STRYDE.: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สไตรด์ มีเป้าหมายเพื่อให้นักวิ่งสมัครเล่นและนักวิ่งระดับกลางได้รับข้อมูลเชิงลึกและความช่วยเหลือที่เทียบเท่ากับที่มีให้สำหรับนักกีฬามืออาชีพด้วยอุปกรณ์สวมใส่ราคาประหยัด สวยงาม และสะดวก ในที่สุด อุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยคุณปรับปรุงประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บขณะวิ่ง

สไตรด์ ประกอบด้วยกางเกงรัดรูปหนึ่งคู่ที่รวมเซ็นเซอร์เพื่อวิเคราะห์ท่าทาง (มุมเอนไปข้างหน้า) ขณะวิ่ง และอุปกรณ์ช่วยฟังเพื่อช่วยให้นักวิ่งรักษาฝีเท้าให้คงที่และแก้ไขท่าทางของตน การบีบอัดข้อมูลแบบรัดรูปจะสื่อสารข้อมูลจากเซ็นเซอร์กลับไปยังพีซีหรือมือถือ ซึ่งผู้ใช้สามารถรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการทำงานของพวกเขา และเปรียบเทียบสิ่งนี้กับเทคนิคในอุดมคติ

ในท้ายที่สุด อุปกรณ์สวมใส่เหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยผู้สวมใส่ในการเพิ่มประสิทธิภาพ ป้องกันการบาดเจ็บ และทำความเข้าใจกิจกรรมการออกกำลังกายของตนได้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและเครื่องมือ

วัสดุและเทคโนโลยี:

• eResin_ PLA พร้อมสีให้เลือกสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ
• 2x Arduino Pro Mini หรือเทียบเท่ากับพิน I2C และ 5V
• CH341A โปรแกรมเมอร์ USB สำหรับ Arduino Pro mini
• โมดูลมาตรความเร่ง Seeed Grove
• เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li-Po
• โมดูล Bluetooth 4.0 (HM-10)
• โมดูลออด
• สายไฟ

ซอฟต์แวร์:

• Photoshop
• ซอฟต์แวร์อย่างเป็นทางการของ Arduino
• Solidworks

เครื่องมือ:

• หัวแร้ง
• ประสาน
• เครื่องปอกสายไฟและเครื่องตัดลวด
• โวลต์มิเตอร์
• ตลับเมตร
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 2: สร้างโมเดล 3 มิติของหูฟังโดยใช้ซอฟต์แวร์ CAD

เริ่มโมเดลหูฟังของคุณด้วยภาพสเก็ตช์บนกระดาษ ค้นหาแรงบันดาลใจจากแหล่งข้อมูลออนไลน์และบริเวณโดยรอบ ภาพสเก็ตช์บางส่วนสำหรับ STRYDE นี้ แนบมาด้านบนเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง ถัดไป วัดคอของคุณด้วยเทปวัดเพื่อกำหนดความกว้างและความยาวของหูฟัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วัดอย่างหลวม ๆ เพื่อให้หูฟังสามารถใส่ได้อย่างสบายในตอนท้าย

พิจารณากระบวนการผลิตสำหรับการออกแบบของคุณเสมอ เมื่อพิมพ์ 3 มิติ จำเป็นต้องคำนึงถึงข้อจำกัดของเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่คุณสามารถเข้าถึงได้ ข้อจำกัดที่สำคัญบางประการที่ควรทราบคือขนาดสูงสุดและต่ำสุดที่สามารถพิมพ์ได้ เช่นเดียวกับช่วงข้อผิดพลาดของเครื่องพิมพ์

หลังจากที่คุณกำหนดขนาดร่าง 2D ของคุณสำเร็จแล้ว ให้วาดบนซอฟต์แวร์ CAD ที่คุณเลือก ซึ่งสามารถส่งออกไฟล์ STL ได้ (เราเลือก Solidworks) หากคุณมีประสบการณ์จำกัดกับซอฟต์แวร์ CAD มีวิดีโอฝึกอบรมออนไลน์ฟรีมากมายที่คุณสามารถค้นหาเพื่อสร้างรูปร่างที่คุณต้องการได้

เมื่อคุณสร้างแบบจำลองเสร็จแล้ว ให้ยืนยันว่ามิติข้อมูลทั้งหมดของคุณถูกต้องก่อนส่งออกไฟล์ในรูปแบบ STL

ขั้นตอนที่ 3: หูฟังพิมพ์ 3 มิติพร้อมไฟล์ CAD

ก่อนดำเนินการในขั้นตอนนี้ โปรดทราบว่าโมเดล CAD ของคุณอาจต้องแยก/หั่นเป็นชิ้นด้านบนและด้านล่าง จากนั้นจึงติดกาวเนื่องจากข้อจำกัดด้านการผลิตของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ปรึกษาเจ้าหน้าที่หรือฟอรัมออนไลน์เกี่ยวกับการทำงานของเครื่องพิมพ์เฉพาะที่คุณมีสิทธิ์เข้าถึงและข้อกำหนดสำหรับการพิมพ์วัตถุกลวง

เรามีตัวอย่างบางส่วนข้างต้นโดยใช้ต้นแบบสีขาวของเรา แปลงแบบจำลองของคุณเป็นรหัส G ด้วยความช่วยเหลือของเจ้าหน้าที่การพิมพ์ 3 มิติ หรือค้นหาวิธีการทำด้วยซอฟต์แวร์เฉพาะของคุณ เลือกวัสดุที่เหมาะสมตามความสบาย ต้นทุน ความสวยงาม และพิจารณาจ้างภายนอก เราขอแนะนำ PLA, TPU และ eResin-PLA

พิมพ์และปรับแต่งโดยการขัด ขัดเงา หรือหากคุณเลือก eResin-PLA ให้ใช้เลเซอร์เพื่อทำให้โมเดลแข็งตัว พิมพ์ซ้ำจนกว่าคุณจะพอใจกับรูปทรงและการตกแต่งของหูฟัง

ขั้นตอนที่ 4: สร้าง Cool Beats

มีสองตัวเลือกสำหรับเอาต์พุตเสียงของหูฟัง อย่างแรกคือเสียงติ๊กง่าย 170-190BPM สำหรับผู้สวมใส่เพื่อให้เข้ากับอัตราการวิ่ง หรือคุณอาจเลือกสร้างซาวด์แทร็กของคุณเอง โดยส่งออกในรูปแบบที่สามารถอัปโหลดและเล่นผ่านลำโพงที่ต่อกับ Arduino ได้

ใช้ Ableton Live หรือซอฟต์แวร์เพลงอื่นๆ ตั้งค่าจังหวะเป็น 160, 165, 170, 175 ตามต้องการ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทุกจุด แต่แนะนำให้ตั้งค่าก่อนเพื่อลดการขยับหรือความผิดเพี้ยนของพิตช์

เลือกเครื่องดนตรีหรือเสียงกลองเพื่อเสริมจังหวะ ขอแนะนำให้ใช้เสียงทอมหรือเบส วางโน้ตไว้ที่จุดเริ่มต้นของแต่ละแท่ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความเร็วเป็น 110 จัดเรียงเสียงหรือเครื่องดนตรีเสริม เช่น ไฮแฮท เสียงระฆัง และเสียงพื้นผิวอากาศ พึงระลึกไว้เสมอว่าอย่ามีเสียงที่คล้ายกับจังหวะหลักมากเกินไป ใช้เอฟเฟกต์เสียงเพื่อทำให้เสียงแหบหรือเสียงแหลมหรือดึงออก หรือลดการโจมตีลง ความเร็วของเสียงประกอบไม่ควรเกิน 90

มุ่งสร้างบรรยากาศที่สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดความเร่งด่วนหรือการเคลื่อนไหวผ่านองค์ประกอบของเสียงที่ซ้อนกันซึ่งสร้างความตึงเครียด ใช้ความคิดสร้างสรรค์ของคุณ! วนรอบเสียงที่สร้างขึ้น ส่งออกเป็น WAV รูปแบบ.

ขั้นตอนที่ 5: ประกอบ Arduino Components

มีสองอุปกรณ์ที่จะสร้างแยกกัน โดยใส่ในเลกกิ้งและหูฟัง ทำตามคำแนะนำด้านล่างเพื่อประกอบอุปกรณ์ทั้งสอง ในขั้นตอนต่อไป เราจะเขียนโค้ด Arduino เพื่อส่งสัญญาณเสียงผ่านออดในหูฟัง และส่งข้อมูลเซ็นเซอร์กลับจากอุปกรณ์ที่ต่อกับเลกกิ้ง

1. อุปกรณ์เลกกิ้ง

อุปกรณ์เลคกิ้งประกอบด้วยเมนบอร์ด Arduino Pro Mini โมดูลมาตรความเร่งที่ใช้ MPU9250 และโมดูล Bluetooth 4.0 (แนะนำ HM-10)

สิ่งเหล่านี้จะถูกบัดกรีบนไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ดังต่อไปนี้:

พินบนโมดูล => พินบน Arduino

โมดูลมาตรความเร่ง (MPU9250):

SDA => SDA

SCL => SCL

VCC => 5V

GND => GND

โมดูลบลูทูธ (HM-10):

VCC => 5V

GND => GND

TX => RX

RX => TX

สุดท้าย ใส่แบตเตอรี่ LiPo 3.7V สองก้อนเป็นอนุกรม (ดังแสดงในแผนภาพ) เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้ารวม 7.4V สำหรับแบตเตอรี่ซีรีส์ ต่อสายสีแดง/ขั้วบวกกับขา RAW และสายสีดำ/ขั้วลบกับขา GND บน Arduino Pro Mini เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์จากภายนอก คุณอาจต้องการดูว่าสามารถเพิ่มสวิตช์หรือปุ่มเพื่อสลับกระแสไฟไปยังอุปกรณ์ได้อย่างไร เพื่อที่จะไม่ต้องเชื่อมต่อและถอดแบตเตอรี่ด้วยตนเอง

2. หูฟัง

หูฟังเพียงแค่แนบโมดูลลำโพงเข้ากับ Arduino pro mini Arduino ขับเคลื่อนด้วยโมดูลแบตเตอรี่ที่มีการกำหนดค่าเดียวกันกับที่แสดงสำหรับโมดูลหุ้มขา (และต่อเข้ากับหมุด RAW และ GND เดียวกัน)

โมดูลลำโพง:

VCC => 5V

GND => GND

IO => พิน 8

สุดท้าย ใส่อุปกรณ์ลงในตัวเครื่องที่พิมพ์ 3 มิติ ใช้กาวยึดส่วนปลายเข้ากับตัวเรือน

ขั้นตอนที่ 6: เขียนโค้ดสำหรับ Arduino และอัปโหลด

สำหรับแต่ละขั้นตอนด้านล่าง ให้แนบ Arduino Pro Mini กับโปรแกรมเมอร์ USB ตามที่แสดงในไดอะแกรม กำหนดค่าซอฟต์แวร์ Arduino ดังต่อไปนี้โดยใช้เมนู 'เครื่องมือ'

• บอร์ด: Arduino Pro หรือ Pro Mini
• หน่วยประมวลผล: ATMEGA328P (5V, 16MHz)
• พอร์ต: COMxx (จะแตกต่างกันไปตามอุปกรณ์แต่ละเครื่อง ตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ Arduino หรือ COM อื่น ๆ ออกจากคอมพิวเตอร์ของคุณหากคุณไม่สามารถระบุได้ว่า Arduino ของคุณเป็นแบบใด)
• โปรแกรมเมอร์: AVR ISP MkII

อุปกรณ์เลกกิ้ง:

อุปกรณ์หูฟัง:

ขั้นตอนที่ 7: ตั้งค่าเว็บอินเตอร์เฟสสำหรับแสดงข้อมูลเลกกิ้ง/ท่าทาง

เพื่อแสดงค่าที่อ่านได้จาก Arduino ที่วางบนเลกกิ้ง เราจะสร้างเว็บอินเตอร์เฟสที่สามารถเข้าถึงได้จากพีซีหรือมือถือ

ดาวน์โหลดไฟล์แนบ เปลี่ยนชื่อ index.hmtl.txt เป็น index.html จากนั้นเปิด index.html ด้วยเบราว์เซอร์ของคุณ (แนะนำให้ใช้ Google Chrome)

โปรดทราบว่าไม่จำเป็นต้องอัปโหลดไฟล์ไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์สาธารณะหรือตั้งค่าเว็บไซต์ เว็บอินเตอร์เฟสประกอบด้วยไฟล์ HTML/CSS/Javascript ที่สามารถเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ของคุณและเปิดด้วยเว็บเบราว์เซอร์ ซึ่งจะพูดคุยกับอุปกรณ์หุ้มขาผ่านการเชื่อมต่อบลูทูธที่เริ่มต้นผ่านเบราว์เซอร์ของคุณ

แนบเป็นภาพหน้าจอของส่วนเล็ก ๆ ของรหัสจากไฟล์ app.js ที่ทำงานเมื่อผู้ใช้กดปุ่มเชื่อมต่อบนหน้า ที่นี่เราบอกให้คอมพิวเตอร์เรียกใช้ฟังก์ชัน 'dataHandler' เมื่อใดก็ตามที่ได้รับข้อมูลจาก Arduino คุณควรทำตามโค้ดเพื่อดูว่าฟังก์ชันอื่นๆ เรียกว่าอะไร และวิธีจัดการข้อมูลและวาดบนกราฟในท้ายที่สุด

ด้านล่างนี้เป็นข้อมูลสรุปเล็กๆ ของไฟล์ที่รวมอยู่:

index.hml: บอกเบราว์เซอร์ว่าองค์ประกอบใดที่จะวาดบนหน้าและตำแหน่งที่จะวางสัมพันธ์กัน

style.css: การจัดรูปแบบองค์ประกอบแต่ละอย่าง (เช่น โครงร่างสีเทารอบๆ กราฟ)

webTerminal.js: ไลบรารี JavaScript สำหรับการสื่อสารกับโมดูลผ่านบลูทูธ มีฟังก์ชันที่จำเป็นสำหรับการจัดการข้อมูลที่ได้รับและส่งข้อความกลับไปยังอุปกรณ์บลูทูธที่เชื่อมต่อผ่านการเชื่อมต่อบลูทูธแบบอนุกรมได้อย่างง่ายดาย

app.js: โค้ด JavaScript แบบกำหนดเองของเราที่จัดการข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับจาก Arduino และวาดบนกราฟ

ขั้นตอนที่ 8: การเข้าถึงและใช้งานเว็บอินเตอร์เฟส

โมดูลเลกกิ้งจะอ่านข้อมูลไจโรสโคป มาตรความเร่ง และแม้แต่อุณหภูมิ โครงงานนี้ต้องการใช้เฉพาะการอ่านค่าแกน Y ของไจโรสโคป ซึ่งสามารถกำหนดท่าทางของผู้สวมใส่ได้

ในการเข้าถึงเว็บอินเตอร์เฟส ให้เปิดไฟล์ index.html ที่ดาวน์โหลดในขั้นตอนก่อนหน้า คุณควรเห็นอินเทอร์เฟซที่คล้ายกับในภาพหน้าจอที่แนบมา

จากนั้น กดปุ่มเชื่อมต่อและเลือกโมดูลบลูทูธของคุณ (ปกติจะมีชื่อว่า HMSoft) จากรายการอุปกรณ์ หากมีอุปกรณ์จำนวนมาก การวางโมดูลให้ใกล้กับคอมพิวเตอร์ของคุณอาจช่วยได้ เพื่อให้สามารถระบุได้ง่ายจากระดับการรับสัญญาณบลูทูธ