მარტივი არდუინოზე დაფუძნებული ერგომეტრის ჩვენება დიფერენციალური უკუკავშირით: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

კარდიო ვარჯიში მოსაწყენია, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ვარჯიშობთ შენობაში. რამოდენიმე არსებული პროექტი ცდილობს ამის შემსუბუქებას მაგარი რაღაცეების გაკეთებით, როგორიცაა ერგომეტრის დაწყვილება სათამაშო კონსოლთან, ან თუნდაც რეალური ველოსიპედით სიარულის სიმულაციით VR– ში. რაც არ უნდა ამაღელვებელი იყოს, ტექნიკურად, ისინი დიდად არ შველის: ვარჯიში ჯერ კიდევ მოსაწყენია. სამაგიეროდ, მსურს, რომ ვარჯიშის დროს შევძლო მხოლოდ წიგნის კითხვა ან ტელევიზორის ყურება. მაგრამ შემდეგ ძნელია შეინარჩუნო სტაბილური ტემპი.

აქ იდეა არის ამ უკანასკნელ პრობლემაზე ფოკუსირება და პირდაპირი გამოხმაურება იმის შესახებ, არის თუ არა თქვენი ტრენინგის ამჟამინდელი დონე საკმარისად კარგი, თუ მეტი ძალისხმევა უნდა გამოიჩინოთ. თუმცა, "საკმარისად კარგი" დონე იცვლება არა მხოლოდ ერთ ადამიანზე, არამედ დროთა განმავლობაში (გრძელვადიან პერსპექტივაში, რაც უკეთესობისკენ მიდიხართ, არამედ ტრენინგის სესიაშიც: მაგალითად, თითქმის შეუძლებელია სრული სისწრაფით წასვლა სანამ გაათბო). ამრიგად, იდეა ამ პროექტის უკან არის უბრალოდ ჩაწეროს ა) წინა სირბილი და ბ) საუკეთესო სირბილი (იგივე მაღალი ქულა) და შემდეგ მოგაწოდოთ პირდაპირი გამოხმაურება იმაზე, თუ როგორ ხართ ამჟამად ამ გარბენებთან შედარებით.

თუ ეს ცოტა აბსტრაქტულად ჟღერს, გადადით მეშვიდე საფეხურზე დეტალებისთვის, თუ რას აჩვენებს დასრულებული ჩვენება

ამ პროექტის შემდგომი მიზანია შეინარჩუნოს ყველაფერი მართლაც მარტივი და იაფი. იმისდა მიხედვით, თუ სად შეუკვეთებთ თქვენს ნაწილებს, შეგიძლიათ დაასრულოთ ეს პროექტი დაახლოებით 5 დოლარად (ან დაახლოებით 30 დოლარად პრემიუმ შიდა გამყიდველებისგან შეკვეთისას), და თუ თქვენ თამაშობთ არდუინოს გარემოსთან, ადრე საკმაოდ დიდი შანსია რომ უკვე აქვს უმეტესობა ან ყველა ის ნაწილი, რაც გჭირდებათ.

ნაბიჯი 1: ნაწილების სია

მოდით განვიხილოთ თქვენთვის საჭირო ნივთების სია:

Arduino თავსებადი მიკროპროცესორი

თითქმის ნებისმიერი Arduino, რომელიც გაიყიდა ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, გამოდგება. ზუსტ ვარიანტს (Uno / Nano / Pro Mini, 8 ან 16 MHz, 3.3. ან 5V) მნიშვნელობა არ აქვს. თუმცა, თქვენ დაგჭირდებათ ATMEGA328 პროცესორი ან უკეთესი, რადგან ჩვენ გამოვიყენებთ თითქმის 2k ოპერატიულ მეხსიერებას და 1k EEPROM. თუ თქვენ კარგად იცნობთ Arduino– ს სამყაროს შინაარსს, გირჩევთ გამოიყენოთ Pro Mini 3.3 ვ – ზე, რადგან ეს იქნება ყველაზე იაფი და ყველაზე ეფექტური ბატარეის. თუ თქვენ (შედარებით) ახალი ხართ Arduino– ში, მე გირჩევთ „ნანოს“, რადგან ის უზრუნველყოფს იმავე ფუნქციურობას, როგორც „უნიო“უფრო მცირე და იაფ პაკეტში.

გაითვალისწინეთ, რომ ეს ინსტრუქცია არ მოგაწვდით საფუძვლებს. თქვენ უნდა გქონდეთ მინიმუმ Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა და იცოდეთ როგორ დააკავშიროთ თქვენი Arduino და ატვირთოთ ესკიზი. თუ წარმოდგენა არ გაქვთ, რაზე ვსაუბრობ, წაიკითხეთ ეს ორი მარტივი გაკვეთილი, პირველი: პირველი, მეორე.

128*64 პიქსელიანი SSD1306 OLED დისპლეი (I2C ვარიანტი, ანუ ოთხი ქინძისთავი)

ეს არის ერთ -ერთი ყველაზე იაფი და მარტივი ჩვენება, დღეს. დამეთანხმებით, ეს პატარაა, მაგრამ საკმაოდ კარგი. რა თქმა უნდა, თუ თქვენ უკვე გაქვთ მსგავსი ან უკეთესი რეზოლუციის ჩვენება, ამის ნაცვლად შესაძლებელი იქნება მისი გამოყენება, მაგრამ ეს ინსტრუქცია დაწერილია SSD1306– ისთვის.

• "Solderless breadboard" და ზოგიერთი jumper wire, თქვენი პროტოტიპის შესაქმნელად
• 100nF კერამიკული კონდენსატორი (შეიძლება იყოს ან არ იყოს საჭირო; იხ. ნაბიჯი 4)
• ან რაღაც ნიჟარები, ან მაგნიტი, ლერწმის გადამრთველი და კაბელი (იხ. ნაბიჯი 4)
• წითელი და მწვანე LED, თითოეული (სურვილისამებრ; იხ. ნაბიჯი 5)
• ორი 220Ohm რეზისტორი (LED- ების გამოყენებისას)
• ღილაკი (ასევე სურვილისამებრ)
• შესაფერისი ბატარეა (იხ. ნაბიჯი 6)

ნაბიჯი 2: ჩვენების დაკავშირება

უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ დავაკავშირებთ ეკრანს არდუინოსთან. დეტალური ინსტრუქციები ხელმისაწვდომია. თუმცა, SSD1306 მართლაც ადვილია დასაკავშირებლად:

1. VCC ჩვენება -> Arduino 3.3V ან 5V (ან გააკეთებს)
2. აჩვენეთ Gnd -> Arduino Gnd
3. ჩვენება SCL -> Arduino A5
4. ჩვენება SCA -> Arduino A4

შემდეგ, თქვენს Arduino გარემოში გადადით Sketch-> Include ბიბლიოთეკა-> ბიბლიოთეკების მართვა და დააინსტალირეთ "Adafruit SSD1306". სამწუხაროდ, თქვენ მოგიწევთ ბიბლიოთეკის რედაქტირება, რომ დააკონფიგურიროთ 128*64 პიქსელიანი ვარიანტისთვის: იპოვეთ თქვენი arduino "ბიბლიოთეკების" საქაღალდე და შეცვალეთ "Adafruit_SSD1306/Adafruit_SSD1306.h". მოძებნეთ "#define SSD1306_128_32", გამორთეთ ეს ხაზი და ჩართეთ "#define SSD1306_128_64".

ამ ეტაპზე თქვენ უნდა ჩატვირთოთ ფაილი-> მაგალითები-> Adafruit SSD1306-> ssd1306_128x64_i2c, რათა შეამოწმოთ თქვენი ეკრანი არის დაკავშირებული, სწორად. გაითვალისწინეთ, რომ შეიძლება დაგჭირდეთ I2C მისამართის მორგება. როგორც ჩანს, 0x3C არის ყველაზე გავრცელებული მნიშვნელობა.

პრობლემის შემთხვევაში მიმართეთ უფრო დეტალურ ინსტრუქციას.

ნაბიჯი 3: ატვირთეთ ესკიზი

თუ ყველაფერი მუშაობდა, ჯერჯერობით დროა ატვირთოთ რეალური ესკიზი თქვენს არდუინოში. ქვემოთ ნახავთ ესკიზის ასლს. პოტენციურად უახლესი ვერსიისთვის იხილეთ github პროექტის გვერდი. (ვინაიდან ეს არის ერთი ფაილის ესკიზი, საკმარისია უბრალოდ დააკოპიროთ erogmetrino.ino ფაილი თქვენს Arduino ფანჯარაში).

თუ თქვენ მოგიწევთ I2C მისამართის შეცვლა წინა საფეხურზე, თქვენ მოგიწევთ იგივე კორექტირება, ისევ, ახლა, "display.begin" - ით დაწყებული ხაზში.

ატვირთვის შემდეგ, თქვენ უნდა ნახოთ რამდენიმე ნული თქვენს ეკრანზე. ჩვენ შევხედავთ ეკრანის სხვადასხვა მონაკვეთის მნიშვნელობას, მას შემდეგ რაც ყველაფერი დანარჩენი მიმაგრდება.

გაითვალისწინეთ, რომ პირველივე დაწყებისას ეკრანი საკმაოდ ნელა ანათებს (შეიძლება ათი წამი დასჭირდეს), რადგან ესკიზი პირველ რიგში EEPROM- ში შენახულ მონაცემებს გააუქმებს.

ნაბიჯი 4: ერგომეტრის დაკავშირება

ეს ნაბიჯი ნამდვილად არ შეიძლება იყოს აღწერილი უნივერსალურად, რადგან ყველა ერგომეტრი ერთნაირი არ არის. თუმცა, არც ისინი არიან განსხვავებულები. თუ თქვენი ერგომეტრი საერთოდ შეიცავს ელექტრონული სიჩქარის ჩვენებას, მას უნდა ჰქონდეს ელექტრონული სენსორი, რომ გამოავლინოს პედლების, ან რაიმე (შესაძლოა შიდა) ბორბლების რევოლუციები სადმე. ხშირ შემთხვევაში, ის უბრალოდ შედგება მაგნიტისგან, რომელიც გადადის ლერწმის გადამრთველთან ახლოს (იხ. ასევე, ქვემოთ). ყოველ ჯერზე, როდესაც მაგნიტი გადის, გადამრთველი დაიხურება, რაც მიუთითებს ერთი რევოლუციის სიჩქარის ჩვენებაზე.

პირველი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის შეამოწმოთ სიჩქარის ჩვენება თქვენს ერგომეტრზე შემომავალი კაბელებისთვის. თუ თქვენ აღმოაჩენთ ორ მავთულის კაბელს, რომელიც მოდის სადმე ერგომეტრის შიგნიდან, თქვენ თითქმის იპოვნეთ კავშირი სენსორთან. და ცოტა იღბალით თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გამორთოთ ეს და უბრალოდ დაუკავშიროთ იგი თქვენს არდუინოს რამოდენიმე ნიჟარის სამაგრებით (მე გეტყვით რა ქინძისთავებს უნდა დაუკავშიროთ წუთში).

თუმცა, თუ თქვენ ვერ პოულობთ ასეთ კაბელს, არ ხართ დარწმუნებული, რომ იპოვეთ სწორი, ან არ შეგიძლიათ მისი გათიშვა არაფრის დაზიანების გარეშე, შეგიძლიათ უბრალოდ მიამაგროთ პატარა მაგნიტი ერთ – ერთ პედლს და დააფიქსიროთ ლერწმის გადამრთველი თქვენი ეროგმეტრის ჩარჩოზე., ისეთი, რომ მაგნიტი ძალიან ახლოს გაივლის. შეაერთეთ ორი მავთული გადამრთველთან და მიიყვანეთ ისინი თქვენს არდუინოში.

შეაერთეთ ორი მავთული (იქნება ეს თქვენი საკუთარი, თუ არსებული სენსორისგან) გადადის Arduino Gnd– ზე და Arduino pin D2– ზე. თუ თქვენ გაქვთ ერთი, ასევე დააკავშირეთ 100nF კონდენსატორი pin D2- სა და Gnd- ს შორის "დებუნისათვის". ეს შეიძლება იყოს ან არ იყოს საჭირო, მაგრამ ხელს უწყობს კითხვების სტაბილიზაციას.

დასრულების შემდეგ, დროა ჩართოთ თქვენი არდუინო და ისარგებლოთ ველოსიპედით პირველი სწრაფი გამოცდისთვის. ზედა მარცხენა ნომერი უნდა დაიწყოს სიჩქარის გაზომვის ჩვენება. თუ ეს არ მუშაობს, შეამოწმეთ ყველა გაყვანილობა და დარწმუნდით, რომ მაგნიტი საკმარისად ახლოს არის ლერწმის გადამრთველთან. თუ სიჩქარის საზომი თანმიმდევრულად ძალიან მაღალია ან ძალიან დაბალი, უბრალოდ შეცვალეთ ესკიზის ზედა ნაწილში განსაზღვრული "CM_PER_CLICK" (შენიშვნა: ესკიზი იყენებს მეტრულ სახელებს, მაგრამ ერთეულები არ არის ნაჩვენები ან შენახული, სადმე, ასე რომ უბრალოდ იგნორირება გაუკეთეთ ამას და მიაწოდეთ 100,000 მეტრი მილი თითო დაწკაპუნებას).

ნაბიჯი 5: სურვილისამებრ სწრაფი სტატუსის LED- ები

ამ საფეხურზე აღწერილი LED- ები არჩევითია, მაგრამ სისუფთავე: თუ თქვენ სერიოზულად უყურებთ წიგნის კითხვას / ტელევიზორის ყურებას ვარჯიშის დროს, არ გსურთ ეკრანს ზედმეტად შეხედოთ. მაგრამ ორი LED სხვადასხვა ფერის ადვილად შესამჩნევი იქნება პერიფერიულ ხედვაში და საკმარისი იქნება იმისთვის, რომ მიიღოთ უხეში წარმოდგენა, თუ როგორ ხართ.

• შეაერთეთ პირველი (წითელი) LED პინ D6– ს (LED– ის უფრო გრძელი ფეხი მიდის Arduino– ზე). შეაერთეთ LED- ის მოკლე ფეხი Gnd– თან 220 Ohms რეზისტორის საშუალებით. ეს LED ანათებს, როდესაც ტრენინგის მიმდინარე ფაზაში 10% ან მეტი იქნება თქვენი საუკეთესო სიჩქარის ქვემოთ. დროა მეტი ძალისხმევა!
• შეაერთეთ მეორე (მწვანე) LED პინ D5– ზე, ისევ რეზისტორით Gnd– თან. ეს LED ანათებს, როდესაც თქვენ ხართ 1%-ის ფარგლებში, ან თქვენი საუკეთესო გარბენიდან. კარგად იქცევი!

გსურთ, რომ LED- ები აანთოს იმის მიხედვით, თუ როგორ გამოიყურება თქვენი წინა სირბილი, ან რაიმე თვითნებური საშუალო სიჩქარე? უბრალოდ, დააკავშირეთ ღილაკი D4 და Gnd– ს შორის. ამ ღილაკის გამოყენებით შეგიძლიათ გადართოთ მითითება "თქვენი საუკეთესო სირბილი", "თქვენი წინა გარბენი" ან "თქვენი ამჟამინდელი სიჩქარე" შორის. ქვედა ასო "P", ან "C" ქვედა მარცხენა კუთხეში აღნიშნავს ამ უკანასკნელ ორ რეჟიმს.

ნაბიჯი 6: ჩართეთ თქვენი ერგომეტრის ჩვენება

მრავალი გზა არსებობს თქვენი ეკრანის გასაძლიერებლად, მაგრამ მე აღვნიშნავ ორს, რომლებიც სხვებთან შედარებით უფრო პრაქტიკულად გამოიყურება:

1. Arduino Uno ან Nano– ს გამოყენებისას, თქვენ ალბათ გსურთ მისი ჩართვა USB დენის ბანკის გამოყენებით ჩაშენებული დაბალი ბატარეის მითითებით.
2. Arduino Pro Mini @ 3.3V– ს გამოყენებისას (ჩემი რეკომენდაცია მოწინავე მომხმარებლებისთვის), თქვენ შეგიძლიათ ჩართოთ იგი პირდაპირ ერთი LiPo ბატარეიდან, ან სამი NiMH უჯრედიდან. ვინაიდან ATMEGA მოითმენს მიწოდების ძაბვებს 5.5 ვ-მდე, შეგიძლიათ დაუკავშიროთ ეს "VCC/ACC"-ს, უშუალოდ ბორტ ძაბვის რეგულატორის გვერდის ავლით. ამ კონფიგურაციაში ასევე იქნება გაფრთხილება "დაბალი ბატარეის" დაახლოებით 3.4 ვ -ზე, დამატებითი ტექნიკის გარეშე (ნაჩვენებია ქვედა მარჯვენა კუთხეში). ვინაიდან ATMEGA– სგან შეიძლება ვიმუშაოთ სწორად, მინიმუმ 3.0V– მდე, რაც საკმარისი დრო დაგიტოვებთ იმისათვის, რომ დაასრულოთ თქვენი ტრენინგის განყოფილება დატენვამდე.

ნაბიჯი 7: თქვენი ერგომეტრის ჩვენების გამოყენება

მოდით უფრო ახლოს განვიხილოთ თქვენი ეკრანის სხვადასხვა რიცხვები. მარცხენა ნაწილის უფრო დიდი რაოდენობა არის თქვენი ამჟამინდელი სიჩქარე, ხოლო უფრო დიდი რიცხვი ზედა მარჯვნივ არის მთლიანი მანძილი თქვენს მიმდინარე ტრენინგზე.

შემდეგი ხაზი არის თქვენი საშუალო სიჩქარე ტრენინგის დაწყებიდან (მარცხნივ), და დრო ვარჯიშის დაწყებიდან (მარჯვნივ). გაითვალისწინეთ, რომ დრო შეჩერებულია ველოსიპედის გაჩერებისას.

ჯერჯერობით უმნიშვნელო. ორი შემდგომი ხაზი მარჯვენა მხარეს არის ის, სადაც ის საინტერესო ხდება: ეს ადარებს თქვენს მიმდინარე დროს თქვენს წინა და საუკეთესო ტრენინგს, შესაბამისად. ანუ a "- 0:01:23" ამ ხაზების ზედა ნაწილში ნიშნავს, რომ თქვენ მიაღწიეთ თქვენს ამჟამინდელ მანძილს 1 წუთი და 23 წამით ადრე, ვიდრე წინა სირბილზე. კარგი ქვედა ხაზი "+ 0:00:12" ნიშნავს, რომ მიმდინარე მომენტამდე თქვენ 12 წამით ჩამორჩებით თქვენს საუკეთესო გარბენს. (გაითვალისწინეთ, რომ ეს დიფერენციალური დრო არ იქნება 100% ზუსტი. დროის წერტილები ინახება ყოველ.5 კმ / მილში და ინტერპოლიტირდება მათ შორის.) გარდაუვალია, რა თქმა უნდა, თქვენს პირველ გარბენზე, ჯერ არ არის ჩაწერილი დროის მითითებები და ორივე ზემოთ ჩამოთვლილი ხაზი უბრალოდ აჩვენებს "-:-:-".

დაბოლოს, ეკრანის ქვედა მარცხენა მხარე შეიცავს თქვენი სიჩქარის გრაფიკს ბოლო წუთში. ეს საშუალებას გაძლევთ ნახოთ ერთი შეხედვით, მიდიხართ სტაბილურად, თუ შენელდებით. (გაითვალისწინეთ, რომ ეს ხაზი ბევრად უფრო რბილი იქნება რეალურ ვარჯიშში - მაგრამ უბრალოდ ადვილი არ არის სტაბილური ტემპის შენარჩუნება სურათის გადაღების დროს …) ჰორიზონტალური ხაზები მიუთითებს წინა / საუკეთესო სიჩქარეზე, რაც თქვენ მიაღწიეთ თქვენი წინა წერტილის ახლანდელ წერტილს ტრენინგები.

ზედა ნაწილთან დამონტაჟებული LED- ები ადარებენ თქვენს მიმდინარე სიჩქარეს თქვენს საუკეთესო სიჩქარეს სწავლების ამ ეტაპზე. მწვანე აჩვენებს, რომ თქვენ ხართ თქვენი საუკეთესოს 1% -ის ფარგლებში, წითელი აჩვენებს, რომ თქვენ 10% -ზე ნელი ხართ ვიდრე თქვენი საუკეთესო ვარჯიში. როდესაც ხედავთ წითელ შუქს, დროა მეტი ძალისხმევა. გაითვალისწინეთ, რომ ზემოთ აღწერილი დიფერენციალური დროის საწინააღმდეგოდ, ეს ეხება მხოლოდ ტრენინგის მიმდინარე ნაწილს, ანუ შესაძლებელია თქვენ ჩამორჩეთ აბსოლუტურ დროში, მაგრამ მწვანე შოუები თქვენ იჭერთ და პირიქით.

ორი LED- ისთვის გამოყენებული საცნობარო სიჩქარე შეიძლება შეიცვალოს ღილაკის გამოყენებით. ერთი დაჭერით გადააქცევს მას საუკეთესოდ წინა ჩაწერილ ტრენინგზე (პატარა ასო "P" გამოჩნდება ქვედა მარცხნივ). კიდევ ერთი დაჭერა და თქვენი ამჟამინდელი სიჩქარე ღილაკზე დაჭერის დროს გახდება ახალი საცნობარო სიჩქარე (გამოჩნდება პატარა ასო "C"). ეს უკანასკნელი განსაკუთრებით სასარგებლოა თქვენი პირველი ერგომეტრის ჩვენების პირველი ვარჯიშის დროს, როდესაც ჯერ არ არის ჩაწერილი მითითება.

ტრენინგის დასრულების შემდეგ, უბრალოდ გათიშეთ ბატარეა. თქვენი სწავლება უკვე შენახულია თქვენი Arduino– ს შიდა EEPROM– ში.

როგორც ხედავთ, მე დავამთავრე ჩემი პროტოტიპის შედუღება. დარწმუნებული ნიშანი იმისა, რომ შედეგი მომეწონა, მე თვითონ. იმედი მაქვს, რომ თქვენც გამოგადგებათ. ბედნიერი ვარჯიში!