STRYDE .: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

СТРАЙД. стремится предоставить бегунам-любителям и бегунам среднего уровня полезную информацию и помощь, сопоставимую с теми, которые доступны профессиональным спортсменам, с помощью недорогих, эстетичных и удобных носимых устройств. В конечном итоге эти устройства должны помочь вам повысить производительность и избежать травм во время бега.

СТРАЙД. состоит из пары колготок с датчиками для анализа осанки (угла наклона вперед) во время бега, а также слухового устройства, помогающего бегунам поддерживать постоянный темп и корректировать осанку. Колготки для бега со сжатием передают данные с датчиков обратно на ПК или мобильный телефон, где пользователь может получить представление о том, как они бегают, и сравнить это с идеальной техникой.

В конечном итоге эти носимые устройства призваны помочь владельцу повысить производительность, предотвратить травмы и лучше понять свою физическую активность.

Шаг 1. Материалы и инструменты

Материалы и технологии:

• eResin_ PLA с выбранным цветом для 3D-печати
• 2x Arduino Pro Mini или аналогичный с контактами I2C и 5V
• CH341A USB-программатор для Arduino Pro mini
• Модуль акселерометра Seeed Grove
• Li-Po зарядное устройство
• Модуль Bluetooth 4.0 (HM-10)
• Модуль зуммера
• Провода

Программное обеспечение:

• Фотошоп
• Официальное программное обеспечение Arduino
• Solidworks

Инструменты:

• Паяльник
• Припой
• Устройства для зачистки проводов и кусачки
• Вольтметр
• Рулетка
• 3д принтер

Шаг 2: Создайте 3D-модель наушников с помощью программного обеспечения САПР

Начните модель наушника с наброска на бумаге. Найдите вдохновение в Интернете и других источниках. Несколько фото эскизов для этого СТРАЙДА. прилагается выше для справки. Затем измерьте шею рулеткой, чтобы определить ширину и длину наушников. Убедитесь, что размер измеряется свободно, чтобы наушники могли удобно поместиться на конце.

Всегда учитывайте производственный процесс вашего дизайна. При 3D-печати важно учитывать ограничения доступных вам 3D-принтеров. Следует отметить некоторые важные ограничения: максимальные и минимальные размеры, которые могут быть напечатаны, а также диапазон ошибок принтеров.

После того, как вы успешно измерили свои 2D-эскизы, нарисуйте их в выбранной вами программе САПР, которая может экспортировать файл STL (мы выбрали Solidworks). Если у вас ограниченный опыт работы с программным обеспечением САПР, в Интернете доступно множество бесплатных обучающих видеороликов, которые вы можете найти, чтобы создать любую форму, которая вам нравится.

Когда вы закончите моделирование, убедитесь, что все ваши размеры точны, прежде чем экспортировать файл в формат STL.

Шаг 3: 3D-печать наушников с файлом САПР

Прежде чем приступить к этому шагу, обратите внимание, что ваша CAD-модель может потребоваться разделить / разрезать на верхнюю и нижнюю части, а затем склеить из-за производственных ограничений 3D-принтеров. Проконсультируйтесь с персоналом или на онлайн-форумах о работе конкретного принтера, к которому у вас есть доступ, и о требованиях к печати полых объектов.

У нас есть несколько примеров выше с использованием наших белых прототипов. Преобразуйте вашу модель в G-код с помощью специалистов по 3D-печати или выяснив, как это сделать с помощью вашего конкретного программного обеспечения. Выбирайте подходящий материал исходя из комфорта, стоимости, эстетики и рассмотрите возможность аутсорсинга. Мы рекомендуем PLA, TPU и eResin-PLA.

Печатайте и улучшайте шлифованием, полировкой или, если вы выбрали eResin-PLA, используйте лазер для закрепления модели. Повторяйте печать, пока не будете удовлетворены формой и отделкой наушников.

Шаг 4: создавайте крутые биты

Есть два варианта вывода звука на наушники. Первый - это простой тикающий звук со скоростью 170-190 ударов в минуту, который пользователь может подобрать в соответствии со своим темпом бега. В качестве альтернативы вы можете создать свой собственный саундтрек, экспортируя его в формате, который можно загрузить и воспроизвести через динамик, подключенный к Arduino.

Используйте Ableton Live или другое музыкальное программное обеспечение. Установите количество ударов на 160, 165, 170, 175 по мере необходимости, это можно изменить в любой момент, но рекомендуется установить сначала, чтобы минимизировать любой сдвиг высоты тона или искажения.

Выберите инструменты или звуки ударных, чтобы усилить ритм. Рекомендуются звуки тома или баса. Поместите ноту в начало каждого такта, убедитесь, что скорость равна 110. Аранжируйте дополнительные звуки или инструменты, такие как хай-хэты, колокольчики и шумы текстуры воздуха. Помните, что не следует использовать звуки, которые слишком похожи на основную долю, используйте звуковые эффекты, чтобы приглушить или притупить любые резкие или щелкающие звуки или уменьшить атаку. Скорость дополнительных звуков не должна превышать 90.

Стремитесь создать атмосферу, вдохновляющую на срочность или движение, с помощью композиции многослойных звуков, создающих напряжение, используйте свое творчество! Зациклить созданный звук. Экспорт в WAV. формат.

Шаг 5: Соберите компоненты Arduino

Необходимо построить два отдельных устройства, которые размещаются в паре леггинсов и наушников. Следуйте приведенным ниже инструкциям, чтобы собрать два устройства. На следующем этапе мы напишем код Arduino для вывода звука через зуммер в наушниках и передачи обратно данных датчика от устройства, прикрепленного к леггинсам.

1. Устройство леггинсов

Леггинсы состоят из материнской платы Arduino Pro Mini, модуля акселерометра на базе MPU9250 и модуля Bluetooth 4.0 (рекомендуется HM-10).

Их нужно припаять к микроконтроллеру Arduino следующим образом:

Контакты на модуле => Контакты на Arduino

Модуль акселерометра (MPU9250):

ПДД => ПДД

SCL => SCL

VCC => 5 В

GND => GND

Модуль Bluetooth (HM-10):

VCC => 5 В

GND => GND

TX => RX

RX => TX

Наконец, подключите две батареи LiPo 3,7 В последовательно (как показано на диаграмме), чтобы получить общее напряжение 7,4 В для батареи серии. Подключите красный / положительный подвесной провод к контакту RAW, а черный / отрицательный провод - к контакту GND на Arduino Pro Mini для внешнего питания устройства. Возможно, вы захотите узнать, как можно добавить переключатель или кнопку для переключения тока на устройство, чтобы аккумулятор не нужно было вручную подключать и отключать.

2. Наушники

Для наушников просто необходимо прикрепить модуль динамика к Arduino pro mini. Arduino управляется аккумуляторным модулем с той же конфигурацией, что и для модуля леггинсов (и прикреплен к тем же контактам RAW и GND).

Модуль динамика:

VCC => 5 В

GND => GND

IO => контакт 8

Наконец, вставьте устройство в корпус, напечатанный на 3D-принтере. Используйте клей, чтобы закрепить концевые детали на корпусе.

Шаг 6: напишите код для Arduino и загрузите

Для каждого шага ниже подключите Arduino Pro Mini к USB-программатору, как показано на схемах, настроив программное обеспечение Arduino следующим образом с помощью меню «Инструменты»:

• Плата: Arduino Pro или Pro Mini
• Процессор: ATMEGA328P (5 В, 16 МГц)
• Порт: COMxx (будет отличаться на каждом устройстве. Отключите другие устройства Arduino или COM от вашего компьютера, если вы не можете определить, какое из них является вашим Arduino)
• Программист: AVR ISP MkII

Устройство леггинсов:

Устройство динамика:

Шаг 7: Настройте веб-интерфейс для отображения данных о леггинсах / осанке

Чтобы отображать показания Arduino, размещенного на леггинсах, мы создадим веб-интерфейс, к которому можно будет получить доступ с ПК или мобильного телефона.

Загрузите прикрепленные файлы, переименовав index.hmtl.txt в index.html, а затем откройте index.html в своем браузере (рекомендуется Google Chrome).

Обратите внимание, что нет необходимости загружать файлы на общедоступный веб-сервер или создавать веб-сайт. Веб-интерфейс просто состоит из файлов HTML / CSS / Javascript, которые могут быть сохранены на вашем компьютере и открыты с помощью веб-браузера, который затем будет разговаривать с устройством леггинсов через соединение Bluetooth, инициированное через ваш браузер.

Прилагается снимок экрана небольшого фрагмента кода из файла app.js, который запускается, когда пользователь нажимает кнопку подключения на странице. Здесь мы говорим компьютеру вызывать функцию dataHandler всякий раз, когда данные получены от Arduino. Вы должны следить за кодом, чтобы увидеть, какие еще функции вызываются, как обрабатываются данные и, в конечном итоге, они отображаются на графике.

Ниже приводится небольшой обзор включенных файлов:

index.hml: сообщает браузеру, какие элементы рисовать на странице и где они должны быть размещены относительно друг друга.

style.css: стили отдельных элементов (например, серый контур вокруг графика).

webTerminal.js: библиотека JavaScript для связи с модулем по bluetooth. Предоставляет функции, необходимые для простой обработки полученных данных и отправки сообщений обратно на подключенное устройство Bluetooth через последовательное соединение Bluetooth.

app.js: наш собственный код JavaScript, который обрабатывает все данные, полученные от Arduino, и рисует на графике.

Шаг 8: Доступ и использование веб-интерфейса

Модуль леггинсов считывает информацию о гироскопе, акселерометре и даже о температуре. Этот проект требует только использования показаний оси Y гироскопов, по которым можно определить позу пользователя.

Чтобы получить доступ к веб-интерфейсу, откройте файл index.html, загруженный на предыдущем шаге. Вы должны увидеть интерфейс, аналогичный изображенному на прилагаемом скриншоте.

Затем нажмите кнопку подключения и выберите модуль Bluetooth (обычно называемый HMSoft) из списка устройств. Если устройств много, можно расположить модуль ближе к компьютеру, чтобы его можно было легко определить по уровню приема Bluetooth.