IDC2018IOT ფეხის ტრეკერი: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ჩვენ ამ იდეით გამოვედით IDC Herzliya– ში „ნივთების ინტერნეტის“კურსის ფარგლებში.

პროექტის მიზანია გაზარდოს ფიზიკური აქტივობები, რაც გულისხმობს სირბილს ან სიარულს NodeMCU– ს, რამდენიმე სენსორისა და სერვერის გამოყენებით. ამ პროექტის შედეგი არის ძალიან სასარგებლო IOT მოწყობილობა, რომელიც მომავალში შეიძლება გადავიდეს რეალურ წარმოების პროდუქტად, რომელიც ყველგან იქნება გამოყენებული! გთხოვთ შეგვატყობინოთ რას ფიქრობთ:)

სანამ დაიწყებთ, დარწმუნდით, რომ გაქვთ:

* NodeMCU მოწყობილობა.

* 1 პიეზოელექტრული სენსორი.

* MPU6050 სენსორი.

* ერთი დიდი მატრიცა.

* ელასტიური თოკი.

* Firebase ანგარიში.

სურვილისამებრ:

* მრავალჯერადი პიეზოელექტრული სენსორი

* მულტიპლექსერი

ნაბიჯი 1: MPU6050– ის დაყენება და დაკალიბრება

"დატვირთვა =" ზარმაცი"

ინსტრუქცია:

• შეაერთეთ პიეზო 1 მ რეზისტორთან (იხ. თანდართული სურათი).
• ატვირთეთ თანდართული ესკიზი.
• შეაერთეთ მოწყობილობა ერთ ფეხს ელასტიური თოკის გამოყენებით.
• გახსენით "სერიული პლოტერი".
• ნახეთ ვიდეო, რომელიც თან ერთვის ამ ნაბიჯს.

ნაბიჯი 3: სენსორების ინტეგრირება არდუინოში

ჩვენ ვნახეთ, თუ როგორ უნდა დაკალიბრდეს სენსორები, ახლა ჩვენ ვაპირებთ ორივე სენსორის ინტეგრირებას NodeMCU- ში!

• შეაერთეთ ორივე სენსორი მოწყობილობას, გამოიყენეთ იგივე ქინძისთავები, როგორც 1+2 ნაბიჯებში.
• ჩატვირთეთ თანდართული ესკიზი.
• შეაერთეთ მოწყობილობა 2 სენსორით ერთ ფეხზე.
• გახსენით "სერიული პლოტერი".
• ნახეთ თანდართული ვიდეო.

ნაბიჯი 4: მონაცემების გაგზავნა ღრუბელში

ამ ნაბიჯში ჩვენ დავაკავშირებთ ჩვენს მოწყობილობას ღრუბელთან და გავაგზავნით მონაცემებს გასაოცარი სქემების სანახავად!

ჩვენ გამოვიყენებთ MQTT პროტოკოლს და მონაცემებს გავაგზავნით უფასო სერვერზე სახელწოდებით "Adafruit".

შენიშვნა: ადაფრუტი არ უჭერს მხარს მონაცემების გაგზავნას რამდენჯერმე ყოველ წამში, ის მუშაობს უფრო ნელი ტემპით, ამიტომ ჩვენ გამოგიგზავნით ჩვენი მონაცემების საშუალო მაჩვენებლებს და არა თავად მონაცემების წერტილებს. ჩვენ მონაცემებს ჩვენი 2 სენსორიდან გადავაქცევთ საშუალო მონაცემებად შემდეგი გარდაქმნების გამოყენებით:

* ნაბიჯის გამოვლენის დრო გარდაიქმნება ნაბიჯებად წუთში. თითოეული ნაბიჯის ხანგრძლივობა შეიძლება მოიძებნოს (millis () - step_timestamp), ხოლო საშუალო მაჩვენებელი შეიძლება გაკეთდეს ფილტრის გამოყენებით, როგორც ადრე ვნახეთ: val = val * 0.7 + new_val * 0.3.

* საფეხურის სიმძლავრე გადავა საშუალო საფეხურზე. ჩვენ გამოვიყენებთ "max" - ის გამოყენების ერთსა და იმავე მეთოდოლოგიას თითოეული ნაბიჯისათვის, მაგრამ ჩვენ გამოვიყენებთ ფილტრს, რათა გავაკეთოთ საშუალოდ ფილტრის საშუალო = საშუალო * 0.6 + new_val * 0.4.

ინსტრუქცია:

• შეიყვანეთ ადაფრუტის ვებგვერდი მისამართზე io.adafruit.com და დარწმუნდით, რომ გაქვთ ანგარიში.
• შექმენით ახალი დაფა, შეგიძლიათ მას დაარქვათ "ჩემი ნაბიჯების დეტექტორი".
• დაფის შიგნით, დააჭირეთ ღილაკს + და შეარჩიეთ "ხაზოვანი დიაგრამა" და შექმენით არხი სახელწოდებით "ნაბიჯები_ წუთში".
• საინფორმაციო დაფის შიგნით, დააჭირეთ ღილაკს + და შეარჩიეთ "ხაზოვანი დიაგრამა" და შექმენით არხი სახელწოდებით "average_step_power".
• ახლა თქვენ უნდა ნახოთ 2 ცარიელი სქემა თითოეული ველისთვის.
• გამოიყენეთ თანდართული ესკიზი და დააყენეთ შემდეგი კონფიგურაცია:

USERNAME = თქვენი Adafruit მომხმარებლის სახელი.

KEY = თქვენი Adafruit გასაღები

WLAN_SSID = WIFI სახელი

WLAN_PASS = WIFI პასი

mpuStepThreshold = ბარიერი ნაბიჯი 2 -დან

შემდეგ შეგიძლიათ დააკავშიროთ მოწყობილობა ერთ ფეხს და ესკიზი გაგზავნის ნაბიჯების მონაცემებს სერვერზე!

ნაბიჯი 5: ერთდროულად 2 მოწყობილობის გამოყენება

ამ ნაბიჯზე, ჩვენ შევასრულებთ 2 ადამიანის სიმულაციას, რომლებიც ერთდროულად დადიან მოწყობილობასთან ერთად!

ჩვენ გამოვიყენებთ 2 სხვადასხვა მოწყობილობას - იგივე მონაცემებით, როგორც ეს განმარტებულია მე –4 ნაბიჯში.

ასე რომ, ეს მართლაც ადვილია, არსებობს 3 მარტივი ამოცანა:

1) შექმენით დამატებითი არხები მონაცემებისთვის მე -2 მოწყობილობიდან, ჩვენ გირჩევთ მიაწოდოთ "_2"-ის შემდგომი დაფიქსირება

2) შეცვალეთ დაფის ბლოკები, რათა წარმოადგინოთ მონაცემები ორივე არხიდან.

3) შეცვალეთ არხების სახელი მეორე მოწყობილობის ესკიზში.

4) ნახეთ შედეგები!

ᲨᲔᲜᲘᲨᲕᲜᲐ:

ადაფრუტი წინააღმდეგობას უწევს მონაცემებს, რომლებიც ძალიან სწრაფად მოდის, შეიძლება საჭირო გახდეს სერვერზე მონაცემების გაგზავნის სიხშირის რეგულირება. გააკეთეთ ეს ესკიზში შემდეგი რამის პოვნით:

/ / გაგზავნეთ ყოველ 5 წამში, არ გადააჭარბოთ Adafruit- ის ლიმიტს უფასო მომხმარებლებისთვის. // თუ თქვენ იყენებთ პრემიუმს ან საკუთარ სერვერს, თავისუფლად შეცვალეთ. // ყოველ ჯერზე გაგზავნეთ მონაცემთა მონაცვლეობითი წერტილი. if (millis () - lastTimeDataSent> 5000) {

ნაბიჯი 6: გაუმჯობესებები, შენიშვნები და სამომავლო გეგმები

მთავარი გამოწვევა:

პროექტში მთავარი გამოწვევა იყო NodeMCU– ს ტესტირება ფიზიკურ აქტივობაში. USB კაბელი ხშირად გათიშულია და სწრაფი მოძრაობის მცდელობისას შეიძლება წარმოიშვას ქინძისთავების მოხსნის პრობლემა. ბევრჯერ ჩვენ ვასწორებდით კოდის ნაწილს, რომელიც რეალურად მუშაობდა და პრობლემა ფიზიკურ სფეროში იყო.

ჩვენ გადავლახეთ ეს გამოწვევა ლეპტოპის მორბენალთან ახლოს მიტანით და თითოეული კოდის ერთდროულად ჩაწერით.

კიდევ ერთი გამოწვევა იყო სხვადასხვა კომპონენტის შეუფერხებლად ურთიერთქმედება:

• პიეზო ამაჩქარებელთან ერთად: შემოგვთავაზა, როგორც აღწერილია მე –3 ნაბიჯში, შემოქმედებითი იდეით.
• სერვერის სენსორები: როგორც მე –4 საფეხურშია აღწერილი, ჩვენ გადავაქციეთ მნიშვნელობები სხვა მნიშვნელობებად, რომელთა გაგზავნა შესაძლებელია სერვერზე უფრო ნელი ტემპით.

სისტემის შეზღუდვები:

• გამოყენებამდე საჭიროა კალიბრაცია.
• უნდა გადაიქცეს უფრო მკაცრ პროდუქტად, რომელიც ადვილად არ იშლება ფიზიკურ საქმიანობაში.
• პიეზოელექტრული სენსორი არ არის ძალიან ზუსტი.
• სჭირდება რაღაც wifi კავშირი. (ადვილად მოგვარდება მობილური ტელეფონის ცხელ წერტილის გამოყენებით)

Მომავლის გეგმები

ახლა, როდესაც ჩვენ გვაქვს სრულად მომუშავე ფეხის მონიტორინგის მოწყობილობა, შემდგომი გაუმჯობესებებია შესაძლებელი!

მრავალჯერადი პიზო!

• დააკავშირეთ პიეზოები ფეხის სხვადასხვა უბნებზე.
• გამოიყენეთ მულტიპლექსერი, რადგან NodeMCU მხარს უჭერს მხოლოდ ერთ ანალოგურ პინს.
• შეუძლია აჩვენოს ფეხის სითბოს რუკა, რათა აღწეროს ზემოქმედების სფეროები.
• შეუძლია გამოიყენოს ეს მონაცემები გაფრთხილებების შესაქმნელად არასწორი პოზისა და სხეულის ბალანსის შესახებ.

ბევრი მოწყობილობა!

• ჩვენ გაჩვენეთ, თუ როგორ უნდა დააკავშიროთ 2 მოწყობილობა ერთდროულად, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ დაუკავშიროთ 22 პიეზო 22 ფეხბურთელს!
• მონაცემები შეიძლება გამოვლინდეს თამაშის დროს, რათა აჩვენოს რამდენიმე საინტერესო მეტრიკა მოთამაშეების შესახებ!

მოწინავე სენსორები

ჩვენ გამოვიყენეთ პიეზო და ამაჩქარებელი, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ სხვა მოწყობილობები, რომლებიც გაამდიდრებენ გამომავალს და მისცემენ მეტ მონაცემებს:

• ზუსტი ლაზერები ფეხის დასადგენად.
• გაზომეთ მანძილი ფეხსა და მიწას შორის.
• გაზომეთ მანძილი სხვადასხვა მოთამაშეს შორის (მრავალი მოწყობილობის შემთხვევაში)