IDC2018IOT Leg Running Tracker: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Kami mengeluarkan idea ini sebagai sebahagian daripada kursus "Internet Of Things" di IDC Herzliya.

Matlamat projek ini adalah untuk meningkatkan aktiviti fizikal yang melibatkan berlari atau berjalan menggunakan NodeMCU, beberapa sensor dan pelayan kaleng. Hasil dari projek ini adalah peranti IOT yang sangat berguna yang dapat diubah pada masa akan datang menjadi produk pengeluaran sebenar yang akan digunakan di mana-mana sahaja! Tolong beritahu kami pendapat anda:)

Sebelum memulakan, pastikan anda mempunyai:

* Peranti NodeMCU.

* 1 Piezoelektrik sensor.

* Sensor MPU6050.

* Satu matriks besar.

* Tali elastik.

* Akaun Firebase.

Pilihan:

* Sensor Piezoelektrik berganda

* multiplexer

Langkah 1: Menyiapkan dan Mengkalibrasi MPU6050

"memuat =" malas"

Arahan:

• Sambungkan piezo dengan perintang 1M (lihat gambar yang dilampirkan).
• Muat naik lakaran yang dilampirkan.
• Sambungkan peranti ke satu kaki menggunakan tali elastik.
• Buka "plotter bersiri".
• Tonton video yang dilampirkan pada langkah ini.

Langkah 3: Mengintegrasikan Sensor ke Arduino

Kami melihat bagaimana untuk mengkalibrasi sensor, sekarang kami akan menggabungkan kedua-dua sensor ke NodeMCU!

• Sambungkan kedua-dua sensor ke peranti, gunakan pin yang sama seperti pada langkah 1 + 2.
• Muatkan lakaran yang dilampirkan.
• Sambungkan peranti dengan 2 sensor ke satu kaki.
• Buka "plotter bersiri".
• Tonton video yang dilampirkan.

Langkah 4: Menghantar Data ke Awan

Dalam langkah ini, kami akan menghubungkan peranti kami ke awan dan menghantar data untuk melihat beberapa carta yang menakjubkan!

Kami akan menggunakan protokol MQTT dan mengirim data ke pelayan percuma yang disebut "Adafruit".

CATATAN: Adafruit tidak menyokong pengiriman data beberapa kali setiap saat, ia berfungsi dengan lebih perlahan, oleh itu kami akan menghantar purata titik data kami, dan bukan titik data itu sendiri. Kami akan mengubah data dari 2 sensor kami ke data rata-rata menggunakan transformasi berikut:

* Masa pengesanan langkah akan berubah menjadi langkah per minit. Setiap durasi langkah dapat ditemukan oleh (milis () - step_timestamp), dan rata-rata dapat dilakukan menggunakan filter, seperti yang kita lihat sebelumnya: val = val * 0.7 + new_val * 0.3.

* Kekuatan langkah akan diubah menjadi daya langkah purata. Kami akan menggunakan metodologi yang sama dengan menggunakan "max" untuk setiap langkah, tetapi kami akan menggunakan filter untuk melakukan rata-rata menggunakan filter rata-rata = rata-rata * 0,6 + new_val * 0,4.

Arahan:

• Masukkan laman web Adafruit di alamat io.adafruit.com dan pastikan anda mempunyai akaun.
• Buat papan pemuka baru, anda boleh menamakannya "Pengesan langkah saya".
• Di dalam papan pemuka, tekan pada butang + dan pilih "carta garis", dan buat umpan bernama "step_per_min".
• Di dalam papan pemuka, tekan pada butang + dan pilih "carta garis", dan buat suapan bernama "rata-rata_power_power".
• Anda sekarang mesti melihat 2 carta kosong untuk setiap medan.
• Gunakan lakaran yang dilampirkan dan tetapkan konfigurasi berikut:

USERNAME = nama pengguna Adafruit anda.

KEY = kunci Adafruit anda

WLAN_SSID = Nama WIFI

WLAN_PASS = Hantaran WIFI

mpuStepThreshold = Ambang dari langkah 2

Kemudian anda boleh menyambungkan peranti ke satu kaki dan lakaran akan menghantar data langkah ke pelayan!

Langkah 5: Menggunakan 2 Peranti pada Masa Yang Sama

Pada langkah ini, kami akan mensimulasikan 2 orang yang berjalan dengan peranti pada masa yang sama!

Kami akan menggunakan 2 peranti yang berbeza - dengan titik data yang sama seperti yang dijelaskan dalam langkah 4.

Jadi ini sangat mudah, terdapat 3 tugas mudah:

1) buat suapan tambahan untuk data dari peranti ke-2, kami sarankan untuk memberikan "postingan" _2

2) ubah blok di papan pemuka untuk menampilkan data dari kedua suapan.

3) menukar nama suapan dalam lakaran peranti kedua.

4) Lihat hasilnya!

CATATAN:

Adafruit menolak data yang datang terlalu cepat, mungkin diperlukan untuk menyesuaikan frekuensi data dikirim ke pelayan. lakukan dengan mencari perkara berikut dalam lakaran:

/ / Hantar setiap 5 saat tidak melebihi had Adafruit untuk pengguna percuma. // Sekiranya anda menggunakan premium atau pelayan anda sendiri jangan ragu untuk menukarnya. // Setiap kali menghantar titik data bergantian. jika (milis () - lastTimeDataSent> 5000) {

Langkah 6: Penambahbaikan, Catatan dan Rancangan Masa Depan

Cabaran utama:

Cabaran utama dalam projek ini adalah menguji NodeMCU dalam aktiviti fizikal. Kabel usb sering terputus, dan ketika cuba bergerak dengan cepat mungkin ada masalah melepaskan pin. Berkali-kali kami menyahpepijat sekeping kod yang benar-benar berfungsi, dan masalahnya adalah di alam fizikal.

Kami mengatasi cabaran ini dengan membawa komputer riba dekat dengan pelari, dan menulis setiap kod pada satu masa.

Cabaran lain adalah membuat komponen yang berbeza berinteraksi dengan lancar:

• Piezo dengan acceleromter: Disahkan seperti yang dijelaskan dalam langkah 3, oleh idea kreatif yang kami miliki.
• Sensor dengan pelayan: seperti yang dijelaskan pada langkah 4, kami mengubah nilai menjadi nilai lain yang dapat dikirim ke pelayan dengan kecepatan yang lebih lambat.

Batasan sistem:

• Memerlukan penentukuran sebelum digunakan.
• Perlu diubah menjadi produk yang lebih kaku, yang tidak mudah pecah dalam aktiviti fizikal.
• Sensor piezoelektrik tidak begitu tepat.
• Memerlukan beberapa sambungan wifi. (Mudah diselesaikan menggunakan hotspot telefon bimbit)

Rancangan masa hadapan

Sekarang, kerana kita mempunyai alat pemantauan kaki yang berfungsi sepenuhnya, ada tambahan yang dapat dilakukan!

Pelbagai pizeo!

• Sambungkan piezos ke kawasan yang berlainan di kaki.
• Gunakan multiplexer kerana NodeMCU hanya menyokong satu pin analog.
• Boleh menunjukkan peta haba kaki untuk menerangkan kawasan hentaman.
• Boleh menggunakan data ini untuk membuat amaran mengenai postur tubuh yang salah dan keseimbangan badan.

Banyak peranti!

• Kami menunjukkan kepada anda cara menyambungkan 2 peranti pada masa yang sama, tetapi anda boleh menghubungkan 22 piezos ke 22 pemain bola sepak!
• Data dapat didedahkan semasa permainan untuk menunjukkan beberapa metrik menarik mengenai pemain!

Sensor maju

Kami menggunakan piezo dan accelerometer, tetapi anda boleh menambahkan peranti lain yang akan memperkaya output dan memberikan lebih banyak data:

• Pemalas tepat untuk mengesan langkah kaki.
• Ukur jarak antara kaki dan tanah.
• Ukur jarak antara pemain yang berbeza (Sekiranya terdapat banyak peranti)