Inteligentna skakanka: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Witam i zapraszam do mojego pierwszego Instructable!

W tej instrukcji pokażę, jak zrobić własną inteligentną skakankę. Inteligentny licznik skakanek to urządzenie, które śledzi Twoją codzienną aktywność na skakance i przechowuje dane w chmurze. Wysyła dane do przeglądarki w czasie rzeczywistym podczas pomijania. Możesz wyświetlić te dane w przeglądarce laptopa/smartfona. Wyświetla liczbę przeskoków, szybkość przeskakiwania na minutę i spalone kalorie. Po sesji rejestruje te same dane w Thingspeak. Więc jeśli chcesz być wysportowany lub chcesz schudnąć ten gadżet jest dla Ciebie.

Krok 1: Zbierz części i narzędzia

Oto lista niezbędnych komponentów. Obwód nie jest skomplikowany. Zasadniczo składa się z Wemos d1 mini, enkodera kwadraturowego, baterii i przełącznika.

Składniki:

• 1x Wemos d1 mini
• 1x enkoder obrotowy
• 1x 3.7 v 500 mAh akumulator LiPo;
• 1x mini przełącznik suwakowy

1xŁożysko 608ZZ

1xŁożysko 624ZZ

1x śruba M4 (1 cal)

2x nakrętka M4

4x śruby mocujące 0,320 cala

Niezbędne narzędzia:

• Drukarka 3D, z której możesz skorzystać z usługi online
• Lutownica i cyna
• Śrubokręt i szczypce.
• Ściągacz izolacji

Krok 2: Druk 3D

Są dwa uchwyty do skakania, jeden do trzymania całej elektroniki i trzymania jednego końca liny, a drugi uchwyt do trzymania drugiego końca liny. Załączam wszystkie pliki stl. Użyłem Flashforge Creator pro z dyszą 0,4 mm i normalnymi ustawieniami oraz ze wspornikami. Możesz również pobrać wszystkie pliki z Thingiverse.

Krok 3: Zbuduj obwód

Interfejs enkodera obrotowego:

CLK→ D2

ID→ D1

SW→ D5

GND→ GND

+ → 5v

Enkoder obrotowy służy do zliczania przeskoków. Ten enkoder obrotowy jest również znany jako enkoder kwadraturowy lub względny enkoder obrotowy, a jego wyjściem jest seria impulsów fali prostokątnej.

Przed lutowaniem włóż element encoder_knob do enkodera obrotowego i włóż w niego nakrętkę M4, jak pokazano na rysunku.

Przetestuj wszystkie części przed lutowaniem. Przylutuj wszystkie elementy, jak pokazano na schemacie obwodu. Podczas lutowania używaj głównego uchwytu, aby uzyskać dobre wyobrażenie o długości drutu i rozmieszczeniu komponentów. Użyj zdjęć jako odniesienia.

Krok 4: Umieść łożysko i elektronikę

Weź główny uchwyt i łożysko 624zz. Włóż łożysko 624zz do głównego uchwytu, jak pokazano na rysunku. Jeśli prawidłowo usunięto wszystkie wydrukowane w 3D wsporniki z głównego uchwytu, łożysko będzie idealnie pasować do otworu. Łożysko służy do zmniejszenia tarcia i płynnego obrotu.

Przed umieszczeniem całej elektroniki w środku upewnij się, że wszystko działa poprawnie. Użyj załączonego kodu, aby przetestować koder. Prześlij ten szkic w Wemos d1 mini, otwórz monitor szeregowy, obróć enkoder i sprawdź wynik na monitorze szeregowym.

Teraz umieść wszystkie lutowane elementy elektroniczne w głównym uchwycie, jak pokazano na zdjęciach. Upewnij się, że przewody nie są splątane z enkoderem obrotowym. Enkoder obrotowy powinien obracać się bez zakłóceń.

Krok 5: Przymocuj linę do głównego uchwytu

Teraz weź część uchwytu liny, nakrętkę M4 i śrubę M4. Włóż nakrętkę m4 do uchwytu liny, a następnie włóż śrubę M4 do nakrętki.

Weź włożoną śrubę część uchwytu liny i przymocuj ją do nakrętki na obrotowym enkoderze. Aby przymocować go do enkodera obrotowego, włóż go przez otwór z przodu. Teraz obróć go, aby zamocować do enkodera obrotowego.

Umieść część mainHandle_cover na górze, aby zakryć obudowę. Użyj śrub montażowych 0,320 cala, aby to naprawić.

Usuń linę z gotowej skakanki i przymocuj jeden koniec do części rope_hoder. Użyj zdjęć w celach informacyjnych.

Sprawdź, czy enkoder obrotowy wheater obraca się płynnie, czy nie, obracając ręcznie linę. Upewnij się również, że możesz nacisnąć przycisk enkodera obrotowego, naciskając część uchwytu liny. Jeśli enkoder obrotowy obraca się płynnie i jesteś w stanie nacisnąć przycisk na enkoderze obrotowym, uchwyt główny jest gotowy.

Krok 6: Zamontuj drugi uchwyt

Ten krok jest opcjonalny. Możesz również skorzystać z rączki gotowej skakanki.

Użyj tych wydrukowanych w 3D części, aby złożyć drugi uchwyt: second_handle, secondHandle_cover i secondHandle_ropeHolder.

Przed montażem upewnij się, że wyczyściłeś całą wydrukowaną w 3D podporę z drugiego uchwytu. Użyj wiertarki lub szczypiec do czyszczenia podpory.

Weź łożysko 608zz i włóż je w otwór z przodu uchwytu. Następnie weź pozostałe końce liny i włóż ją do drugiego uchwytu przez otwór łożyska. Teraz włóż koniec liny do uchwytu liny i pociągnij linę tak, aby uchwyt liny został zamocowany w otworze łożyska. Następnie zakryj koniec drugiego uchwytu, dołączając osłonę.

Krok 7: Zmontowana skakanka

Po złożeniu obu uchwytów skakanka powinna wyglądać tak. Teraz skakanka jest gotowa. zróbmy to mądrze, przesyłając kod w Wemos.

Krok 8: Wyjaśnienie kodu

Działanie tego urządzenia jest proste. Są 4 główne części, pierwsza to połączenie z Wi-Fi, druga to liczenie liczby pominięć, trzecia to obliczenie szybkości omijania i spalonych kalorii, a czwarta to wysłanie tych danych na stronę internetową i zapisanie tych danych do Thingspeak.

Połącz się z Wi-Fi:

WiFiManager to świetna biblioteka, którą można dodać do projektów ESP8266, ponieważ korzystając z tej biblioteki, nie musisz już kodować na stałe poświadczeń sieciowych (identyfikatora SSID i hasła). Twój ESP automatycznie połączy się ze znaną siecią lub skonfiguruje punkt dostępu, którego możesz użyć do skonfigurowania poświadczeń sieciowych. Oto jak działa ten proces:

Liczenie przeskoków:

Użyłem tego samego kodu, którego używaliśmy do testowania enkodera, aby policzyć liczbę pominięć. Dla 1 enkodera pominięcia daje liczbę 5 na monitorze szeregowym. Próbowałem z 50 pominięciami, a następnie wziąłem średnią liczbę enkodera dla 1 pominięcia. Po kilku testach i próbach, na 1 pominięcie enkodera liczy 5. Więc jeśli liczba enkodera wynosi 5, oznacza to, że 1 pominięcie zostało zakończone.

Oblicz wskaźnik pomijania:

Aby obliczyć szybkość pomijania na minutę, zapisałem czas rozpoczęcia za pomocą funkcji millis() w zmiennej. Oblicza wskaźnik pomijania po każdych 20 zliczeniach za pomocą tego wzoru, Szybkość pomijania = licznik pomijania/czas, który upłynął* 60

Oblicz spalone kalorie:

Każda czynność wymaga innego wydatku na energię. Chodzenie w spokojnym tempie z pewnością spali mniej kalorii niż bieganie czy aerobik. Ten wydatek energetyczny jest zwykle wyrażany w MET - równoważniku metabolicznym zadania. Ta miara informuje, ile kalorii spalasz na godzinę aktywności i na jeden kilogram masy ciała. W naszym kalkulatorze spalonych kalorii możesz łatwo wybrać jeden z wielu rodzajów aktywności. Na przykład chodzenie ma wartość MET 3,8, podczas gdy wędrówka już 6. Im wyższa jest ta wartość, tym więcej energii wymaga zadanie. Czym właściwie jest 1 MET? Definiuje się ją jako stosunek energii zużytej w jednostce czasu podczas określonej aktywności fizycznej do wartości referencyjnej 3,5 ml O₂/(kg·min). Po pewnym przeliczeniu i przeliczeniu mililitrów tlenu na kalorie dochodzimy do ostatecznego wzoru: kalorie = T * 60 * MET * 3,5 * W / 200, gdzie T to czas trwania aktywności w godzinach, a W to Twoja waga w kilogramach. Nasz kalkulator spalania kalorii wykorzystuje powyższy wzór do najdokładniejszego oszacowania spalonych kalorii. Jeśli chcesz przeprowadzić obliczenia ręcznie, możesz również użyć uproszczonej wersji tego równania: kalorie = MET * T * W Równanie to opiera się na przybliżeniu, że 1 MET = 1 kcal / (kg * h). Nie jest to w 100% poprawne; mimo to zapewnia wystarczająco dobry wynik, który można wykorzystać do oszacowania utraty kalorii. Więcej informacji na ten temat:

Wyświetl licznik na stronie internetowej:

Gdy będziemy mieć wszystkie dane, wyślemy je na stronę internetową za pomocą WebSocket. WebSocket to technologia, która utrzymuje otwarte połączenie TCP, dzięki czemu możesz stale przesyłać dane między ESP a klientem z małymi opóźnieniami. A ponieważ jest to TCP, masz pewność, że pakiety dotrą nienaruszone.

ESP prowadzi stronę internetową z wynikiem na środku i wskaźnikiem pomijania oraz spalonymi kaloriami na górze. 1 suwak w prawym górnym rogu, aby ustawić wagę osoby, która wykonuje czynność pomijania. Wartość wagi jest przesyłana z przeglądarki do ESP za pośrednictwem połączenia WebSocket. Aby rozpocząć pomijanie sesji aktywności, naciśnij przycisk enkodera i rozpocznij aktywność. Liczbę pominięć można zobaczyć w czasie rzeczywistym na stronie internetowej.

Prześlij dane do Thingspeak:

ThingSpeak to bezpłatna usługa internetowa, która umożliwia gromadzenie i przechowywanie danych z czujników w chmurze oraz tworzenie aplikacji Internetu rzeczy. Załóż konto na Thingspeak i stwórz nowy kanał. Utwórz trzy pola dla tego kanału. Jedno dla liczby pominięć, drugie dla szybkości pomijania, a trzecie dla spalonych kalorii. Użyj kanału Write_Key w kodzie. Aby przesłać dane do Thingspeak, po zakończeniu pomijania aktywności naciśnij ponownie ten sam przycisk. ESP prześle dane do Thingspeak.

Krok 9: Prześlij kod

Przed przesłaniem kodu zmień klucz Thingspeak w kodzie. Utwórz nowy kanał w Thingspeak i użyj klucza tego kanału w kodzie. Utwórz konto na Thingspeak, jeśli jesteś nowy w Thingspeak, utwórz nowy kanał i użyj tego klucza kanału tutaj.

Użyj kabla micro USB, aby zaprogramować urządzenie Wemos d1 mini. Otwórz Arduino IDE i prześlij ten kodhttps://github.com/siddhesh13/smart-skipping-rope

Krok 10: Zacznijmy pomijanie

• Po wgraniu kodu do urządzenia Wemos odłącz kabel micro USB i włącz przełącznik, aby zasilać Wemos d1 mini przez baterię.
• Po włączeniu podłącz urządzenie Wemos do sieci WiFi. Aby podłączyć go do Wi-Fi, możesz użyć telefonu komórkowego/laptopa, aby połączyć się z inteligentnym urządzeniem do skakania. Następnie otwórz przeglądarkę i wpisz następujący adres IP: 192.168.4.1. Spowoduje to załadowanie następnej strony internetowej, na której możesz ustawić swoje dane uwierzytelniające Wi-Fi. Teraz możesz podłączyć swoją inteligentną skakankę do sieci Wi-Fi za pomocą tej strony.
• Po podłączeniu urządzenia do sieci WiFi, znajdź adres IP swojego skakanki. Użyj fing (aplikacja Android/ios) lub zaawansowanej aplikacji do skanowania IP, aby znaleźć adres IP. Otwórz przeglądarkę internetową na telefonie lub laptopie i wprowadź ten adres IP i naciśnij enter. Zobaczysz stronę licznika pomijania.
• Ustaw prawidłową wagę za pomocą suwaka w prawym górnym rogu.
• Naciśnij przycisk na enkoderze, aby rozpocząć aktywność. Teraz możesz wykonać swoją aktywność pomijania. Możesz zobaczyć liczbę pominięć, szybkość pominięć i spalone kalorie na stronie internetowej podczas pomijania.
• Naciśnij ten sam przycisk ponownie, gdy skończysz z pomijaniem aktywności. Po wciśnięciu przycisku po raz drugi wszystkie dane (liczba pominięć, szybkość pominięć i spalone kalorie) zostaną przesłane do Thingspeak. Dzięki temu możesz śledzić swoją codzienną aktywność pomijania.
• Na jednym ładowaniu, jeśli używasz go przez 2-3 godziny dziennie, to urządzenie może działać do 7-8 dni. Aby naładować baterię, podłącz kabel micro USB do urządzenia Wemos, a bateria zacznie się ładować. (utrzymuj przełącznik w pozycji ON podczas ładowania). Odłącz kabel micro USB po godzinie, ponieważ nie ma żadnego wskaźnika ładowania.

Ciesz się pomijaniem, bądź fit i bądź kreatywny.