IDC2018IOT kojų bėgimo stebėjimo priemonė: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Mes sugalvojome šią idėją kaip „Daiktų interneto“kurso „IDC Herzliya“dalį.

Projekto tikslas yra sustiprinti fizinę veiklą, apimančią bėgimą ar ėjimą, naudojant „NodeMCU“, kelis jutiklius ir galimą serverį. Šio projekto rezultatas yra labai naudingas IOT įrenginys, kurį ateityje galima paversti tikru gamybos produktu, kuris bus naudojamas visur! Praneškite mums, ką manote:)

Prieš pradėdami įsitikinkite, kad turite:

* „NodeMCU“įrenginys.

* 1 Pjezoelektrinis jutiklis.

* MPU6050 jutiklis.

* Viena didelė matrica.

* Elastinga virvė.

* „Firebase“paskyra.

Neprivaloma:

* Keli pjezoelektriniai jutikliai

* multiplekseris

1 veiksmas: MPU6050 nustatymas ir kalibravimas

"pakrovimas =" tingus"

Instrukcijos:

• Prijunkite pjezo su 1M rezistoriumi (žr. Pridėtą paveikslėlį).
• Įkelkite pridėtą eskizą.
• Prijunkite prietaisą prie vienos kojos elastine virve.
• Atidarykite „serijinį braižytuvą“.
• Žiūrėkite vaizdo įrašą, pridėtą prie šio veiksmo.

3 žingsnis: jutiklių integravimas į „Arduino“

Mes matėme, kaip kalibruoti jutiklius, dabar abu jutiklius integruosime į „NodeMCU“!

• Prijunkite abu jutiklius prie prietaiso, naudokite tuos pačius kaiščius, kaip nurodyta 1+2 veiksmuose.
• Įkelkite pridėtą eskizą.
• Prijunkite prietaisą su 2 jutikliais prie vienos kojos.
• Atidarykite „serijinį braižytuvą“.
• Žiūrėkite pridedamą vaizdo įrašą.

4 veiksmas: duomenų siuntimas į debesį

Šiame žingsnyje mes prijungsime savo įrenginį prie debesies ir išsiųsime duomenis, kad pamatytume nuostabias diagramas!

Mes naudosime MQTT protokolą ir siųsime duomenis į nemokamą serverį, pavadintą „Adafruit“.

PASTABA: „Adafruit“nepalaiko duomenų siuntimo kelis kartus per sekundę, jis veikia lėčiau, todėl siųsime savo duomenų taškų vidurkį, o ne pačius duomenų taškus. Du duomenis iš mūsų 2 jutiklių paversime vidutiniais duomenimis, naudodami šiuos pakeitimus:

* Žingsnių aptikimo laikas bus pakeistas į žingsnius per minutę. Kiekvieno žingsnio trukmę galima rasti pagal (millis () - step_timestamp), o vidurkį galima nustatyti naudojant filtrą, kaip matėme anksčiau: val = val * 0,7 + new_val * 0.3.

* Žingsnio galia bus pakeista į vidutinę žingsnio galią. Kiekvienam žingsniui naudosime tą pačią „max“naudojimo metodiką, tačiau naudosime filtrą, kad apskaičiuotume vidurkį, naudodami filtro vidurkį = vidurkis * 0,6 + naujas_valis * 0,4.

Instrukcijos:

• Įveskite „Adafruit“svetainę adresu io.adafruit.com ir įsitikinkite, kad turite paskyrą.
• Sukurkite naują prietaisų skydelį, kurį galite pavadinti „Mano žingsnių detektorius“.
• Prietaisų skydelyje paspauskite mygtuką + ir pasirinkite „linijinė diagrama“ir sukurkite sklaidos kanalą pavadinimu „steps_per_min“.
• Prietaisų skydelyje paspauskite mygtuką + ir pasirinkite „linijinė diagrama“ir sukurkite sklaidos kanalą pavadinimu „vidutinis_pakopo galia“.
• Dabar turėtumėte matyti 2 tuščias kiekvieno lauko diagramas.
• Naudokite pridedamą eskizą ir nustatykite šią konfigūraciją:

USERNAME = jūsų „Adafruit“vartotojo vardas.

RAKTAS = jūsų „Adafruit“raktas

WLAN_SSID = WIFI pavadinimas

WLAN_PASS = WIFI leidimas

mpuStepThreshold = slenkstis nuo 2 veiksmo

Tada galite prijungti įrenginį prie vienos kojos ir eskizas išsiųs žingsnių duomenis į serverį!

5 veiksmas: 2 įrenginių naudojimas tuo pačiu metu

Šiame žingsnyje imituosime 2 žmones, kurie tuo pačiu metu vaikšto su prietaisu!

Mes naudosime 2 skirtingus įrenginius - su tais pačiais duomenų taškais, kaip paaiškinta 4 veiksme.

Taigi tai tikrai paprasta, yra 3 paprastos užduotys:

1) sukurkite papildomų sklaidos kanalų duomenims iš antrojo įrenginio, siūlome pataisyti „_2“

2) pakeisti prietaisų skydelio blokus, kad būtų pateikti abiejų sklaidos kanalų duomenys.

3) pakeisti kanalų pavadinimą antrojo įrenginio eskize.

4) Peržiūrėkite rezultatus!

PASTABA:

Jei „Adafruit“atsispindi per greitai gaunamiems duomenims, gali prireikti koreguoti duomenų siuntimo į serverį dažnumą. padarykite tai, eskize radę šiuos dalykus:

/ / Siųskite kas 5 sekundes, neviršydami „Adafruit“apribojimo nemokamiems vartotojams. // Jei naudojate „premium“ar savo serverį, nedvejodami keiskite. // Kaskart siųskite kintamą duomenų tašką. if (millis () - lastTimeDataSent> 5000) {

6 žingsnis: patobulinimai, pastabos ir ateities planai

Pagrindinis iššūkis:

Pagrindinis projekto uždavinys buvo išbandyti „NodeMCU“atliekant fizinę veiklą. USB kabelis dažnai atjungiamas, o bandant greitai judėti gali kilti problemų atjungiant kaiščius. Daug kartų derindavome kodą, kuris iš tikrųjų veikė, ir problema buvo fizinėje srityje.

Mes įveikėme šį iššūkį nešdami nešiojamąjį kompiuterį šalia bėgiko ir rašydami kiekvieną kodą vienu metu.

Kitas iššūkis buvo užtikrinti, kad skirtingi komponentai sklandžiai sąveikautų:

• Pjezo su pagreičio matuokliu: pritaikėme tai, kaip aprašyta 3 žingsnyje, pagal mūsų turimą kūrybinę idėją.
• Jutikliai su serveriu: kaip aprašyta 4 veiksme, mes transformavome reikšmes į kitas vertes, kurias galima siųsti į serverį lėčiau.

Sistemos apribojimai:

• Prieš naudojimą reikia kalibruoti.
• Reikia paversti standesniu gaminiu, kuris nesulūžtų fizinės veiklos metu.
• Pjezoelektrinis jutiklis nėra labai tikslus.
• Reikia tam tikro wifi ryšio. (Lengvai išsprendžiama naudojant mobiliojo telefono viešosios interneto prieigos tašką)

Ateities planai

Dabar, kai turime visiškai veikiantį kojų stebėjimo įrenginį, galima dar daugiau patobulinti!

Keli vaizdai!

• Prijunkite piezos prie skirtingų pėdos vietų.
• Naudokite multiplekserį, nes „NodeMCU“palaiko tik vieną analoginį kaištį.
• Gali parodyti pėdos šilumos žemėlapį, apibūdinantį smūgio sritis.
• Gali naudoti šiuos duomenis įspėjimams apie netinkamą laikyseną ir kūno pusiausvyrą kurti.

Daug prietaisų!

• Mes parodėme, kaip tuo pačiu metu prijungti 2 įrenginius, bet jūs galite prijungti 22 pjezo prie 22 futbolininkų!
• Duomenys gali būti atskleisti žaidimo metu, kad būtų rodoma įdomi žaidėjų metrika!

Išplėstiniai jutikliai

Mes naudojome pjezo ir akselerometrą, tačiau galite pridėti kitų prietaisų, kurie praturtins išvestį ir suteiks daugiau duomenų:

• Tikslūs lazeriai, skirti aptikti žingsnius.
• Išmatuokite atstumą tarp pėdos ir žemės.
• Išmatuokite atstumą tarp skirtingų žaidėjų (jei yra keli įrenginiai)