IDC2018IOT Track Tracker: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Vam sortir amb aquesta idea com a part del curs "Internet de les coses" a IDC Herzliya.

L’objectiu del projecte és millorar les activitats físiques que impliquen córrer o caminar amb NodeMCU, uns quants sensors i un servidor de potència. El resultat d’aquest projecte és un dispositiu IOT molt útil que es pot convertir en el futur en un producte de producció real que s’utilitzarà a tot arreu. Feu-nos saber què en penseu:)

Abans de començar, assegureu-vos que teniu:

* Dispositiu NodeMCU.

* 1 sensor piezoelèctric.

* Sensor MPU6050.

* Una gran matriu.

* Corda elàstica.

* Compte de Firebase.

Opcional:

* Sensor piezoelèctric múltiple

* multiplexor

Pas 1: Configuració i calibració del MPU6050

"loading =" mandrós"

Instruccions:

• Connecteu el piezo amb una resistència de 1 M (vegeu la imatge adjunta).
• Pengeu l’esbós adjunt.
• Connecteu el dispositiu a un peu mitjançant la corda elàstica.
• Obriu "plotter en sèrie".
• Mireu el vídeo que s’adjunta a aquest pas.

Pas 3: integració dels sensors a l'Arduino

Vam veure com calibrar els sensors, ara integrarem els dos sensors al NodeMCU.

• Connecteu els dos sensors al dispositiu, feu servir els mateixos pins que als passos 1 + 2.
• Carregueu l’esbós adjunt.
• Connecteu el dispositiu amb els 2 sensors a un peu.
• Obriu "plotter en sèrie".
• Mireu el vídeo adjunt.

Pas 4: enviament de dades al núvol

En aquest pas, connectarem el nostre dispositiu al núvol i enviarem dades per veure uns gràfics sorprenents.

Utilitzarem el protocol MQTT i enviarem dades a un servidor gratuït anomenat "Adafruit".

NOTA: Adafruit no admet l'enviament de dades unes quantes vegades cada segon, funciona a ritmes més lents, per tant, enviarem una mitjana dels nostres punts de dades i no dels punts de dades en si. Transformarem les dades dels nostres 2 sensors a dades mitjanes mitjançant les transformacions següents:

* El temps de detecció de passos es transformarà en passos per minut. La durada de cada pas es pot trobar per (millis () - step_timestamp), i la mitjana es pot fer mitjançant un filtre, com hem vist abans: val = val * 0.7 + new_val * 0.3.

* La potència de pas es transformarà en potència de pas mitjana. Utilitzarem la mateixa metodologia d’utilitzar "max" per a cada pas, però utilitzarem un filtre per fer una mitjana mitjançant el filtre average = average * 0,6 + new_val * 0,4.

Instruccions:

• Introduïu el lloc web d'Adafruit a l'adreça io.adafruit.com i assegureu-vos que teniu un compte.
• Creeu un nou tauler de control, que podreu anomenar-lo "Els meus detectors de passos".
• Dins del tauler, premeu el botó + i seleccioneu "gràfic de línies" i creeu un feed anomenat "steps_per_min".
• Dins del tauler, premeu el botó + i seleccioneu "gràfic de línies" i creeu un canal d'informació anomenat "average_step_power".
• Ara hauríeu de veure 2 gràfics buits per a cadascun dels camps.
• Utilitzeu l'esbós adjunt i configureu la configuració següent:

USERNAME = el vostre nom d'usuari d'Adafruit.

CLAU = la vostra clau Adafruit

WLAN_SSID = Nom WIFI

WLAN_PASS = Passa WIFI

mpuStepThreshold = Llindar del pas 2

A continuació, podeu connectar el dispositiu a un peu i l'esbós enviarà dades de passos al servidor.

Pas 5: utilitzar dos dispositius al mateix temps

En aquest pas, simularem dues persones que caminen amb el dispositiu al mateix temps.

Utilitzarem 2 dispositius diferents, amb els mateixos punts de dades que s’expliquen al pas 4.

Per tant, això és molt fàcil, hi ha tres tasques senzilles:

1) creeu feeds addicionals per a les dades des del segon dispositiu; us recomanem que doneu una solució posterior a "_2"

2) canvieu els blocs del tauler de control per presentar dades dels dos feeds.

3) canvieu el nom dels canals d'informació a l'esbós del segon dispositiu.

4) Vegeu els resultats!

NOTA:

Adafruit resisteix les dades que arriben massa ràpid, potser caldria ajustar la freqüència en què s’envien les dades al servidor. Feu-ho trobant el següent a l'esbós:

/ / Enviar cada 5 segons no superi el límit d'Adafruit per a usuaris gratuïts. // Si utilitzeu el servidor premium o el vostre propi servidor, no dubteu a canviar. // Sempre envieu un punt de dades alternatiu. if (millis () - lastTimeDataSent> 5000) {

Pas 6: millores, notes i plans de futur

El principal repte:

El principal repte del projecte era provar el NodeMCU en una activitat física. El cable USB es desconnecta sovint i, quan s’intenta avançar ràpidament, es poden produir problemes de separació de pins. Moltes vegades estàvem depurant un tros de codi que realment funcionava i el problema estava en l’àmbit físic.

Vam superar aquest desafiament portant el portàtil a prop del corredor i escrivint cada tros de codi a la vegada.

Un altre repte era fer que els diferents components interactuessin sense problemes:

• El piezo amb l’accelerador: s’ha demostrat que tal com es descriu al pas 3, per una idea creativa que teníem.
• Els sensors amb el servidor: tal com es descriu al pas 4, vam transformar els valors en altres valors que es poden enviar a un servidor a un ritme més lent.

Les limitacions del sistema:

• Necessita un calibratge abans d’utilitzar-lo.
• Cal convertir-lo en un producte més rígid que no es trenqui fàcilment en una activitat física.
• El sensor piezoelèctric no és molt precís.
• Necessita una connexió wifi. (Fàcil de resoldre mitjançant un punt d'accés al mòbil)

Plans futurs

Ara, ja que tenim un dispositiu de control de potes completament funcionant, hi ha altres millores que es poden fer.

Múltiples pizeos!

• Connecteu peixos a diferents zones del peu.
• Utilitzeu el multiplexor, ja que NodeMCU només admet un pin analògic.
• Pot mostrar un mapa de calor del peu per descriure les zones d’impacte.
• Podeu utilitzar aquestes dades per crear alertes sobre postures incorrectes i equilibri corporal.

Molts dispositius.

• Us vam mostrar com connectar 2 dispositius alhora, però podeu connectar 22 peços a 22 jugadors de futbol.
• Les dades es poden exposar durant el joc per mostrar algunes mètriques interessants sobre els jugadors.

Sensors avançats

Hem utilitzat piezo i acceleròmetre, però podeu afegir altres dispositius que enriquiran la sortida i donaran més dades:

• Els ganduls precisos per detectar els passos.
• Mesureu la distància entre el peu i el terra.
• Mesureu la distància entre diferents jugadors (en cas de diversos dispositius)