Lihtne Arduino-põhine ergomeetri ekraan koos diferentsiaalse tagasisidega: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kardiotreening on igav, eriti siseruumides treenides. Mitmed olemasolevad projektid püüavad seda leevendada, tehes lahedaid asju, näiteks ühendades ergomeetri mängukonsooliga või isegi simuleerides VR -is tõelist jalgrattasõitu. Põnevad, nagu need on, tehniliselt ei aita nad tegelikult palju: treening on endiselt igav. Seega tahaksin hoopis treeningu ajal lihtsalt raamatut lugeda või telekat vaadata. Aga siis on raske ühtlast tempot hoida.

Idee on siin keskenduda viimasele probleemile ja anda otsest tagasisidet selle kohta, kas teie praegune koolitustase on piisavalt hea või peaksite rohkem pingutama. Kuid "piisavalt hea" tase varieerub mitte ainult inimese kohta, vaid ka aja jooksul (pikemas perspektiivis, paranedes, aga ka treeningu ajal: näiteks on peaaegu võimatu minna täiskiirusel enne, kui olete soojendatud). Seetõttu on selle projekti idee lihtsalt salvestada a) eelmine jooks ja b) parim jooks (teise nimega rekord) ja seejärel anda otsest tagasisidet selle kohta, kuidas teil praegu võrreldes nende jooksudega läheb.

Kui see kõlab pisut abstraktselt, minge lõpetatud kuva kuvamise üksikasjade juurde 7. sammu juurde

Selle projekti edasine eesmärk on hoida asjad tõesti lihtsad ja odavad. Sõltuvalt osade tellimise kohast saate selle projekti lõpule viia umbes 5 dollari eest (või umbes 30 dollari eest, kui tellite esmaklassilistelt kodumaistelt müüjatelt) ja kui olete varem Arduino keskkonnaga mänginud, on üsna hea võimalus, et olete juba sisaldab enamikku või kõiki vajalikke osi.

Samm: osade loend

Vaatame läbi vajalike asjade loendi:

Arduino ühilduv mikroprotsessor

Peaaegu kõik viimastel aastatel müüdud Arduino sobivad. Täpne variant (Uno / Nano / Pro Mini, 8 või 16 MHz, 3,3. Või 5V) pole oluline. Siiski vajate ATMEGA328 või paremat protsessorit, sest me kasutame peaaegu 2k RAM -i ja 1k EEPROM -i. Kui olete kursis Arduino maailma nüanssidega, soovitan kasutada Pro Mini toitepinget 3,3 V juures, kuna see on odavaim ja kõige tõhusam aku. Kui olete Arduinoga (suhteliselt) uus, soovitan "Nano", kuna see pakub sama funktsionaalsust kui "Uno" väiksemas ja odavamas pakendis.

Pange tähele, et see juhend ei räägi teile põhitõdedest. Peaksite vähemalt installima Arduino tarkvara ja teadma, kuidas Arduino ühendada ja visand üles laadida. Kui teil pole aimugi, millest ma räägin, lugege kõigepealt neid kahte lihtsat õpetust: esimene, teine.

128*64 piksline SSD1306 OLED -ekraan (I2C variant, st neli tihvti)

See on tänapäeval üks odavamaid ja lihtsamaid kuvasid. Nõus, see on väike, kuid piisavalt hea. Muidugi, kui teil on juba sarnase või parema eraldusvõimega kuvar, saate selle asemel seda kasutada, kuid see juhend on kirjutatud SSD1306 jaoks.

• "Jooteta leivaplaat" ja mõni hüppaja, teie prototüübi ehitamiseks
• 100nF keraamiline kondensaator (võib olla vajalik või mitte; vt 4. sammu)
• Kas mõni krooklamber või magnet, pilliroo lüliti ja mõni kaabel (vt 4. samm)
• Punane ja roheline LED, kumbki (valikuline; vt 5. samm)
• Kaks 220 Ohmi takistit (kui kasutatakse LED -e)
• Nupp (ka valikuline)
• Sobiv aku (vt 6. samm)

Samm: ekraani ühendamine

Esimese asjana ühendame ekraani Arduino külge. Üksikasjalikud juhised on saadaval. SSD1306 on aga tõesti lihtne ühendada:

1. Kuva VCC -> Arduino 3.3V või 5V (kumbki sobib)
2. Kuva Gnd -> Arduino Gnd
3. Kuva SCL -> Arduino A5
4. Kuva SCA -> Arduino A4

Järgmisena avage oma Arduino keskkonnas jaotis Sketch-> Kaasa raamatukogu-> Halda raamatukogusid ja installige "Adafruit SSD1306". Kahjuks peate teeki muutma, et seda 128*64 pikslise variandi jaoks konfigureerida: leidke oma arduino "teegid" kaust ja muutke "Adafruit_SSD1306/Adafruit_SSD1306.h". Otsige "#define SSD1306_128_32", keelake see rida ja lubage selle asemel "#define SSD1306_128_64".

Siinkohal peaksite laadima faili-> näited-> Adafruit SSD1306-> ssd1306_128x64_i2c, et kontrollida, kas teie ekraan on õigesti ühendatud. Pange tähele, et peate võib-olla kohandama I2C-aadressi. 0x3C näib olevat kõige levinum väärtus.

Probleemide korral vaadake üksikasjalikumaid juhiseid.

Samm: laadige eskiis üles

Kui kõik on siiani toiminud, on nüüd aeg visand Arduinole üles laadida. Allpool leiate visandi koopia. Potentsiaalselt uuema versiooni leiate githubi projekti lehelt. (Kuna see on ühe faili visand, piisab lihtsalt erogmetrino.ino faili kopeerimisest oma Arduino aknasse).

Kui oleksite pidanud I2C aadressi eelmises etapis muutma, peate nüüd uuesti tegema sama muudatuse reas, mis algab "display.begin".

Pärast üleslaadimist peaksite ekraanil nägema nulle. Vaatame ekraani erinevate sektsioonide tähendust pärast seda, kui kõik muu on ühendatud.

Pange tähele, et esimesel käivitamisel süttib ekraan aeglaselt (võib kesta kuni kümme sekundit), kuna eskiis nullib kõigepealt kõik EEPROM -i salvestatud andmed.

Samm: ergomeetri ühendamine

Seda sammu ei saa tegelikult universaalselt kirjeldada, kuna kõik ergomeetrid pole ühesugused. Siiski pole nad ka kõik erinevad. Kui teie ergomeetril on üldse elektrooniline kiiruse näidik, peab sellel olema elektrooniline andur, mis tuvastab pedaalide või mõne (võib -olla sisemise) käiguratta pöörde. Paljudel juhtudel koosneb see lihtsalt magnetist, mis liigub pilliroo lüliti lähedale (vt ka allpool). Iga kord, kui magnet möödub, sulgub lüliti, andes kiiruse näidikule ühe pöörde.

Esimene asi, mida peaksite tegema, on uurida sissetulevate kaablite ergomeetri kiiruse näidikut. Kui leiate kahe juhtmega kaabli, mis tuleb kusagilt ergomeetri seest, olete peaaegu kindlasti leidnud ühenduse anduriga. Ja väikese õnne korral saate selle lihtsalt vooluvõrgust lahti ühendada ja lihtsalt ühendada see mõne krooklambriga oma Arduinoga (ma ütlen teile, milliste tihvtidega minutiga ühenduse luua).

Kui te aga sellist kaablit ei leia, pole kindel, kas leidsite õige kaabli või ei saa seda midagi kahjustamata lahti ühendada, võite lihtsalt kleepida väikese magneti ühele pedaalile ja kinnitada pilliroo lüliti oma erogmeteri raami külge., nii et magnet läheb sellest väga lähedalt mööda. Ühendage kaks juhtmest lülitiga ja viige need oma Arduino juurde.

Ühendage kaks juhtmest (olgu teie enda või olemasoleva anduri juhtmed) Arduino Gnd ja Arduino pin D2. Kui teil on see käepärast, ühendage ka 100 nF kondensaator tihvti D2 ja Gnd vahel, et seda "tühistada". See võib olla vajalik või mitte, kuid aitab näitu stabiliseerida.

Kui see on tehtud, on aeg oma Arduino sisse lülitada ja esimesele kiirtestile rattale hüpata. Ülemine vasakpoolne number peaks näitama kiiruse mõõtmist. Kui see ei tööta, kontrollige kogu juhtmestikku ja veenduge, et magnet on pilliroo lülitile piisavalt lähedal. Kui kiirusmõõt tundub pidevalt liiga kõrge või liiga madal, reguleerige lihtsalt visandi ülaosas olevat määratlust "CM_PER_CLICK" (märkus: eskiis kasutab mõõdikute nimesid, kuid üksusi ei kuvata ega salvestata kuhugi, seega ignoreerige seda ja tarnida 100 000 miili miili kohta kliki kohta).

5. samm: valikulised kiiroleku LED -id

Selles etapis kirjeldatud valgusdioodid on valikulised, kuid korralikud: kui kavatsete treeningu ajal raamatut lugeda / telerit vaadata, ei taha te kuvarit liiga palju vahtida. Kuid kaks erinevat värvi LED -i on perifeerses nägemises kergesti märgatavad ja neist piisab, et anda teile ligikaudne ettekujutus sellest, kuidas teil läheb.

• Ühendage esimene (punane) LED tihvtiga D6 (LED -i pikem jalg läheb Arduino külge). Ühendage LED -i lühike jalg Gnd -ga 220 -ohmilise takisti kaudu. See LED süttib, kui olete treeningu praeguses faasis 10% või rohkem alla oma parima kiiruse. On aeg rohkem pingutada!
• Ühendage teine (roheline) valgusdiood tihvtiga D5, uuesti takistiga Gnd. See LED süttib, kui olete oma parima jooksu piirist 1%või üle selle. Sul läheb hästi!

Kas soovite, et valgusdioodid süttiksid sõltuvalt sellest, kuidas teil võrreldes eelmise jooksuga läheb, või mõnest suvalisest keskmisest kiirusest? Lihtsalt ühendage nupp tihvti D4 ja Gnd vahel. Selle nupu abil saate muuta viiteid "parim jooks", "eelmine jooks" või "praegune kiirus". Väike täht "P" või "C" vasakus alanurgas tähistab kahte viimast režiimi.

Samm: ergomeetri ekraani sisselülitamine

Ekraani toiteks on palju võimalusi, kuid toon välja kaks, mis tunduvad praktilisemad kui teised:

1. Kui kasutate Arduino Unot või Nano, soovite tõenäoliselt toite toita USB-toitepanga abil, millel on sisseehitatud tühja aku näidik.
2. Kui kasutate Arduino Pro Mini @ 3.3V (minu soovitus kogenud kasutajatele), saate seda toita otse ühest LiPo akust või kolmest NiMH -elemendist. Kuna ATMEGA talub kuni 5,5 V toitepinget, saate selle ühendada otse VCC/ACC-ga, minnes mööda rongisisest pingeregulaatorit. Selles seadistuses kuvatakse ka umbes 3,4 V pinge tühjenemise korral ilma täiendava riistvarata (kuvatakse paremas alanurgas). Kuna võib eeldada, et ATMEGA töötab korralikult, vähemalt kuni 3,0 V, peaks see jätma teile piisavalt aega treeningseadme lõpetamiseks enne laadimist.

Samm: ergomeetri ekraani kasutamine

Vaatame lähemalt teie kuvari erinevaid numbreid. Suurem vasakpoolne ülaosa on lihtsalt teie praegune kiirus ja suurem number paremas ülanurgas on teie praeguse treeningu kogupikkus.

Järgmine rida on teie keskmine kiirus treeningu algusest (vasakul) ja aeg treeningu algusest (paremal). Pange tähele, et ajastus peatatakse jalgratta seiskamise ajal.

Siiani nii triviaalne. Kaks paremat käejoont on huvipakkuvad: need võrdlevad teie praegust ajastust vastavalt teie eelmise ja parima treeninguga. S.t. "- 0:01:23" nende ridade ülaosas tähendab, et olete saavutanud oma praeguse distantsi 1 minut ja 23 sekundit varem kui eelmine jooks. Hea. Alumine rida "+ 0:00:12" tähendab, et kuni praeguse punktini jääte oma parima jooksu taha 12 sekundit maha. (Pange tähele, et need ajad ei ole 100% täpsed. Ajapunkte salvestatakse iga 0,5 km / miili järel ja interpoleeritakse nende vahel.) Loomulikult ei ole teie esimesel jooksul paratamatult veel ühtegi ajaviidet registreeritud ja nii et mõlemad ülaltoodud read näitavad lihtsalt "-:-:-".

Lõpuks sisaldab ekraani vasak alumine piirkond graafikut teie kiiruse kohta viimase minuti jooksul. See võimaldab teil lühidalt näha, kas sõidate ühtlaselt või aeglustate. (Pange tähele, et see joon on reaalses treeningus palju sujuvam - kuid pildistamise ajal pole lihtsalt lihtne ühtlast tempot hoida …) Horisontaalsed jooned näitavad eelmise / parima kiiruse, mille saavutasite eelmise punkti lähedal koolitused.

Ülaosa lähedusse paigaldatud valgusdioodid võrdlevad teie praegust kiirust treeningu selles faasis parima kiirusega. Roheline näitab, et jääte 1% kaugusele oma parimatest, punane näitab, et olete rohkem kui 10% aeglasem kui parim treening. Kui näete punast tuld, on aeg rohkem pingutada. Pange tähele, et vastupidiselt ülalkirjeldatud erinevatele aegadele viitavad need ainult koolituse praegusele osale, st on võimalik, et olete absoluutses ajas maha jäänud, kuid roheline näitab, et olete järele jõudmas, ja vastupidi.

Kahe LED -i jaoks kasutatavat võrdluskiirust saab muuta nupu abil. Üks vajutus lülitab selle paremalt eelmisele salvestatud treeningule (vasakus alanurgas kuvatakse väike täht "P"). Teine vajutus ja teie praegune kiirus nupuvajutuse ajal muutuvad uueks võrdluskiiruseks (kuvatakse väike täht "C"). Viimane on eriti kasulik teie esimese ergomeetri ekraaniga treeningu ajal, kui viiteid pole veel salvestatud.

Kui olete treeninguga lõpetanud, ühendage aku lihtsalt lahti. Teie treening on juba salvestatud teie Arduino sisemisse EEPROM -i.

Nagu näete, lõpetasin oma prototüübi jootmise. Kindel märk sellest, et tulemus meeldis mulle endale. Loodan, et leiate sellest ka kasu. Head trenni!