IDC2018IOT Tracker na beh nôh: 6 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

S touto myšlienkou sme prišli v rámci kurzu „Internet vecí“v IDC Herzliya.

Cieľom projektu je zlepšiť pohybové aktivity, ktoré zahŕňajú beh alebo chôdzu, pomocou NodeMCU, niekoľkých senzorov a servera typu can. Výsledkom tohto projektu je veľmi užitočné zariadenie IOT, ktoré sa dá v budúcnosti zmeniť na skutočný výrobný produkt, ktorý sa bude používať všade! Napíšte nám, čo si o tom myslíte:)

Skôr ako začnete, uistite sa, že máte:

* Zariadenie NodeMCU.

* 1 Piezoelektrický snímač.

* Snímač MPU6050.

* Jedna veľká matica.

* Elastické lano.

* Účet Firebase.

Voliteľné:

* Viacnásobný piezoelektrický snímač

* multiplexor

Krok 1: Nastavenie a kalibrácia MPU6050

"loading =" lenivý"

Inštrukcie:

• Piezo prepojte s 1M odporom (pozri priložený obrázok).
• Nahrajte priložený náčrt.
• Pripojte zariadenie k jednej nohe pomocou elastického lana.
• Otvorte „sériový plotter“.
• Pozrite si video, ktoré je pripojené k tomuto kroku.

Krok 3: Integrácia senzorov do Arduina

Videli sme, ako kalibrovať senzory, teraz integrujeme oba senzory do NodeMCU!

• Pripojte oba senzory k zariadeniu pomocou rovnakých kolíkov ako v krokoch 1+2.
• Načítajte priložený náčrt.
• Pripojte zariadenie s 2 senzormi k jednej nohe.
• Otvorte „sériový plotter“.
• Pozrite si priložené video.

Krok 4: Odosielanie údajov do cloudu

V tomto kroku prepojíme naše zariadenie s cloudom a odošleme údaje, aby sme videli úžasné grafy!

Budeme používať protokol MQTT a budeme odosielať údaje na bezplatný server s názvom „Adafruit“.

POZNÁMKA: Adafruit nepodporuje odosielanie údajov niekoľkokrát za sekundu, funguje pomalšie, preto pošleme priemer našich dátových bodov, a nie samotných dátových bodov. Údaje z našich dvoch senzorov transformujeme na priemerované údaje pomocou nasledujúcich transformácií:

* Čas detekcie kroku sa zmení na kroky za minútu. Trvanie každého kroku je možné nájsť pomocou (milis () - step_timestamp) a priemerovanie je možné vykonať pomocou filtra, ako sme už videli: val = val * 0,7 + new_val * 0,3.

* Krokový výkon bude transformovaný na priemerný krokový výkon. Pre každý krok použijeme rovnakú metodiku použitia „max“, ale na priemerovanie použijeme filter pomocou filtra priemer = priemer * 0,6 + nový_val * 0,4.

Inštrukcie:

• Zadajte webovú stránku Adafruit na adrese io.adafruit.com a uistite sa, že máte účet.
• Vytvorte nový informačný panel, môžete ho pomenovať „Detektor mojich krokov“.
• Na informačnom paneli stlačte tlačidlo +, zvoľte „čiarový graf“a vytvorte informačný kanál s názvom „steps_per_min“.
• Na informačnom paneli stlačte tlačidlo +, zvoľte „čiarový graf“a vytvorte informačný kanál s názvom „average_step_power“.
• Teraz by ste mali vidieť 2 prázdne grafy pre každé z polí.
• Použite priložený náčrt a nastavte nasledujúcu konfiguráciu:

USERNAME = vaše používateľské meno Adafruit.

KĽÚČ = váš kľúč Adafruit

WLAN_SSID = názov WIFI

WLAN_PASS = WIFI preukaz

mpuStepThreshold = prah z kroku 2

Potom môžete zariadenie pripojiť k jednej nohe a skica odošle údaje o krokoch na server!

Krok 5: Používanie 2 zariadení súčasne

V tomto kroku budeme simulovať 2 ľudí, ktorí kráčajú so zariadením súčasne!

Budeme používať 2 rôzne zariadenia - s rovnakými dátovými bodmi, ako je vysvetlené v kroku 4.

Je to skutočne jednoduché, existujú tri jednoduché úlohy:

1) vytvorte dodatočné kanály pre údaje z druhého zariadenia, odporúčame poskytnúť opravu „_2“po oprave

2) zmeňte bloky na hlavnom paneli tak, aby predstavovali údaje z oboch kanálov.

3) zmeňte názov kanálov v náčrte druhého zariadenia.

4) Pozrite sa na výsledky!

POZNÁMKA:

Adafruit odoláva údajom, ktoré prichádzajú príliš rýchlo, môže byť potrebné upraviť frekvenciu odosielania údajov na server. Urobte to tak, že v náčrte nájdete nasledujúce:

/ / Odosielať každých 5 sekúnd nesmie prekročiť limit Adafruit pre bezplatných používateľov. // Ak používate prémiový server alebo vlastný server, môžete to zmeniť. // Zakaždým pošlite striedajúci sa údajový bod. if (millis () - lastTimeDataSent> 5000) {

Krok 6: Vylepšenia, poznámky a plány do budúcnosti

Hlavná výzva:

Hlavnou výzvou projektu bolo testovanie NodeMCU pri fyzickej aktivite. USB kábel sa často odpojí a pri pokuse o rýchly pohyb môže dôjsť k problému s odpojením pinov. Mnohokrát sme ladili kus kódu, ktorý skutočne fungoval, a problém bol vo fyzickej oblasti.

Túto výzvu sme zvládli tak, že sme prenosný počítač položili blízko bežca a zapisovali sme každý kus kódu naraz.

Ďalšou výzvou bolo zaistiť hladkú interakciu rôznych komponentov:

• Piezo s akcelerátorom: Odstránili sme to, ako je to popísané v kroku 3, kreatívnym nápadom, ktorý sme mali.
• Senzory so serverom: Ako je popísané v kroku 4, transformovali sme hodnoty na iné hodnoty, ktoré je možné odosielať na server pomalším tempom.

Obmedzenia systému:

• Pred použitím je potrebná kalibrácia.
• Je potrebné z nich urobiť tuhší výrobok, ktorý sa pri fyzickej aktivite ľahko nerozbije.
• Piezoelektrický snímač nie je veľmi presný.
• Vyžaduje určité wifi pripojenie. (Ľahko vyriešené pomocou hotspotu mobilného telefónu)

Budúce plány

Teraz, keď máme plne funkčné zariadenie na monitorovanie nôh, je možné vykonať ďalšie vylepšenia!

Viacnásobné pizeos!

• Pripojte piezos k rôznym oblastiam chodidla.
• Používajte multiplexor, pretože NodeMCU podporuje iba jeden analógový pin.
• Dokáže ukázať tepelnú mapu chodidla na opis oblastí dopadu.
• Tieto údaje je možné použiť na vytvorenie upozornení na nesprávne držanie tela a telesnú rovnováhu.

Mnoho zariadení!

• Ukázali sme vám, ako pripojiť 2 zariadenia súčasne, ale môžete pripojiť 22 piez k 22 futbalovým hráčom!
• Dáta je možné počas hry odhaliť a ukázať tak zaujímavé metriky o hráčoch!

Pokročilé senzory

Použili sme piezo a akcelerometer, ale môžete pridať ďalšie zariadenia, ktoré obohatia výstup a poskytnú viac údajov:

• Presné lazery na rozpoznanie krokov.
• Zmerajte vzdialenosť medzi chodidlom a zemou.
• Zmerajte vzdialenosť medzi rôznymi hráčmi (v prípade viacerých zariadení)