Pelacak Lari Kaki IDC2018IOT: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Kami mengeluarkan ide ini sebagai bagian dari kursus "Internet Of Things" di IDC Herzliya.

Tujuan proyek ini adalah untuk meningkatkan aktivitas fisik yang melibatkan berlari atau berjalan menggunakan NodeMCU, beberapa sensor dan server kaleng. Hasil dari proyek ini adalah perangkat IoT yang sangat berguna yang dapat diubah di masa depan menjadi produk produksi nyata yang akan digunakan di mana-mana! Tolong beri tahu kami pendapat Anda:)

Sebelum Anda mulai, pastikan Anda memiliki:

* Perangkat NodeMCU.

* 1 sensor piezoelektrik.

* Sensor MPU6050.

* Satu matriks besar.

* Tali elastis.

* Akun Firebase.

Opsional:

* Beberapa sensor Piezoelektrik

* multiplekser

Langkah 1: Menyiapkan dan Mengkalibrasi MPU6050

"memuat = "malas"

instruksi:

• Hubungkan piezo dengan resistor 1M (lihat gambar terlampir).
• Unggah sketsa terlampir.
• Hubungkan perangkat ke satu kaki menggunakan tali elastis.
• Buka "serial plotter".
• Tonton video yang dilampirkan pada langkah ini.

Langkah 3: Mengintegrasikan Sensor ke Arduino

Kami melihat cara mengkalibrasi sensor, sekarang kami akan mengintegrasikan kedua sensor ke NodeMCU!

• Hubungkan kedua sensor ke perangkat, gunakan pin yang sama seperti pada langkah 1+2.
• Muat sketsa terlampir.
• Hubungkan perangkat dengan 2 sensor ke satu kaki.
• Buka "serial plotter".
• Tonton video terlampir.

Langkah 4: Mengirim Data ke Cloud

Pada langkah ini kami akan menghubungkan perangkat kami ke cloud dan mengirim data untuk melihat beberapa grafik yang menakjubkan!

Kami akan menggunakan protokol MQTT dan mengirim data ke server gratis yang disebut "Adafruit".

CATATAN: Adafruit tidak mendukung pengiriman data beberapa kali setiap detik, ia bekerja lebih lambat, oleh karena itu kami akan mengirim rata-rata titik data kami, dan bukan titik data itu sendiri. Kami akan mengubah data dari 2 sensor kami menjadi data rata-rata menggunakan transformasi berikut:

* Waktu deteksi langkah akan diubah menjadi langkah per menit. Setiap durasi langkah dapat ditemukan dengan (millis() - 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 kekuatan langkah rata-rata. Kami akan menggunakan metodologi yang sama untuk menggunakan "maks" untuk setiap langkah, tetapi kami akan menggunakan filter untuk melakukan rata-rata menggunakan filter average = average * 0.6 + new_val * 0.4.

instruksi:

• Masuk ke website Adafruit di alamat io.adafruit.com dan pastikan Anda memiliki akun.
• Buat dasbor baru, Anda dapat menamakannya "Detektor langkah saya".
• Di dalam dasbor, tekan tombol + dan pilih "grafik garis", dan buat feed bernama "steps_per_min".
• Di dalam dasbor, tekan tombol + dan pilih "grafik garis", dan buat feed bernama "average_step_power".
• Anda sekarang akan melihat 2 bagan kosong untuk masing-masing bidang.
• Gunakan sketsa terlampir dan atur konfigurasi berikut:

USERNAME = nama pengguna Adafruit Anda.

KUNCI = kunci Adafruit Anda

WLAN_SSID = nama WIFI

WLAN_PASS = akses WIFI

mpuStepThreshold = Ambang dari langkah 2

Kemudian Anda dapat menghubungkan perangkat ke satu kaki dan sketsa akan mengirimkan data langkah ke server!

Langkah 5: Menggunakan 2 Perangkat Sekaligus

Pada langkah ini, kami akan mensimulasikan 2 orang yang berjalan dengan perangkat secara bersamaan!

Kami akan menggunakan 2 perangkat berbeda - dengan titik data yang sama seperti yang dijelaskan pada langkah 4.

Jadi ini sangat mudah, ada 3 tugas sederhana:

1) buat feed tambahan untuk data dari perangkat ke-2, kami sarankan memberikan post-fix "_2"

2) mengubah blok di dasbor untuk menyajikan data dari kedua feed.

3) ubah nama feed di sketsa perangkat kedua.

4) Lihat hasilnya!

CATATAN:

Adafruit menolak data yang datang terlalu cepat, mungkin diperlukan penyesuaian frekuensi pengiriman data ke server. lakukan itu dengan menemukan yang berikut dalam sketsa:

// Kirim setiap 5 detik tidak melebihi batas Adafruit untuk pengguna gratis. // Jika Anda menggunakan premium atau server Anda sendiri, silakan ganti. // Setiap kali mengirim titik data bergantian. if(millis() - lastTimeDataSent > 5000){

Langkah 6: Peningkatan, Catatan, dan Rencana Masa Depan

Tantangan utama:

Tantangan utama dalam proyek ini adalah menguji NodeMCU dalam aktivitas fisik. Kabel usb sering terputus, dan ketika mencoba bergerak cepat mungkin ada masalah saat melepas pin. Sering kali kami men-debug sepotong kode yang benar-benar berfungsi, dan masalahnya ada di ranah fisik.

Kami mengatasi tantangan ini dengan membawa laptop ke dekat pelari, dan menulis setiap bagian kode pada satu waktu.

Tantangan lain adalah membuat komponen yang berbeda berinteraksi dengan lancar:

• Piezo dengan akselerator: Diselesaikan seperti yang dijelaskan pada langkah 3, dengan ide kreatif yang kami miliki.
• Sensor dengan server: seperti yang dijelaskan pada langkah 4, kami mengubah nilai menjadi nilai lain yang dapat dikirim ke server dalam kecepatan yang lebih lambat.

Keterbatasan sistem:

• Perlu kalibrasi sebelum digunakan.
• Perlu diubah menjadi produk yang lebih kaku, yang tidak mudah pecah dalam aktivitas fisik.
• Sensor piezoelektrik tidak terlalu akurat.
• Membutuhkan beberapa koneksi wifi. (Mudah diselesaikan menggunakan hotspot ponsel)

Rencana masa depan

Sekarang, setelah kami memiliki perangkat pemantauan kaki yang berfungsi penuh, ada peningkatan lebih lanjut yang dapat dilakukan!

Beberapa pizza!

• Hubungkan piezo ke berbagai area di kaki.
• Gunakan multiplexer karena NodeMCU hanya mendukung satu pin analog.
• Dapat menunjukkan peta panas kaki untuk menggambarkan area benturan.
• Dapat menggunakan data ini untuk membuat peringatan tentang postur dan keseimbangan tubuh yang salah.

Banyak perangkat!

• Kami menunjukkan kepada Anda cara menghubungkan 2 perangkat secara bersamaan, tetapi Anda dapat menghubungkan 22 piezo ke 22 pemain sepak bola!
• Data dapat diekspos selama pertandingan untuk menunjukkan beberapa metrik menarik tentang para pemain!

Sensor canggih

Kami menggunakan piezo dan akselerometer, tetapi Anda dapat menambahkan perangkat lain yang akan memperkaya output dan memberikan lebih banyak data:

• Lazer yang akurat untuk mendeteksi langkah kaki.
• Ukur jarak antara kaki dan tanah.
• Ukur jarak antara pemain yang berbeda (Dalam kasus beberapa perangkat)