под такой писк и 15 минут не продержался бы.
                    0
                    Я под такой набегал со 160 до 180 шаг/мин. Бегал в наушниках, а на метрономе звук выставлял только чтобы более-менее слышать. ТЮК-тюк-тюк-тюк, ТЮК-тюк-тюк-тюк, ТЮК-тюк-тюк-тюк,… Плюс, что самое интересное, он небольшой по размеру, и удобно в напульсник его запихнуть.

                    Ваше же устройство большое. А вещей с собой, если самый минимум: ключ от машины (ключ от квартиры), баллончик от собак, плеер iPod Shuffle, наушники, часы (я приверженец Polar). На длинных добавляется фляга и гели. И тут ещё коробочка из журнала «Радио» 90-х годов.

                    ИМХО.
                  0

                  Перед операцией по удалению мениска врач говорил что после 30 любой бег только вред наносит, ходить надо. Так что я уже набегался

                    0

                    А проблема в ударных нагрузках? Ну а если кроссовки с гелиевой амортизацией + бегать по земле, а не асфальту?

                      +1

                      Можете бегать на пляже. Но изучив на вынужденном отдыхе этот вопрос я лучше бы выбрал бассейн. Затраты энергии намного больше (все группы мышц + разогрев), вреда нет, даже если делать вообще все неправильно. Бегать правильно умеют единицы

                      0

                      Хотите жить нормально — держитесь подальше от таких "врачей". Понятно, что без мениска активности д.б. другими, но "после 30 любой бег только вред наносит" — это лютый трэш. Такие "врачи", наверное, с удовольствием всех бы в стерильные боксы запихали с питанием внутривенно… Спасибо, что-то не хочется.
                      Гляньте на параатлетов. Даже скайраннеры есть. Понятно, что не всем это надо, но и" бег — это вредно" — тоже ни в какие ворота. Тогда уже расширим давайте: "жить — вредно". Важно не что делаешь, а как. Как в техническом плане, так и в психэмоциональном.
                      З.Ы. Против плавания ничего не имею, реально классная активность. Только менее доступна для большинства…

                      +1

                      Ого.


                      А я в детстве делал то же самое на оранжевых мелких транзисторах выковыренных из телевизора со свалки. Коллектор первого к базе второго, между эмитером первого и коллектором второго — динамик. Минус — к эмитеру первого, плюс — к эмитеру второго. Кондер и подстроечный резюк между базой и динамиком. Шесть деталей. Проще только детекторный приемник. Работало как от пальчиковой батарейки, так и от Кроны.


                      Денис, ваш девайс может пополнять коллекцию сверхсложных механизмов, делающих сверхпростую работу :)

                        0
                        • Mp3 Плеер-прищепка на али стоит около $1.
                        • флэшка любого размера там же на али $1-2 или из домашних запасов бесплатно.

                        Чем такой вариант не устроил? Как минимум легче и компактнее.

                          0

                          Перебрал несколько mp3 плееров-прищепок. Большинство из них умеет воспроизводить звук только в наушники, а это сразу неудобно.

                            0

                            У них у всех стандартный 3.5 мм выход. На али не видел (потому как и не искал), но где-то в конце восьмидесятых — начале девяностых уже продавались динамики в гнездо 3.5 мм для тогда ещё кассетных плееров.


                            Upd: на али стоит около $3. А можно готовую миниколонку с tf купить. Во всех случаях это будет дешевле и компактнее.

                          0
                          Надо еще больше термоклея богу термоклея!
                            0
                            при беге каденс измеряется частотой шагов в минуту.

                            А нельзя просто — частотой шагов без всяких каденсов да еще в минуту.

                            Концептуально, — частота колебаний определяется механическими характеристиками системы тело-нога, ее можно регулировать, к примеру, сгибая больше или меньше ногу в колене при проносе ступни под собой, но задавать ее императивно не имеет смысла, теряете эффективность.

                            Первична здесь — эффективность, то есть, если говорить о мгновенной эффективности — максимум скорости для данной, как правило максимальной вырабатываемой мощности, — это для коротких дистанций.

                            Для длинных — там самые разные стратегии и тактики. Если хотите поприкалываться над любителем каденсов, — позовите его побегать с вами и возьмите рваный ритм. Когда с горки или ветер в спину — пусть ноги болтаются почти несогнутые с естесственной довольно низкой частотой, руки почти прямые — в стороны. Очень экономичный режим — скорость большая, энергозатрат — минимум. Ваш приятель-каденс пыхтит как паровоз, а вы отдыхаете. Зато, когда потом в горку и против ветра, — вы, отдохнувший, врубаете полную мощность, а ваш приятель начинает слегка офигевать, типа так нечестно, надо бегать с постоянной мощностью, тогда притормозите, а то рискуете поссориться.

                            Для справки. Для освоения техники упомянутой выше нужно примерно пару лет по, примерно 35 км в неделю бега + плюс адекватные задаче мозги. Возраст — до 25.
                              0
                              для пловцов есть готовое решение:
                              www.finisswim.com/Tempo-Trainer-Pro
                              пользуемся, любим…
                              Из ++: водонепроницаемость

                              Only users with full accounts can post comments. Log in, please.