IDC2018IOT Tracker de alergare a piciorului: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Am venit cu această idee ca parte a cursului „Internetul lucrurilor” de la IDC Herzliya.

Obiectivul proiectului este de a îmbunătăți activitățile fizice care implică alergarea sau mersul pe jos folosind NodeMCU, câțiva senzori și un server. Rezultatul acestui proiect este un dispozitiv IOT foarte util care poate fi transformat în viitor într-un produs real de producție care va fi folosit peste tot! Vă rugăm să ne spuneți ce credeți:)

Înainte de a începe, asigurați-vă că aveți:

* Dispozitiv NodeMCU.

* 1 Senzor piezoelectric.

* Senzor MPU6050.

* O mare matrice.

* Coarda elastică.

* Cont Firebase.

Opțional:

* Senzor piezoelectric multiplu

* multiplexor

Pasul 1: Configurarea și calibrarea MPU6050

"încărcare =" leneș"

Instrucțiuni:

• Conectați piezo-ul cu rezistența de 1M (a se vedea imaginea atașată).
• Încărcați schița atașată.
• Conectați dispozitivul la un picior folosind coarda elastică.
• Deschideți „serial plotter”.
• Urmăriți videoclipul atașat acestui pas.

Pasul 3: Integrarea senzorilor în Arduino

Am văzut cum să calibrăm senzorii, acum vom integra ambii senzori în NodeMCU!

• Conectați ambii senzori la dispozitiv, utilizați aceiași pini ca la pașii 1 + 2.
• Încărcați schița atașată.
• Conectați dispozitivul cu cei 2 senzori la un picior.
• Deschideți „serial plotter”.
• Urmăriți videoclipul atașat.

Pasul 4: Trimiterea datelor către cloud

În acest pas, ne vom conecta dispozitivul la cloud și vom trimite date pentru a vedea câteva diagrame uimitoare!

Vom folosi protocolul MQTT și vom trimite date către un server gratuit numit „Adafruit”.

NOTĂ: Adafruit nu acceptă trimiterea de date de câteva ori în fiecare secundă, funcționează în ritm mai lent, prin urmare vom trimite o medie a punctelor noastre de date și nu a punctelor de date în sine. Vom transforma datele din cei 2 senzori ai noștri în medii folosind următoarele transformări:

* Timpul de detectare a pasului va fi transformat în pași pe minut. Durata fiecărui pas poate fi găsită de (millis () - step_timestamp), iar media poate fi făcută folosind un filtru, așa cum am văzut înainte: val = val * 0.7 + new_val * 0.3.

* Puterea pasului va fi transformată în putere medie a pasului. Vom folosi aceeași metodologie de utilizare a „max” pentru fiecare pas, dar vom folosi un filtru pentru a face o medie folosind filtrul mediu = mediu * 0,6 + nou_val * 0,4.

Instrucțiuni:

• Introduceți site-ul web Adafruit la adresa io.adafruit.com și asigurați-vă că aveți un cont.
• Creați un nou tablou de bord, îl puteți denumi „Detectorul meu de pași”.
• În interiorul tabloului de bord, apăsați pe butonul + și selectați „diagramă liniară” și creați un flux numit „steps_per_min”.
• În interiorul tabloului de bord, apăsați pe butonul + și selectați „diagramă liniară” și creați un flux numit „average_step_power”.
• Acum ar trebui să vedeți 2 diagrame goale pentru fiecare dintre câmpuri.
• Utilizați schița atașată și setați următoarea configurație:

USERNAME = numele dvs. de utilizator Adafruit.

CHEIE = cheia dvs. Adafruit

WLAN_SSID = nume WIFI

WLAN_PASS = trecere WIFI

mpuStepThreshold = Prag de la pasul 2

Apoi, puteți conecta dispozitivul la un picior și schița va trimite date pașilor către server!

Pasul 5: Utilizarea a două dispozitive în același timp

La acest pas, vom simula 2 persoane care merg cu dispozitivul în același timp!

Vom folosi 2 dispozitive diferite - cu aceleași puncte de date ca și cele explicate în pasul 4.

Deci, acest lucru este foarte ușor, există 3 sarcini simple:

1) creați fluxuri suplimentare pentru datele de pe al doilea dispozitiv, vă sugerăm să dați o corecție post „_2”

2) schimbați blocurile din tabloul de bord pentru a prezenta date de pe ambele fluxuri.

3) schimbați numele fluxurilor în schița celui de-al doilea dispozitiv.

4) Vezi rezultatele!

NOTĂ:

Adafruit rezistă la date care vin prea repede, ar putea fi necesar pentru a regla frecvența în care datele sunt trimise la server. faceți acest lucru găsind următoarele în schiță:

/ / Trimiteți la fiecare 5 secunde să nu depășească limita Adafruit pentru utilizatorii gratuiți. // Dacă utilizați serverul premium sau propriul dvs. server, nu ezitați să vă schimbați. // De fiecare dată trimiteți un punct de date alternativ. if (milis () - lastTimeDataSent> 5000) {

Pasul 6: Îmbunătățiri, note și planuri de viitor

Principala provocare:

Principala provocare a proiectului a fost testarea NodeMCU într-o activitate fizică. Cablul USB se deconectează des și, atunci când încercați să vă deplasați rapid, pot apărea probleme de detașare a pinilor. De multe ori depanam o bucată de cod care funcționa efectiv, iar problema se afla în domeniul fizic.

Am depășit această provocare purtând laptopul aproape de alergător și scriind fiecare bucată de cod la un moment dat.

O altă provocare a fost aceea de a face ca diferitele componente să interacționeze ușor:

• Piezo-ul cu acceleromterul: S-a dovedit așa cum este descris la pasul 3, printr-o idee creativă pe care am avut-o.
• Senzorii cu serverul: așa cum este descris în pasul 4, am transformat valorile în alte valori care pot fi trimise către un server într-un ritm mai lent.

Limitările sistemului:

• Necesită calibrare înainte de utilizare.
• Trebuie să fie transformat într-un produs mai rigid, care să nu se rupă ușor într-o activitate fizică.
• Senzorul piezoelectric nu este foarte precis.
• Are nevoie de o conexiune wifi. (Rezolvat cu ușurință folosind hotspot-ul telefonului mobil)

Planuri de viitor

Acum, că avem un dispozitiv de monitorizare a piciorului pe deplin funcțional, există și alte îmbunătățiri care pot fi făcute!

Pizeo multiplu!

• Conectați piezos la diferite zone din picior.
• Utilizați multiplexorul, deoarece NodeMCU acceptă doar un pin analogic.
• Poate afișa o hartă a căldurii piciorului pentru a descrie zonele de impact.
• Poate folosi aceste date pentru a crea alerte cu privire la postura greșită și echilibrul corpului.

Multe dispozitive!

• V-am arătat cum să conectați 2 dispozitive în același timp, dar puteți conecta 22 de piezi la 22 de jucători de fotbal!
• Datele pot fi expuse în timpul jocului pentru a arăta câteva valori interesante despre jucători!

Senzori avansați

Am folosit piezo și accelerometru, dar puteți adăuga alte dispozitive care vor îmbogăți ieșirea și vor oferi mai multe date:

• Leneși exacți pentru a detecta pașii.
• Măsurați distanța dintre picior și sol.
• Măsurați distanța dintre diferiți jucători (în cazul mai multor dispozitive)