Pametna skakalna vrv: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Pozdravljeni in dobrodošli v mojem prvem Instructable!

V tem navodilu vam bom pokazal, kako narediti lastno pametno skakalno vrv. Pametni števec skakalnih vrvi je naprava, ki spremlja vašo dnevno aktivnost preskakovanja vrvi in shranjuje podatke v oblaku. Brskalniku pošilja podatke v realnem času, medtem ko preskočite. Te podatke si lahko ogledate v brskalniku prenosnega računalnika/pametnega telefona. Prikazuje število preskokov, hitrost preskakovanja na minuto in porabljene kalorije. Iste podatke po seji zabeleži v Thingspeak. Torej, če želite biti fit ali želite shujšati, je ta pripomoček za vas.

1. korak: Zberite dele in orodja

Tu je seznam potrebnih komponent. Vezje ni zapleteno. V bistvu je sestavljen iz Wemos d1 mini, kvadratnega dajalnika, baterije in stikala.

Sestavine:

• 1x Wemos d1 mini
• 1x rotacijski dajalnik
• 1x 3.7v 500mAh LiPo baterija
• 1x mini drsno stikalo

1x ležaj 608ZZ

1x ležaj 624ZZ

1x vijak M4 (1 palec)

2x M4 matica

4 x 0,320-palčni pritrdilni vijaki

Potrebna orodja:

• 3D tiskalnik lahko uporabljate spletno storitev
• Spajkalnik in kositer
• Izvijač in klešče.
• Odstranjevalec žice

Korak: 3D tiskanje

Obstajata dva ročaja za preskakovanje vrvi, eden je, da obdržite vso elektroniko in držite en konec vrvi, drugi ročaj pa drugi konec. Priložil sem vse datoteke stl. Uporabil sem Flashforge creator pro z 0,4 mm šobo in normalnimi nastavitvami ter s podporami. Prav tako lahko prenesete vse datoteke iz Thingiverse.

3. korak: Zgradite vezje

Vmesnik rotacijskega dajalnika:

CLK → D2

DT → D1

SW → D5

GND → Gnd

+ → 5v

Rotacijski dajalnik se uporablja za štetje števila preskokov. Ta rotacijski dajalnik je znan tudi kot kvadraturni dajalnik ali relativni rotacijski dajalnik, njegov izhod pa je niz kvadratnih valov.

Pred spajkanjem vstavite del dajalnika -dajalnika v vrtljivi dajalnik in vanj vstavite matico M4, kot je prikazano na sliki.

Pred spajkanjem preizkusite vse dele. Spajkajte vse komponente, kot je prikazano na shemi vezja. Med spajkanjem uporabite glavni ročaj, da boste dobili pošteno predstavo o dolžini žice in postavitvi komponent. Slike uporabite kot referenco.

4. korak: Namestite ležaj in elektroniko

Vzemite glavni ročaj in ležaj 624zz. Ležaj 624zz vstavite v glavni ročaj, kot je prikazano na sliki. Če ste z glavnega ročaja pravilno odstranili vse 3D natisnjene nosilce, se ležaj popolnoma prilega v luknjo. Ležaj se uporablja za zmanjšanje trenja in gladko vrtenje.

Preden vstavite vso elektroniko, se prepričajte, da vse deluje pravilno. S priloženo kodo preizkusite kodirnik. Naložite to skico v Wemos d1 mini, odprite serijski monitor in zavrtite kodirnik ter preverite rezultat na serijskem monitorju.

Zdaj postavite vse spajkane elektronske komponente v glavni ročaj, kot je prikazano na slikah. Prepričajte se, da žice niso zapletene z vrtljivim dajalnikom. Rotacijski dajalnik se mora vrteti brez motenj.

5. korak: Pritrdite vrv na glavni ročaj

Zdaj vzemite del nosilca vrvi, matico M4 in vijak M4. Vstavite matico m4 v držalo vrvi in nato vijak M4 v matico.

Vzemite vijačni del držala vrvi in ga pritrdite na matico na vrtljivem dajalniku. Če ga želite pritrditi na rotacijski dajalnik, ga vstavite skozi luknjo na sprednji strani. Zdaj ga zavrtite, da pritrdite na vrtljivi dajalnik.

Del glavnega pokrova postavite na vrh, da pokrije ohišje. Za pritrditev uporabite pritrdilne vijake velikosti 0,320 palca.

Odstranite vrv iz že pripravljene preskakovalne vrvi in en konec pritrdite na del rope_hoder. Slike uporabite za referenco.

Preverite, ali se rotacijski dajalnik gladko ali ne vrti z ročnim vrtenjem vrvi. Prav tako se prepričajte, da lahko pritisnete gumb vrtljivega dajalnika s pritiskom na del držala rope. Če se vrtljivi dajalnik vrti gladko in lahko pritisnete gumb na vrtljivem dajalniku, je glavni ročaj pripravljen.

Korak 6: Sestavite drugi ročaj

Ta korak ni obvezen. Uporabite lahko tudi ročaj že pripravljene preskakovalne vrvi.

Za sestavljanje drugega ročaja uporabite te 3D tiskane dele: second_handle, secondHandle_cover in secondHandle_ropeHolder.

Pred sestavljanjem se prepričajte, da ste očistili vso 3D tiskano oporo z drugega ročaja. Za čiščenje nosilca uporabite vrtalni stroj ali klešče.

Vzemite ležaj 608zz in ga vstavite v luknjo na sprednji strani ročaja. Nato vzemite druge konce vrvi in jo skozi drugo luknjo vstavite v drugi ročaj. Zdaj vstavite konec vrvi v držalo vrvi in povlecite vrv, da se nosilec vrvi pritrdi v luknjo ležaja. Po tem pokrijte konec drugega ročaja tako, da pritrdite pokrov.

7. korak: Sestavljena skakalna vrv

Ko sestavite oba ročaja, bi morala vaša skakalna vrv izgledati tako. Zdaj je skakalna vrv pripravljena. naredimo pametno tako, da naložimo kodo v Wemos.

8. korak: Pojasnilo kode

Delovanje te naprave je preprosto. Obstajajo 4 glavni deli, prvi je povezovanje z wifi, drugi štetje števila preskokov, tretji izračun stopnje preskakovanja in porabljenih kalorij, četrti pa pošiljanje teh podatkov na spletno stran in beleženje teh podatkov v Thingspeak.

Povežite se z WiFi:

WiFiManager je odlična knjižnica, ki jo lahko dodate v svoje projekte ESP8266, ker vam s to knjižnico ni treba več kodirati poverilnic za omrežje (SSID in geslo). Vaš ESP se bo samodejno pridružil znanemu omrežju ali nastavil dostopno točko, s katero lahko konfigurirate omrežne poverilnice. Tako deluje ta postopek:

Štetje števila preskokov:

Za štetje števila preskokov sem uporabil isto kodo, ki smo jo uporabili za testiranje kodirnika. Za 1 preskok kodirnik šteje 5 na serijskem monitorju. Poskušal sem s 50 preskoki, nato sem vzel povprečno število kodirnika za 1 preskok. Po več preskusih in preskusih za 1 preskok dajalnik šteje 5. Torej, če je dajalnik 5, to pomeni, da je 1 preskok zaključen.

Izračunajte stopnjo preskakovanja:

Za izračun hitrosti preskakovanja na minuto sem shranil začetni čas s funkcijo millis () v spremenljivko. S to formulo izračuna stopnjo preskakovanja po vsakih 20 štetjih, Stopnja preskakovanja = število preskokov/čas Preteklo* 60

Izračunajte porabljene kalorije:

Vsaka dejavnost potrebuje drugačne stroške energije. Sproščena hoja bo zagotovo porabila manj kalorij kot tek ali aerobika. Ta poraba energije je običajno izražena v TGO - presnovnem ekvivalentu naloge. Ta merilo vam pove, koliko kalorij porabite na uro aktivnosti in na kilogram telesne teže. V našem kalkulatorju porabe kalorij lahko preprosto izberete eno od številnih vrst dejavnosti. Na primer, hoja ima vrednost TGO 3,8, pohodništvo pa že 6. Višja kot je ta vrednost, več energije zahteva naloga. Kaj je torej točno 1 MET? Opredeljen je kot razmerje med porabo energije na enoto časa med določeno telesno aktivnostjo in referenčno vrednostjo 3,5 ml O₂/(kg · min). Po nekaj preračunih in pretvorbi mililitrov kisika v kalorije pridemo do končne formule: kalorije = T * 60 * MET * 3,5 * W / 200, kjer je T trajanje aktivnosti v urah, W pa vaša teža v kilogramih. Naš kalkulator porabe kalorij uporablja zgornjo formulo za najbolj natančno oceno porabljenih kalorij. Če želite svoje izračune izvesti ročno, lahko uporabite tudi poenostavljeno različico te enačbe: kalorije = MET * T * W Ta enačba temelji na približku, ki pravi, da je 1 MET = 1 kcal / (kg * h). Ni 100% pravilno; kljub temu zagotavlja dovolj dober rezultat, ki ga je mogoče uporabiti za oceno izgube kalorij. Za več podrobnosti o tem:

Prikažite število na spletni strani:

Ko imamo vse podatke, jih bomo s pomočjo WebSocket poslali na spletno stran. WebSocket je tehnologija, ki ohranja odprto povezavo TCP, tako da lahko nenehno pošiljate podatke med ESP in odjemalcem z nizko zakasnitvijo. In ker je TCP, ste prepričani, da bodo paketi prispeli nedotaknjeni.

ESP gosti spletno stran z rezultatom na sredini in hitrostjo preskakovanja ter porabljenimi kalorijami na vrhu. 1 drsnik v zgornjem desnem kotu za nastavitev teže osebe, ki opravlja preskakovanje. Vrednost teže se iz brskalnika prenese na ESP prek povezave WebSocket. Za začetek preskakovanja dejavnosti pritisnite gumb na kodirniku in začnite dejavnost. Število preskakovanj si lahko v realnem času ogledate na spletni strani.

Naložite podatke v Thingspeak:

ThingSpeak je brezplačna spletna storitev, ki vam omogoča zbiranje in shranjevanje senzorskih podatkov v oblaku ter razvoj aplikacij Internet of Things. Ustvarite račun na Thingspeak in ustvarite nov kanal. Ustvarite tri polja za ta kanal. Eno za preskok štetja, drugo polje za stopnjo preskakovanja in tretje polje za porabo kalorij. V kodi uporabite kanal Write_Key. Če želite prenesti podatke v Thingspeak, potem ko končate s preskakovanjem dejavnosti, znova pritisnite isti gumb. ESP bo podatke naložil v Thingspeak.

9. korak: Naložite kodo

Preden naložite kodo, v kodo spremenite ključ Thingspeak. Ustvarite nov kanal v Thingspeaku in uporabite ključ tega kanala v kodi. Ustvarite račun na Thingspeak, če ste novi v Thingspeaku, ustvarite nov kanal in tukaj uporabite ključ kanala.

Za programiranje naprave Wemos d1 mini uporabite kabel micro USB. Odprite Arduino IDE in naložite to kodo

10. korak: Začnimo preskakovati

• Ko naložite kodo v napravo Wemos, odstranite kabel mikro USB in vklopite stikalo za napajanje Wemos d1 mini skozi baterijo.
• Po vklopu napravo Wemos povežite z omrežjem WiFi. Če ga želite povezati z WiFi, se lahko z mobilnim telefonom/prenosnikom povežete s pametno napravo za preskakovanje vrvi. Nato odprite brskalnik in vnesite naslednji naslov IP: 192.168.4.1. Naloži se naslednja spletna stran, na kateri lahko nastavite poverilnice za Wi-Fi. Zdaj lahko s to stranjo povežete svojo pametno skakalno vrv z omrežjem WiFi.
• Ko napravo povežete z omrežjem WiFi, poiščite naslov IP naprave za preskakovanje vrvi. Za iskanje naslova IP uporabite fing (aplikacija za android/ios) ali napredno aplikacijo za optično branje IP. Odprite spletni brskalnik v telefonu ali prenosnem računalniku in vnesite ta naslov IP ter pritisnite enter. Videli boste preskakovanje števca.
• Z drsnikom v zgornjem desnem kotu nastavite pravilno težo.
• Za začetek dejavnosti pritisnite gumb na kodirniku. Zdaj lahko opravite preskakovanje dejavnosti. Število preskakovanj, stopnja preskakovanja in porabljene kalorije so prikazane na spletni strani med preskakovanjem.
• Ko končate s preskakovanjem, znova pritisnite isti gumb. Po drugem pritisku gumba se vsi podatki (število preskokov, stopnja preskakovanja in porabljene kalorije) naložijo v Thingspeak. Tako lahko spremljate vsakodnevno preskakovanje dejavnosti.
• Če ga uporabljate 2-3 ure na dan, lahko ta naprava zdrži do 7-8 dni. Za polnjenje baterije priključite kabel mikro USB na napravo Wemos in baterija se bo začela polniti. (pustite stikalo v položaju ON med polnjenjem). Po eni uri odstranite kabel mikro USB, ker se indikator ne polni.

Uživajte v preskakovanju, ostanite fit in ostanite ustvarjalni.