Intelligentes Springseil - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Hallo und willkommen zu meinem ersten Instructable!

In diesem anweisbaren werde ich Ihnen zeigen, wie Sie Ihr eigenes Smart Springseil herstellen. Smart Springseilzähler ist ein Gerät, das Ihre täglichen Springseilaktivitäten verfolgt und die Daten in der Cloud speichert. Es sendet Daten in Echtzeit an den Browser, während Sie überspringen. Sie können diese Daten im Browser Ihres Laptops/Smartphones anzeigen. Es zeigt die Anzahl der Sprünge, die Sprungrate pro Minute und die verbrannten Kalorien an. Es protokolliert die gleichen Daten nach der Sitzung in Thingspeak. Wenn Sie also fit sein oder abnehmen möchten, ist dieses Gadget genau das Richtige für Sie.

Schritt 1: Sammeln Sie die Teile und Werkzeuge

Hier ist eine Liste der notwendigen Komponenten. Die Schaltung ist nicht kompliziert. Im Wesentlichen besteht es aus Wemos d1 mini, Quadratur-Encoder, Batterie und einem Schalter.

Komponenten:

• 1x Wemos d1 mini
• 1x Drehgeber
• 1x 3,7 V 500 mAh LiPo-Akku
• 1x Mini-Schiebeschalter

1x 608ZZ Lager

1x 624ZZ Lager

1x M4 Schraube (1 Zoll)

2x M4 Mutter

4x 0,320-Zoll-Befestigungsschrauben

Notwendige Werkzeuge:

• 3D-Drucker, den Sie Online-Service nutzen können
• Lötkolben und Zinn
• Schraubendreher und Zange.
• Abisolierzange

Schritt 2: 3D-Druck

Es gibt zwei Griffe für das Springseil, einer dient zum Halten der gesamten Elektronik und zum Halten des einen Endes des Seils und ein anderer Griff zum Halten des anderen Endes des Seils. Ich habe alle stl-Dateien angehängt. Ich habe Flashforge Creator Pro mit 0,4-mm-Düse und normalen Einstellungen und mit Stützen verwendet. Sie können alle Dateien auch von Thingiverse herunterladen.

Schritt 3: Bauen Sie die Schaltung auf

Anbindung Drehgeber:

CLK→ D2

DT→ D1

SW→ D5

Masse→ Masse

+ → 5v

Der Drehgeber wird verwendet, um die Anzahl der Sprünge zu zählen. Dieser Drehkodierer ist auch als Quadraturkodierer oder relativer Drehkodierer bekannt und sein Ausgang ist eine Reihe von Rechteckwellenimpulsen.

Setzen Sie vor dem Löten das Encoder_Knopf-Teil in den Drehgeber ein und setzen Sie die M4-Mutter darin ein, wie in der Abbildung gezeigt.

Testen Sie alle Teile vor dem Löten. Löten Sie alle Komponenten wie im Schaltplan gezeigt. Verwenden Sie beim Löten den Hauptgriff, damit Sie eine gute Vorstellung von der Drahtlänge und der Platzierung der Komponenten erhalten. Verwenden Sie die Bilder als Referenz.

Schritt 4: Platzieren Sie das Lager und die Elektronik

Nehmen Sie den Hauptgriff und das 624zz-Lager. Setzen Sie das 624zz-Lager wie in der Abbildung gezeigt in den Hauptgriff ein. Wenn Sie alle 3D-gedruckten Stützen ordnungsgemäß vom Hauptgriff entfernt haben, passt das Lager perfekt in das Loch. Das Lager wird verwendet, um die Reibung zu reduzieren und eine reibungslose Rotation zu ermöglichen.

Stellen Sie vor dem Platzieren der gesamten Elektronik sicher, dass alles ordnungsgemäß funktioniert. Verwenden Sie den beigefügten Code, um den Encoder zu testen. Laden Sie diese Skizze in Wemos d1 mini hoch, öffnen Sie den seriellen Monitor und drehen Sie den Encoder und überprüfen Sie das Ergebnis auf dem seriellen Monitor.

Legen Sie nun alle gelöteten Elektronikkomponenten wie in den Bildern gezeigt in den Hauptgriff. Stellen Sie sicher, dass sich die Drähte nicht mit dem Drehgeber verheddern. Der Drehgeber sollte sich störungsfrei drehen.

Schritt 5: Befestigen Sie das Seil am Hauptgriff

Nehmen Sie nun das Seilhalterteil, die M4-Mutter und die M4-Schraube. Setzen Sie die M4-Mutter in den Seilhalter ein und setzen Sie dann die M4-Schraube in die Mutter ein.

Nehmen Sie das durch die Schraube eingesetzte Seil_Halterteil und befestigen Sie es an der Mutter am Drehgeber. Um ihn am Drehgeber zu befestigen, stecken Sie ihn durch das Loch an der Vorderseite. Drehen Sie es nun, um es am Drehgeber zu befestigen.

Platzieren Sie das mainHandle_cover-Teil oben, um das Gehäuse abzudecken. Verwenden Sie zur Befestigung 0,320-Zoll-Befestigungsschrauben.

Entferne das Seil vom fertigen Springseil und befestige das eine Ende am Rope_hoder-Teil. Verwenden Sie die Bilder als Referenz.

Überprüfen Sie, ob sich der Drehgeber des Wetters leichtgängig dreht oder nicht, indem Sie das Seil von Hand drehen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie den Knopf des Drehgebers drücken können, indem Sie auf den Seilhalter-Teil drücken. Wenn sich der Drehgeber reibungslos dreht und Sie die Taste am Drehgeber drücken können, ist der Hauptgriff bereit.

Schritt 6: Montieren Sie den zweiten Griff

Dieser Schritt ist optional. Sie können auch den Griff des vorgefertigten Springseils verwenden.

Verwenden Sie diese 3D-gedruckten Teile, um den zweiten Griff zusammenzubauen: second_handle, secondHandle_cover und secondHandle_ropeHolder.

Stellen Sie vor dem Zusammenbau sicher, dass Sie alle 3D-gedruckten Träger vom zweiten Griff gereinigt haben. Verwenden Sie eine Bohrmaschine oder eine Zange, um die Halterung zu reinigen.

Nehmen Sie das Lager 608zz und setzen Sie es in das Loch an der Vorderseite des Griffs ein. Nehmen Sie dann die anderen Enden des Seils und führen Sie es durch das Lagerloch in den zweiten Griff ein. Führen Sie nun das Seilende in den Seilhalter ein und ziehen Sie am Seil, bis der Seilhalter im Loch des Lagers fixiert wird. Decken Sie danach das Ende des zweiten Griffs ab, indem Sie die Abdeckung anbringen.

Schritt 7: Montiertes Springseil

Nach der Montage der beiden Griffe sollte Ihr Springseil so aussehen. Jetzt ist das Springseil fertig. Machen wir es schlau, indem wir Code in Wemos hochladen.

Schritt 8: Code-Erklärung

Die Funktionsweise dieses Gerätes ist einfach. Es gibt 4 Hauptteile, erstens die Verbindung mit dem WLAN, zweitens das Zählen der Anzahl der Sprünge, drittens die Berechnung der Übersprungrate und der verbrannten Kalorien und viertens das Senden dieser Daten an die Webseite und das Protokollieren dieser Daten an Thingspeak.

Mit WLAN verbinden:

Der WiFiManager ist eine großartige Bibliothek, die Sie Ihren ESP8266-Projekten hinzufügen können, da Sie mit dieser Bibliothek Ihre Netzwerkanmeldeinformationen (SSID und Passwort) nicht mehr hart codieren müssen. Ihr ESP wird automatisch einem bekannten Netzwerk beitreten oder einen Zugangspunkt einrichten, mit dem Sie die Netzwerkanmeldeinformationen konfigurieren können. So funktioniert dieser Prozess:

Anzahl der Sprünge zählen:

Ich habe den gleichen Code verwendet, den wir für den Encoder-Test verwendet haben, um die Anzahl der Sprünge zu zählen. Für 1 Sprung gibt der Encoder den Zählerstand 5 auf dem seriellen Monitor aus. Ich habe es mit 50 Sprüngen versucht, dann habe ich die durchschnittliche Zählung des Encoders für 1 Sprung genommen. Nach mehreren Tests und Versuchen zählt für 1 Überspringen der Encoder 5. Wenn also der Encoderzähler 5 beträgt, bedeutet dies, dass 1 Übersprung abgeschlossen ist.

Berechnen Sie die Sprungrate:

Um die Sprungrate pro Minute zu berechnen, habe ich die Startzeit mit der Funktion millis() in einer Variablen gespeichert. Es berechnet die Überspringrate nach jeweils 20 Zählungen mithilfe dieser Formel.

Sprungrate = Sprunganzahl/verstrichene Zeit* 60

Berechne die verbrannten Kalorien:

Jede Aktivität erfordert einen anderen Energieaufwand. In einem entspannten Tempo zu gehen verbrennt sicherlich weniger Kalorien als Laufen oder Aerobic. Dieser Energieverbrauch wird typischerweise in MET ausgedrückt – dem metabolischen Äquivalent einer Aufgabe. Dieses Maß sagt Ihnen, wie viele Kalorien Sie pro Stunde Aktivität und pro Kilogramm Körpergewicht verbrennen. In unserem Kalorienverbrauchsrechner können Sie ganz einfach eine der zahlreichen Aktivitätsarten auswählen. Gehen hat zum Beispiel einen MET-Wert von 3,8, beim Wandern bereits 6. Je höher dieser Wert ist, desto mehr Energie erfordert die Aufgabe. Was genau ist dann 1 MET? Er ist definiert als das Verhältnis der Energie, die pro Zeiteinheit während einer bestimmten körperlichen Aktivität aufgewendet wird, zu einem Referenzwert von 3,5 ml O₂/(kg·min). Nach einiger Neuberechnung und Umrechnung von Milliliter Sauerstoff in Kalorien kommen wir zur endgültigen Formel: Kalorien = T * 60 * MET * 3,5 * W / 200 wobei T die Aktivitätsdauer in Stunden und W Ihr Gewicht in Kilogramm ist. Unser Kalorienverbrauchsrechner verwendet die obige Formel für die genaueste Schätzung der verbrannten Kalorien. Wenn Sie Ihre Berechnungen von Hand durchführen möchten, können Sie auch eine vereinfachte Version dieser Gleichung verwenden: Kalorien = MET * T * W Diese Gleichung basiert auf der Näherung, die besagt, dass 1 MET = 1 kcal / (kg * h) ist. Es ist nicht 100% richtig; dennoch liefert es ein ausreichend gutes Ergebnis, das verwendet werden kann, um den Kalorienverlust abzuschätzen. Weitere Details dazu:

Zeigen Sie die Anzahl auf der Webseite an:

Sobald uns alle Daten vorliegen, senden wir diese Daten über WebSocket an die Webseite. WebSocket ist eine Technologie, die die TCP-Verbindung offen hält, sodass Sie mit geringer Latenz ständig Daten zwischen dem ESP und dem Client hin und her senden können. Und da es TCP ist, können Sie sicher sein, dass die Pakete intakt ankommen.

Das ESP hostet eine Webseite mit der Punktzahl in der Mitte und der Sprungrate und den verbrannten Kalorien oben. 1 Schieberegler in der oberen rechten Ecke, um das Gewicht der Person einzustellen, die die Sprungaktivität ausführt. Der Gewichtswert wird vom Browser über eine WebSocket-Verbindung zum ESP übertragen. Um die überspringende Aktivitätssitzung zu starten, drücken Sie die Taste des Encoders und starten Sie die Aktivität. Sie können die Anzahl der Überspringungen in Echtzeit auf der Webseite sehen.

Daten zu Thingspeak hochladen:

ThingSpeak ist ein kostenloser Webservice, mit dem Sie Sensordaten in der Cloud sammeln und speichern und Anwendungen für das Internet der Dinge entwickeln können. Erstellen Sie ein Konto bei Thingspeak und erstellen Sie einen neuen Kanal. Erstellen Sie drei Felder für diesen Kanal. Eines für die Anzahl der Überspringungen, das zweite Feld für die Überspringrate und das dritte Feld für die verbrannten Kalorien. Verwenden Sie den Kanal Write_Key im Code. Um Daten zu Thingspeak hochzuladen, nachdem Sie mit Ihrer Skipping-Aktivität fertig sind, drücken Sie die gleiche Taste erneut. ESP lädt die Daten zu Thingspeak hoch.

Schritt 9: Laden Sie den Code hoch

Ändern Sie vor dem Hochladen des Codes den Thingspeak-Schlüssel im Code. Erstellen Sie einen neuen Kanal auf Thingspeak und verwenden Sie den Schlüssel dieses Kanals im Code. Erstellen Sie ein Konto bei Thingspeak, wenn Sie neu bei Thingspeak sind, erstellen Sie einen neuen Kanal und verwenden Sie diesen Kanalschlüssel hier.

Verwenden Sie das Micro-USB-Kabel, um das Wemos d1 mini Gerät zu programmieren. Öffnen Sie die Arduino IDE und laden Sie diesen Code hochhttps://github.com/siddhesh13/smart-skipping-rope

Schritt 10: Beginnen wir mit dem Überspringen

• Entfernen Sie nach dem Hochladen des Codes auf das Wemos-Gerät das Micro-USB-Kabel und schalten Sie den Schalter ein, um das Wemos d1 mini über den Akku mit Strom zu versorgen.
• Verbinden Sie das Wemos-Gerät nach dem Einschalten mit dem WLAN-Netzwerk. Um es mit dem WLAN zu verbinden, können Sie entweder Ihr Handy/Laptop verwenden, um sich mit dem intelligenten Springseilgerät zu verbinden. Öffnen Sie dann Ihren Browser und geben Sie die folgende IP-Adresse ein: 192.168.4.1. Dadurch wird die nächste Webseite geladen, auf der Sie Ihre WLAN-Anmeldeinformationen festlegen können. Jetzt können Sie Ihr intelligentes Springseil über diese Seite mit dem WLAN-Netzwerk verbinden.
• Nachdem Sie Ihr Gerät mit dem WiFi-Netzwerk verbunden haben, suchen Sie die IP-Adresse Ihres Springseilgeräts. Verwenden Sie fing (Android/ios-App) oder die erweiterte IP-Scanner-App, um die IP-Adresse zu finden. Öffnen Sie einen Webbrowser auf Ihrem Telefon oder Laptop und geben Sie diese IP-Adresse ein und drücken Sie die Eingabetaste. Sie sehen das Überspringen der Zählerseite.
• Stellen Sie das richtige Gewicht mit dem Schieberegler in der oberen rechten Ecke ein.
• Drücken Sie die Taste am Encoder, um die Aktivität zu starten. Jetzt können Sie Ihre Skip-Aktivität ausführen. Sie können die Anzahl der Überspringungen, die Überspringrate und die verbrannten Kalorien beim Überspringen auf der Webseite sehen.
• Drücken Sie die gleiche Taste erneut, wenn Sie mit Ihrer Skip-Aktivität fertig sind. Nach dem zweiten Drücken der Taste werden alle Daten (Übersprungszähler, Übersprungsrate und verbrannte Kalorien) auf Thingspeak hochgeladen. So können Sie Ihre tägliche Skip-Aktivität im Auge behalten.
• Mit einer einzigen Ladung, wenn Sie es 2-3 Stunden täglich verwenden, kann dieses Gerät bis zu 7-8 Tage halten. Um den Akku aufzuladen, verbinden Sie das Micro-USB-Kabel mit dem Wemos-Gerät und der Akku wird geladen. (Halten Sie den Schalter während des Ladevorgangs auf ON). Entfernen Sie das Micro-USB-Kabel nach einer Stunde, da keine Ladeanzeige erfolgt.

Viel Spaß beim Überspringen, Bleiben Sie fit und bleiben Sie kreativ.