Tracker pro běh nohou IDC2018IOT: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

S touto myšlenkou jsme přišli v rámci kurzu „Internet věcí“v IDC Herzliya.

Cílem projektu je zlepšit pohybové aktivity, které zahrnují běh nebo chůzi pomocí NodeMCU, několika senzorů a serveru typu can. Výsledkem tohoto projektu je velmi užitečné zařízení IOT, které lze v budoucnu přeměnit na skutečný produkční produkt, který bude použit všude! Dejte nám prosím vědět, co si myslíte:)

Než začnete, ujistěte se, že máte:

* Zařízení NodeMCU.

* 1 Piezoelektrický snímač.

* Snímač MPU6050.

* Jedna velká matice.

* Elastické lano.

* Účet Firebase.

Volitelný:

* Více piezoelektrický senzor

* multiplexer

Krok 1: Nastavení a kalibrace MPU6050

"loading =" líný"

Instrukce:

• Připojte piezo odpor 1M (viz přiložený obrázek).
• Nahrajte přiložený náčrt.
• Připojte zařízení k jedné noze pomocí elastického lana.
• Otevřete „sériový plotter“.
• Podívejte se na video, které je připojeno k tomuto kroku.

Krok 3: Integrace senzorů do Arduina

Viděli jsme, jak kalibrovat senzory, nyní integrujeme oba senzory do NodeMCU!

• Připojte oba senzory k zařízení, použijte stejné kolíky jako v krocích 1+2.
• Načtěte přiložený náčrt.
• Připojte zařízení se 2 senzory k jedné noze.
• Otevřete „sériový plotter“.
• Podívejte se na přiložené video.

Krok 4: Odesílání dat do cloudu

V tomto kroku připojíme naše zařízení ke cloudu a odešleme data, abychom viděli úžasné grafy!

Použijeme protokol MQTT a odešleme data na bezplatný server s názvem „Adafruit“.

POZNÁMKA: Adafruit nepodporuje odesílání dat několikrát za sekundu, funguje pomaleji, proto pošleme průměrování našich datových bodů, nikoli samotných datových bodů. Data z našich 2 senzorů převedeme na zprůměrovaná data pomocí následujících transformací:

* Čas detekce kroku bude transformován na kroky za minutu. Trvání každého kroku lze zjistit pomocí (milis () - step_timestamp) a průměrování lze provést pomocí filtru, jak jsme viděli dříve: val = val * 0,7 + new_val * 0,3.

* Krokový výkon bude transformován na průměrný krokový výkon. Pro každý krok použijeme stejnou metodiku použití „max“, ale použijeme filtr k průměrování pomocí filtru průměr = průměr * 0,6 + nový_val * 0,4.

Instrukce:

• Zadejte web Adafruit na adrese io.adafruit.com a ujistěte se, že máte účet.
• Vytvořte nový řídicí panel, můžete jej pojmenovat „Detektor mých kroků“.
• Na hlavním panelu stiskněte tlačítko +, vyberte „spojnicový graf“a vytvořte kanál s názvem „steps_per_min“.
• Na hlavním panelu stiskněte tlačítko +, vyberte „spojnicový graf“a vytvořte kanál s názvem „average_step_power“.
• Nyní byste měli vidět 2 prázdné grafy pro každé z polí.
• Použijte přiložený náčrt a nastavte následující konfiguraci:

USERNAME = vaše uživatelské jméno Adafruit.

KEY = váš klíč Adafruit

WLAN_SSID = název WIFI

WLAN_PASS = WIFI průchod

mpuStepThreshold = práh od kroku 2

Poté můžete zařízení připojit k jedné noze a skica odešle údaje o krocích na server!

Krok 5: Používání 2 zařízení současně

V tomto kroku budeme simulovat 2 lidi, kteří chodí se zařízením současně!

Použijeme 2 různá zařízení - se stejnými datovými body, jak je vysvětleno v kroku 4.

Takže je to opravdu snadné, existují 3 jednoduché úkoly:

1) vytvořte další kanály pro data z druhého zařízení, doporučujeme dát dodatečnou opravu „_2“

2) změňte bloky na hlavním panelu tak, aby zobrazovaly data z obou zdrojů.

3) změňte název kanálů v náčrtu druhého zařízení.

4) Podívejte se na výsledky!

POZNÁMKA:

Adafruit odolává datům, která přicházejí příliš rychle, může být potřeba upravit frekvenci odesílání dat na server. proveďte to tak, že v náčrtu najdete následující:

/ / Odesílejte každých 5 sekund a nepřekračujte limit Adafruit pro bezplatné uživatele. // Pokud používáte prémiový nebo vlastní server, můžete se změnit. // Pokaždé odešlete střídavý datový bod. if (millis () - lastTimeDataSent> 5000) {

Krok 6: Vylepšení, poznámky a plány do budoucna

Hlavní výzva:

Hlavní výzvou projektu bylo testování NodeMCU při fyzické aktivitě. USB kabel se často odpojuje a při pokusu o rychlý pohyb může dojít k problémům s odpojením pinů. Mnohokrát jsme ladili kus kódu, který skutečně fungoval, a problém byl ve fyzické oblasti.

Tuto výzvu jsme překonali tím, že jsme notebook přenesli blízko běžce a psali jsme každý kousek kódu najednou.

Další výzvou bylo zajistit hladkou interakci různých komponent:

• Piezo s akcelerometrem: Odstranili jsme to, jak je popsáno v kroku 3, kreativním nápadem, který jsme měli.
• Senzory se serverem: jak je popsáno v kroku 4, transformovali jsme hodnoty na jiné hodnoty, které lze odesílat na server pomalejším tempem.

Omezení systému:

• Před použitím vyžaduje kalibraci.
• Musí být přeměněn na tužší produkt, který se při fyzické aktivitě snadno nerozbije.
• Piezoelektrický snímač není příliš přesný.
• Vyžaduje nějaké wifi připojení. (Snadno vyřešeno pomocí hotspotu mobilního telefonu)

Plány do budoucna

Nyní, když máme plně funkční zařízení pro sledování nohou, je možné provést další vylepšení!

Několik pizeos!

• Připojte piezos k různým oblastem v oblasti chodidla.
• Používejte multiplexer, protože NodeMCU podporuje pouze jeden analogový pin.
• Dokáže zobrazit tepelnou mapu nohy k popisu oblastí dopadu.
• Může tato data použít k vytváření upozornění na špatné držení těla a tělesnou rovnováhu.

Mnoho zařízení!

• Ukázali jsme vám, jak připojit 2 zařízení současně, ale můžete připojit 22 piez k 22 fotbalistům!
• Data lze během hry vystavit a ukázat tak zajímavé metriky o hráčích!

Pokročilé senzory

Použili jsme piezo a akcelerometr, ale můžete přidat další zařízení, která obohatí výstup a poskytnou více dat:

• Přesné lazery k detekci kroků.
• Změřte vzdálenost mezi chodidlem a zemí.
• Změřte vzdálenost mezi různými hráči (v případě více zařízení)