Պարզ Arduino- ի վրա հիմնված Ergometer էկրան ՝ դիֆերենցիալ հետադարձ կապով. 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Սրտամարզումը ձանձրալի է, հատկապես փակ տարածքներում մարզվելիս: Գոյություն ունեցող մի քանի նախագծեր փորձում են մեղմել դա ՝ կատարելով զվարճալի իրեր, օրինակ ՝ էրգոմետրը միացնելով խաղային վահանակին կամ նույնիսկ մոդելավորելով իրական հեծանիվ վարելը VR- ով: Որքան էլ որ դրանք հուզիչ լինեն, տեխնիկապես, դրանք իրականում այնքան էլ չեն օգնում. Մարզվելը դեռ ձանձրալի է: Այսպիսով, փոխարենը, ես կցանկանայի, որ մարզվելիս կարողանայի պարզապես գիրք կարդալ կամ հեռուստացույց դիտել: Բայց հետո դժվար է կայուն տեմպը պահել:

Այստեղ գաղափարն է `կենտրոնանալ վերջին խնդրի վրա և ուղիղ հետադարձ կապ տրամադրել այն մասին, թե արդյո՞ք ձեր վերապատրաստման ներկայիս մակարդակը բավականաչափ լավն է, թե՞ պետք է ավելի շատ ջանքեր գործադրել: Այնուամենայնիվ, «բավականաչափ լավ» մակարդակը կտատանվի ոչ միայն անձի համար, այլ նաև ժամանակի ընթացքում (երկարաժամկետ, որքան լավանում ես, այլև ուսումնական նստաշրջանի ընթացքում. Օրինակ, գրեթե անհնար է լիարժեք արագությամբ աշխատել տաքացավ): Հետևաբար, այս նախագծի հիմքում ընկած է պարզապես ՝ գրանցել ա) նախորդ վազքը և բ) լավագույն վազքը (հայտնի է նաև բարձր գնահատականով), այնուհետև ուղիղ հետադարձ կապ տրամադրել այն մասին, թե ինչպես եք այժմ հաջողվում այդ վազքների համեմատ:

Եթե դա մի փոքր վերացական է թվում, անցեք Քայլ 7 -ին `մանրամասների համար, թե ինչ ցույց կտա ավարտված էկրանը:

Այս նախագծի հետագա նպատակն է իրերն իսկապես պարզ և էժան պահել: Կախված այն բանից, թե որտեղ եք պատվիրում ձեր մասերը, կարող եք ավարտել այս նախագիծը մոտ 5 դոլարով (կամ մոտ 30 դոլարով, երբ պատվիրում եք ներքին առաջնակարգ վաճառողներից), և եթե նախկինում խաղացել եք Arduino միջավայրի հետ, ապա բավականին լավ հնարավորություն կա, որ արդեն ունեն ձեզ անհրաժեշտ մասերի մեծ մասը կամ բոլորը:

Քայլ 1: Մասերի ցուցակ

Եկեք անցնենք ձեզ անհրաժեշտ բաների ցանկը.

Arduino- ի հետ համատեղելի միկրոպրոցեսոր

Գրեթե վերջին մի քանի տարիների ընթացքում վաճառված Arduino- ն անելու է: Exactշգրիտ տարբերակը (Uno / Nano / Pro Mini, 8 կամ 16 ՄՀց, 3.3. Կամ 5V) նշանակություն չունի: Այնուամենայնիվ, ձեզ հարկավոր կլինի ATMEGA328 պրոցեսոր կամ ավելի լավ, քանի որ մենք օգտագործելու ենք գրեթե 2k RAM և 1k EEPROM: Եթե դուք ծանոթ եք Arduino- ի աշխարհի նրբություններին, խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել Pro Mini- ն 3.3 Վ լարման դեպքում, քանի որ այն կլինի ամենաէժանը և մարտկոցի ամենաարդյունավետը: Եթե դուք (համեմատաբար) նորեկ եք Arduino- ում, ես խորհուրդ եմ տալիս «Nano» - ն, քանի որ այն ապահովում է նույն ֆունկցիոնալությունը, ինչ «Uno» - ն ավելի փոքր և էժան փաթեթում:

Նկատի ունեցեք, որ այս ուսուցանվողը ձեզ չի խոսի հենց հիմունքների միջոցով: Դուք պետք է գոնե տեղադրեք Arduino ծրագիրը և իմանաք, թե ինչպես միացնել ձեր Arduino- ն և էսքիզ վերբեռնել: Եթե գաղափար չունեք, թե ինչի մասին եմ խոսում, կարդացեք այս երկու հեշտ ձեռնարկները ՝ առաջինը ՝ առաջինը, երկրորդը:

128*64 պիքսել SSD1306 OLED էկրան (I2C տարբերակ, այսինքն ՝ չորս կապում)

Սա այսօրվա ամենաէժան և ամենադյուրին ցուցադրումներից մեկն է: Համաձայնեք, դա փոքր է, բայց բավական լավ: Իհարկե, եթե արդեն ունեք նման կամ ավելի լավ լուծման ցուցադրում, դրա փոխարեն հնարավոր կլինի օգտագործել այն, բայց այս հրահանգը գրված է SSD1306- ի համար:

• «Առանց զոդման տախտակ» և որոշ թռիչքային մետաղալար ՝ ձեր նախատիպը կառուցելու համար
• 100nF կերամիկական կոնդենսատոր (կարող է կամ չպահանջվի, տես Քայլ 4)
• Կամ որոշ կոճակներ, կամ մագնիս, եղեգի անջատիչ և մի մալուխ (տես Քայլ 4)
• Կարմիր և կանաչ LED, յուրաքանչյուրը (ըստ ցանկության, տես Քայլ 5)
• Երկու 220 Օմ դիմադրություն (LED- ների օգտագործման դեպքում)
• Կոճակ (նաև ըստ ցանկության)
• Հարմար մարտկոց (տես Քայլ 6)

Քայլ 2: Էկրանը միացնելը

Որպես առաջին բան, մենք կցենք էկրանը Arduino- ին: Մանրամասն հրահանգները մատչելի են: Այնուամենայնիվ, SSD1306- ը իսկապես հեշտ է միացնել.

1. Displayուցադրել VCC -> Arduino 3.3V կամ 5V (կամ կանի)
2. Displayուցադրել Gnd -> Arduino Gnd
3. Displayուցադրել SCL -> Arduino A5
4. Displayուցադրել SCA -> Arduino A4

Հաջորդը, ձեր Arduino միջավայրում գնացեք Sketch-> Include Library-> Կառավարեք գրադարանները և տեղադրեք «Adafruit SSD1306»: Unfortunatelyավոք, դուք ստիպված կլինեք խմբագրել գրադարանը, որպեսզի այն կազմաձևեք 128*64 պիքսել տարբերակի համար. Գտեք ձեր arduino «գրադարաններ» պանակը և խմբագրեք «Adafruit_SSD1306/Adafruit_SSD1306.h»: Որոնեք «#define SSD1306_128_32», անջատեք այդ տողը և փոխարենը միացրեք «#define SSD1306_128_64»:

Այս պահին դուք պետք է բեռնեք Ֆայլ-> Օրինակներ-> Adafruit SSD1306-> ssd1306_128x64_i2c, որպեսզի ձեր էկրանը միացված լինի ճիշտ: Նկատի ունեցեք, որ գուցե ստիպված լինեք կարգավորել I2C- հասցեն: 0x3C- ը, ըստ երևույթին, ամենատարածված արժեքն է:

Խնդիրների դեպքում դիմեք առավել մանրամասն հրահանգներին:

Քայլ 3: Վերբեռնեք ուրվագիծը

Եթե ամեն ինչ աշխատում էր, մինչ այժմ, ժամանակն է իրական ուրվագիծը վերբեռնել ձեր Arduino- ում: Ստորև կգտնեք ուրվագծի պատճենը: Պոտենցիալ ավելի նոր տարբերակի համար դիմեք github ծրագրի էջին: (Քանի որ սա մեկ ֆայլի էսքիզ է, բավական է պարզապես պատճենել erogmetrino.ino ֆայլը ձեր Arduino պատուհանում):

Եթե դուք ստիպված լինեիք փոփոխել I2C հասցեն նախորդ քայլին, ապա ստիպված կլինեք նույն ճշգրտումը կատարել կրկին, այժմ, «display.begin» - ով սկսվող տողում:

Վերբեռնելուց հետո դուք պետք է տեսնեք որոշ զրոներ, որոնք ցուցադրվում են ձեր էկրանին: Մենք կանդրադառնանք ցուցադրման տարբեր հատվածների նշանակությանը, այն բանից հետո, երբ մնացած ամեն ինչ կցված է:

Նկատի ունեցեք, որ առաջին իսկ մեկնարկի ժամանակ էկրանը բավականին դանդաղ լուսավորվելու է (կարող է տևել մինչև տասը վայրկյան), քանի որ էսքիզը նախ զրոյական կդարձնի EEPROM- ում պահված ցանկացած տվյալ:

Քայլ 4: Ergometer- ի միացում

Այս քայլն իսկապես չի կարող համընդհանուր նկարագրվել, քանի որ ոչ բոլոր էրգոմետրերն են նույնը: Այնուամենայնիվ, նրանք բոլորը նույնպես տարբեր չեն: Եթե ձեր էրգոմետրը ընդհանրապես ներառում է էլեկտրոնային արագության ցուցիչ, այն պետք է ունենա էլեկտրոնային ցուցիչ `ոտնակների կամ ինչ -որ տեղ (հնարավոր է ՝ ներքին) անիվների պտույտները հայտնաբերելու համար: Շատ դեպքերում դա պարզապես բաղկացած կլինի մագնիսից, որն անցնում է եղեգի անջատիչին մոտ (տես նաև ստորև): Ամեն անգամ, երբ մագնիսն անցնում է, անջատիչը կփակվի ՝ ազդանշան տալով մեկ պտույտի արագության ցուցադրմանը:

Առաջին բանը, որ դուք պետք է անեք, այն է, որ ձեր էրգոմետրում արագության ցուցադրումը ստուգեք մուտքային մալուխների համար: Եթե գտնեք երկալար մալուխ, որը ինչ -որ տեղ գալիս է ergometer- ի ներսից, ապա գրեթե անկասկած գտել եք սենսորի հետ կապը: Եվ մի փոքր բախտի դեպքում դուք կարող եք պարզապես անջատել այն և պարզապես միացնել այն ձեր Arduino- ին որոշ կոճակներով (ես ձեզ կասեմ, թե որ կապումներին պետք է միանալ մեկ րոպեում):

Այնուամենայնիվ, եթե դուք չեք կարող գտնել այդպիսի մալուխ, վստահ չեք, որ գտել եք ճիշտը, կամ չեք կարող անջատել այն ՝ առանց որևէ վնաս պատճառելու, պարզապես կարող եք մի փոքրիկ մագնիս կպցնել ոտնակներից մեկին և ամրացնել եղեգի անջատիչը ձեր էրոգոմետրի շրջանակին:, այնպես, որ մագնիսը շատ սերտորեն կանցնի նրա կողքով: Անջատիչին միացրեք երկու լար և տարեք դրանք ձեր Arduino- ին:

Միացրեք երկու լարերը (լինի դա ձեր սեփականը, թե առկա սենսորից) կանցնեն Arduino Gnd և Arduino կապում D2: Եթե ձեռքի տակ ունեք, միացրեք նաև 100nF կոնդենսատորը կապիչ D2- ի և Gnd- ի միջև «դեբոնսինգի» համար: Սա կարող է կամ չպահանջվել, բայց օգնում է կայունացնել ընթերցումները:

Ավարտելուց հետո ժամանակն է միացնել ձեր Arduino- ն և հեծանիվ նստել առաջին արագ փորձարկման համար: Վերին ձախ համարը պետք է սկսի ցույց տալ արագության չափիչ: Եթե դա չի աշխատում, ստուգեք բոլոր լարերը և համոզվեք, որ մագնիսը բավականաչափ մոտ է եղեգի անջատիչին: Եթե արագության չափիչն անընդհատ չափազանց բարձր կամ չափազանց ցածր է թվում, պարզապես կարգավորեք «CM_PER_CLICK» սահմանումը էսքիզի վերևի մասում (նկատի ունեցեք, որ ուրվագիծը օգտագործում է մետրային անուններ, բայց ոչ մի տեղ չի ցուցադրվում կամ պահպանվում, այնպես որ պարզապես անտեսեք դա, և մատակարարեք մեկ կտտոցով մղոնի 100.000 -րդ մասը):

Քայլ 5. Ընտրովի արագ կարգավիճակի LED- ներ

Այս քայլում նկարագրված LED- ները կամընտիր են, բայց կոկիկ. Եթե լուրջ եք զբաղվում գիրք կարդալով / մարզվելիս հեռուստացույց դիտելիս, ապա չեք ցանկանում չափազանց մեծ հայացք նետել ցուցադրությանը: Բայց տարբեր գույների երկու լուսադիոդներ հեշտությամբ նկատելի կլինեն ծայրամասային տեսողության մեջ և բավական կլինեն մոտավոր պատկերացում կազմելու, թե ինչպես ես դու:

• Միացրեք առաջին (կարմիր) LED- ը D6 կապին (LED- ի ավելի երկար ոտքը գնում է Arduino- ին): LED- ի կարճ ոտքը միացրեք Gnd- ին 220 Օհմ ռեզիստորի միջոցով: Այս լուսադիոդը կլուսավորվի, երբ դասընթացի ներկա փուլում ձեր լավագույն արագությունից 10% կամ ավելի ցածր լինեք: Timeամանակն է ավելի շատ ջանքեր գործադրելու:
• Երկրորդ (կանաչ) LED- ն միացրեք D5 կապին, կրկին դիմադրությամբ Gnd- ին: Այս LED լուսավորվում է, երբ գտնվում եք 1%-ի սահմաններում կամ ձեր լավագույն գործածությունից բարձր: Լավ ես անում:

Youանկանու՞մ եք, որ LED- ները լուսավորվեն `կախված ձեր նախորդ վազքի համեմատ, կամ ինչ -որ կամայական միջին արագությունից: Դե, պարզապես միացրեք մի կոճակ D4- ի և Gnd- ի միջև: Այդ կոճակի միջոցով կարող եք միացնել «լավագույն վազքի», «ձեր նախորդ վազքի» կամ «ձեր ընթացիկ արագության» հղումը: Ստորին ձախ անկյունում գտնվող «P» կամ «C» տառը կնշանակի վերջին երկու ռեժիմները:

Քայլ 6: Միացրեք ձեր Էրգոմետր էկրանը

Կան բազմաթիվ եղանակներ ՝ ձեր էկրանը սնուցելու համար, բայց ես նշեմ երկուսը, որոնք բավականին գործնական են թվում, քան մյուսները.

1. Arduino Uno կամ Nano- ից օգտվելիս, հավանաբար, ցանկանում եք այն սնուցել ՝ օգտագործելով USB հզորության բանկ ՝ ներկառուցված ցածր մարտկոցի նշումով:
2. Երբ օգտագործում եք Arduino Pro Mini @ 3.3V (իմ առաջարկությունը առաջադեմ օգտվողների համար), այն կարող եք սնուցել անմիջապես կամ մեկ LiPo մարտկոցից, կամ երեք NiMH բջիջներից: Քանի որ ATMEGA- ն հանդուրժելու է մատակարարման լարումները մինչև 5.5 Վ, դուք կարող եք դա միացնել «VCC/ACC»-ին, ուղղակիորեն ՝ շրջանցելով ներկառուցված լարման կարգավորիչը: Այս կարգաբերման մեջ կլինի նաև «ցածր մարտկոցի» նախազգուշացում 3.4 Վ -ի սահմաններում, առանց որևէ լրացուցիչ սարքավորման (ցուցադրված է ներքևի աջ անկյունում): Քանի որ կարելի է ակնկալել, որ ATMEGA- ն կաշխատի ճիշտ, առնվազն մինչև 3.0 Վ կամ ավելի, դա ձեզ բավական ժամանակ կթողնի ձեր վերապատրաստման միավորը լիցքավորվելուց առաջ:

Քայլ 7: Օգտագործելով ձեր Էրգոմետր էկրանը

Եկեք ավելի սերտ նայենք ձեր ցուցադրման տարբեր թվերին: Վերին ձախից ավելի մեծ թիվը պարզապես ձեր ընթացիկ արագությունն է, իսկ վերևի աջից ավելի մեծ թիվը ձեր ընթացիկ մարզումների ընդհանուր հեռավորությունն է:

Հաջորդ տողը վերապատրաստման սկզբից (ձախ) ձեր միջին արագությունն է և վերապատրաստման մեկնարկից (աջ) ժամանակը: Նկատի ունեցեք, որ ժամանակը դադարեցված է, երբ հեծանիվը կանգնեցված է:

Առայժմ այնքան չնչին: Հետևյալ երկու տողերը աջ կողմում հետաքրքիր են դառնում. Սրանք համեմատում են ձեր ընթացիկ ժամանակը համապատասխանաբար ձեր նախորդ և լավագույն մարզումների հետ: Այսինքն a »- 0:01:23» այս տողերի վերևում կնշանակի, որ դուք հասել եք ձեր ընթացիկ տարածությանը 1 րոպե 23 վայրկյան շուտ, քան ձեր նախորդ վազքը: Լավ «+ 0:00:12» - ի ստորին տողը կնշանակի, որ մինչև ընթացիկ կետը դուք 12 վայրկյանով հետ եք մնում ձեր լավագույն վազքից: (Ուշադրություն դարձրեք, որ այս դիֆերենցիալ ժամանակները 100% ճշգրիտ չեն լինի: pointsամկետները պահվում են յուրաքանչյուր.5 կմ / մղոնում և տեղադրվում դրանց միջև): Անխուսափելիորեն, իհարկե, ձեր առաջին վազքի ժամանակ դեռևս ժամանակի հղումներ չեն գրանցվել, և այնպես որ վերը նշված երկու տողերն էլ պարզապես ցույց կտան «-:-:-»:

Վերջապես, էկրանի ներքևի ձախ հատվածը պարունակում է ձեր արագության գրաֆիկը վերջին րոպեի ընթացքում: Սա թույլ է տալիս ձեզ մի հայացքով տեսնել ՝ կայուն եք գնում, թե դանդաղում: (Ուշադրություն դարձրեք, որ այս գիծը շատ ավելի սահուն կլինի իրական մարզումների ժամանակ, բայց պարզապես հեշտ չէ պահպանել կայուն տեմպը լուսանկարելիս …) Հորիզոնական գծերը ցույց են տալիս նախորդ / լավագույն արագությունը, որին հասել եք ձեր նախորդի ներկայիս կետի մոտ: վերապատրաստումներ:

Վերևի մոտ տեղադրված LED- ները համեմատում են ձեր ընթացիկ արագությունը ձեր լավագույն արագության հետ վերապատրաստման այս փուլում: Կանաչը ցույց է տալիս, որ դուք ձեր լավագույնի 1% -ի սահմաններում եք, կարմիրը ՝ ավելի քան 10% -ով ավելի դանդաղ, քան ձեր լավագույն մարզումները: Երբ տեսնում եք կարմիր լույսը, ժամանակն է ավելի շատ ջանքեր գործադրել: Նկատի ունեցեք, որ հակառակ վերը նկարագրված դիֆերենցիալ ժամանակների, դրանք վերաբերում են ուսուցման ընթացիկ հատվածին, այսինքն ՝ հնարավոր է, որ դուք հետ եք մնում բացարձակ ժամանակում, բայց կանաչ ցույց է տալիս, որ հասնում եք, և հակառակը:

Երկու LED- ների համար օգտագործվող հղման արագությունը կարող է փոխվել `սեղմելով կոճակը: Մեկ կտտոցը այն լավագույնից կդարձնի նախորդ գրանցված դասընթացին («P» փոքր տառը կհայտնվի ներքևի ձախ մասում): Մեկ այլ սեղմում և կոճակը սեղմելու պահին ձեր ընթացիկ արագությունը կդառնա նոր հղման արագությունը (կցուցադրվի «C» փոքր տառ): Վերջինս հատկապես օգտակար է ձեր առաջին դասընթացների ընթացքում `ձեր նոր ergometer էկրանով, երբ դեռ ոչ մի տեղեկանք չի գրանցվել:

Վերապատրաստման ավարտից հետո պարզապես անջատեք մարտկոցը: Ձեր ուսուցումն արդեն պահված է ձեր Arduino- ի ներքին EEPROM- ում:

Ինչպես տեսնում եք, ես վերջացրեցի իմ նախատիպը զոդելով: Անշուշտ նշան, որ արդյունքն ինձ դուր եկավ: Հուսով եմ, որ դուք նույնպես օգտակար կգտնեք: Ուրախ մարզում: