Gjurmuesi i këmbëve IDC2018IOT: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Ne dolëm me këtë ide si pjesë e kursit "Internet Of Things" në IDC Herzliya.

Qëllimi i projektit është të rrisë aktivitetet fizike që përfshijnë vrapimin ose ecjen duke përdorur NodeMCU, disa sensorë dhe një server të mundshëm. Rezultati i këtij projekti është një pajisje IOT shumë e dobishme që mund të kthehet në të ardhmen në një produkt të vërtetë prodhimi që do të përdoret kudo! Ju lutemi na tregoni se çfarë mendoni:)

Para se të filloni, sigurohuni që keni:

* Pajisja NodeMCU.

* 1 Sensor piezoelektrik.

* Sensori MPU6050.

* Një matricë e madhe.

* Litar elastik.

* Llogari Firebase.

Opsionale:

* Sensor i shumëfishtë Piezoelektrik

* multiplexer

Hapi 1: Vendosja dhe kalibrimi i MPU6050

"ngarkimi =" dembel"

Udhëzimet:

• Lidheni piezon me rezistencë 1M (shiko foton e bashkangjitur).
• Ngarko skicën e bashkangjitur.
• Lidheni pajisjen me njërën këmbë duke përdorur litarin elastik.
• Hapni "komplotuesin serik".
• Shikoni videon që i bashkëngjitet këtij hapi.

Hapi 3: Integrimi i Sensorëve në Arduino

Ne pamë se si të kalibrojmë sensorët, tani do të integrojmë të dy sensorët në NodeMCU!

• Lidhni të dy sensorët me pajisjen, përdorni të njëjtat kunja si në hapat 1+2.
• Ngarko skicën e bashkangjitur.
• Lidheni pajisjen me 2 sensorë në njërën këmbë.
• Hapni "komplotuesin serik".
• Shikoni videon e bashkangjitur.

Hapi 4: Dërgimi i të dhënave në re

Në këtë hap ne do të lidhim pajisjen tonë me cloud dhe do të dërgojmë të dhëna për të parë disa tabela të mahnitshme!

Ne do të përdorim protokollin MQTT dhe do të dërgojmë të dhëna në një server falas të quajtur "Adafruit".

SHENIM: Adafruit nuk mbështet dërgimin e të dhënave disa herë në sekondë, ai punon me ritme më të ngadalta, prandaj ne do të dërgojmë një mesatare të pikave tona të të dhënave, dhe jo vetë pikat e të dhënave. Ne do t'i transformojmë të dhënat nga 2 sensorët tanë në të dhëna mesatare duke përdorur transformimet e mëposhtme:

* Koha e zbulimit të hapave do të transformohet në hapa në minutë. Çdo kohëzgjatje e hapit mund të gjendet me (millis () - step_timestamp), dhe mesatarja mund të bëhet duke përdorur një filtër, siç e pamë më parë: val = val * 0.7 + new_val * 0.3.

* Fuqia e hapit do të transformohet në fuqi mesatare të hapit. Ne do të përdorim të njëjtën metodologji të përdorimit të "max" për çdo hap, por ne do të përdorim një filtër për të bërë një mesatare duke përdorur mesataren e filtrit = mesatarja * 0.6 + new_val * 0.4.

Udhëzimet:

• Hyni në faqen e internetit të Adafruit në adresën io.adafruit.com dhe sigurohuni që keni një llogari.
• Krijoni një pult të ri, mund ta quani "Detektori i hapave të mi".
• Brenda pultit, shtypni butonin + dhe zgjidhni "grafikun e linjës", dhe krijoni një burim të quajtur "steps_per_min".
• Brenda pultit, shtypni butonin + dhe zgjidhni "grafikun e linjës" dhe krijoni një burim të quajtur "mesatarja_step_power".
• Tani duhet të shihni 2 tabela të zbrazëta për secilën nga fushat.
• Përdorni skicën e bashkangjitur dhe vendosni konfigurimin e mëposhtëm:

USERNAME = emri i përdoruesit tuaj Adafruit.

ÇELEYS = çelësi juaj Adafruit

WLAN_SSID = Emri WIFI

WLAN_PASS = kalim WIFI

mpuStepThreshold = Pragu nga hapi 2

Pastaj mund ta lidhni pajisjen me një këmbë dhe skica do të dërgojë të dhëna hapash në server!

Hapi 5: Përdorimi i 2 pajisjeve në të njëjtën kohë

Në këtë hap, ne do të simulojmë 2 persona që ecin me pajisjen në të njëjtën kohë!

Ne do të përdorim 2 pajisje të ndryshme - me të njëjtat pika të dhënash siç shpjegohet në hapin 4.

Pra, kjo është vërtet e lehtë, ka 3 detyra të thjeshta:

1) krijoni burime shtesë për të dhënat nga pajisja e 2-të, ju sugjerojmë të jepni një ri-rregullim të "_2"

2) ndryshoni blloqet në pult, për të paraqitur të dhëna nga të dy burimet.

3) ndryshoni emrin e burimeve në skicën e pajisjes së dytë.

4) Shikoni rezultatet!

SHËNIM:

Adafruit i reziston të dhënave që vijnë shumë shpejt, mund të jetë e nevojshme për të rregulluar frekuencën në të cilën të dhënat dërgohen në server. bëjeni atë duke gjetur sa vijon në skicë:

/ / Dërgo çdo 5 sekonda të mos e kalojë kufirin e Adafruit për përdoruesit falas. // Nëse përdorni premium ose serverin tuaj, mos ngurroni të ndryshoni. // Çdo herë dërgoni një pikë alternative të të dhënave. nëse (milis () - lastTimeDataSent> 5000) {

Hapi 6: Përmirësimet, Shënimet dhe Planet e së Ardhmes

Sfida kryesore:

Sfida kryesore në projekt ishte testimi i NodeMCU në një aktivitet fizik. Kablloja USB shkëputet shpesh, dhe kur përpiqeni të lëvizni shpejt mund të ketë probleme të shkëputjes së kunjave. Shumë herë ne po korrigjonim një pjesë të kodit që në të vërtetë funksiononte, dhe problemi ishte në fushën fizike.

Ne e tejkaluam këtë sfidë duke e mbajtur laptopin pranë vrapuesit dhe duke shkruar secilën pjesë të kodit në të njëjtën kohë.

Një sfidë tjetër ishte që komponentët e ndryshëm të ndërveprojnë pa probleme:

• Piezo me përshpejtuesin: E ruajtëm siç përshkruhet në hapin 3, nga një ide krijuese që kishim.
• Sensorët me serverin: siç përshkruhet në hapin 4, ne i transformuam vlerat në vlera të tjera që mund të dërgohen në një server me një ritëm më të ngadaltë.

Kufizimet e sistemit:

• Ka nevojë për kalibrim para përdorimit.
• Duhet të kthehet në një produkt më të ngurtë, që nuk prishet lehtë në një aktivitet fizik.
• Sensori piezoelektrik nuk është shumë i saktë.
• Duhet një lidhje wifi. (Zgjidhet lehtësisht duke përdorur pikën e nxehtë të telefonit celular)

Planet e së ardhmes

Tani, që kemi një pajisje monitorimi të plotë të këmbëve, ka përmirësime të tjera që mund të bëhen!

Pizo të shumtë!

• Lidhni piezos me zona të ndryshme në këmbë.
• Përdorni multiplexer pasi NodeMCU mbështet vetëm një pin analog.
• Mund të tregojë një hartë të nxehtësisë së këmbës për të përshkruar zonat e ndikimit.
• Mund t'i përdorë këto të dhëna për të krijuar paralajmërime për qëndrimin e gabuar dhe ekuilibrin e trupit.

Shumë pajisje!

• Ne ju treguam se si të lidhni 2 pajisje në të njëjtën kohë, por ju mund të lidhni 22 piezos me 22 futbollistë!
• Të dhënat mund të ekspozohen gjatë lojës për të treguar disa metrikë interesante për lojtarët!

Sensorë të avancuar

Ne përdorëm piezo dhe përshpejtues, por mund të shtoni pajisje të tjera që do të pasurojnë daljen dhe do të japin më shumë të dhëna:

• Lazerë të saktë për të zbuluar hapat.
• Matni distancën midis këmbës dhe tokës.
• Matni distancën midis lojtarëve të ndryshëm (Në rast të pajisjeve të shumta)