智能跳绳的制作图解

发表于 2019-08-23 16:27:20 收藏 已收藏
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智能跳绳的制作图解

发表于 2019-08-23 16:27:20

第1步:收集零件和工具

智能跳绳的制作图解

以下是必要组件的列表。电路并不复杂。基本上,它由Wemos d1 mini,正交编码器,电池和开关组成。

组件:

1x Wemos d1 mini

1x旋转编码器

1x 3.7v 500mAh LiPo电池

1x迷你滑动开关

1x 608ZZ轴承

1x 624ZZ轴承

1x M4螺栓(1英寸)

2x M4 Nut

4x 0.320英寸安装螺丝

必要工具:

3D打印机 - 》你可以使用在线服务

烙铁和锡

螺丝刀和钳子。

剥线器

第2步:3D打印

有两个手柄跳绳,一个是保持所有电子设备并保持绳子的一端,另一个手柄是保持绳子的另一端。我已附加所有stl文件。我使用Flashforge creator pro,0.4mm喷嘴和正常设置以及支持。您也可以从Thingiverse下载所有文件。

第3步:构建电路

旋转编码器的接口:

CLK→D2

DT→D1

SW→D5

GND→Gnd

+→5v

旋转编码器用于计算跳过次数。这种旋转编码器也称为正交编码器或相对旋转编码器,其输出是一系列方波脉冲。

焊接前,将encoder_knob部件插入旋转编码器并插入M4螺母,如图所示图像。

焊接前测试所有零件。焊接所有组件,如电路图所示。焊接时使用主手柄,这样您就可以了解线长和元件放置情况。使用图片作为参考。

步骤4:放置轴承和电子设备

取主手柄和624zz轴承。将624zz轴承插入主手柄,如图所示。如果您已正确移除主手柄上的所有3D打印支架,则轴承将完全贴合在孔中。轴承用于减少摩擦和平稳旋转。

在将所有电子元件放入内部之前,确保一切正常。使用附加的代码测试编码器。将此草图上传到Wemos d1 mini,打开串行监视器并旋转编码器并在串行监视器上检查结果。

现在将所有焊接的电子元件放在主手柄中,如图所示。确保电线不与旋转编码器缠绕在一起。旋转编码器应旋转而不受任何干扰。

步骤5:将绳索连接到主手柄

现在拿绳子部分,M4坚果和M4螺栓。将m4螺母插入rope_holder,然后将M4螺栓插入螺母中。

将螺栓插入rope_holder部件并将其连接到旋转编码器上的螺母上。要将其连接到Rotary编码器,请将其插入正面的孔中。现在旋转它以固定旋转编码器。

将mainHandle_cover部件放在顶部以覆盖机箱。使用0.320英寸的安装螺钉将其固定。

从现成的跳绳上取下绳子,将一端连接到rope_hoder部件上。使用图片作为参考。

通过手动旋转绳索,检查轮式旋转编码器是否顺畅旋转。此外,请确保您可以通过按rope_holder部件按下旋转编码器的按钮。如果旋转编码器平稳旋转并且您可以按下旋转编码器上的按钮,则主手柄就绪。

步骤6:组装第二个手柄

此步骤是可选的。您也可以使用现成的跳绳的手柄。

使用这些3d打印部件组装第二个手柄:second_handle,secondHandle_cover和secondHandle_ropeHolder。

装配前,请确保已清洁第二个手柄上的所有3D打印支架。使用钻孔机或钳子清洁支架。

取608zz轴承,将其插入手柄前侧的孔中。然后取下绳子的另一端,并通过轴承孔将其插入第二个手柄。现在将绳索端部插入绳索支架并拉动绳索,使绳索固定器固定在轴承的孔中。之后,通过安装盖子盖住第二个手柄的末端。

步骤7:组装的跳绳

组装两个手柄后你的跳绳应该看起来像这样。现在跳绳准备好了。让我们通过在Wemos上传代码来实现智能化。

步骤8:代码说明

此设备的工作很简单。有4个主要部分,第一个是连接到wifi,第二个是计算跳过次数,第三个是计算跳过率和燃烧的卡路里,第四个是将此数据发送到网页并将此数据记录到Thingspeak。

连接到WiFi:

WiFiManager是一个很棒的库,可以添加到ESP8266项目中,因为使用此库不再需要对网络凭据进行硬编码(SSID)和密码)。您的ESP将自动加入已知网络或设置可用于配置网络凭据的接入点。以下是此过程的工作原理:

计算跳过次数:

我使用了与编码器测试相同的代码来计算跳过次数。对于1个跳过编码器,在串行监视器上给出计数5。我尝试了50次跳过,然后我将编码器的平均计数用于1次跳过。经过多次测试和试验后,1个跳过编码器计数为5.因此,如果编码器计数为5,则表示完成了1个跳过。

计算跳过率:

为了计算每分钟的跳跃率,我在变量中使用millis()函数存储了开始时间。它使用此公式计算每20次计数后的跳过率,

跳过率=跳过次数/时间累计* 60

计算燃烧的卡路里

每项活动都需要不同的能源费用。以放松的速度行走肯定会比跑步或健美操燃烧更少的卡路里。这种能量消耗通常用MET表示 - 任务的代谢当量。该指标可以告诉您每小时活动和每公斤体重燃烧多少卡路里。您可以轻松选择卡路里燃烧计算器中的众多活动类型之一。例如,步行的MET值为3.8,而徒步已经为6.该值越高,任务所需的能量越多。究竟什么是1 MET呢?它被定义为在特定体力活动期间每单位时间消耗的能量与参考值3.5ml O 2/(kg·min)之比。经过一些重新计算并将毫升氧转化为卡路里后,我们得出最终公式:卡路里= T * 60 * MET * 3.5 * W/200其中T是以小时为单位的活动持续时间,W是以千克为单位的体重。我们的卡路里燃烧计算器使用上面的公式来最准确地估算燃烧的卡路里。如果您想手动运行计算,您还可以使用此公式的简化版本:calories = MET * T * W此公式基于1 MET = 1 kcal/(kg * h)的近似值。这不是100%正确;仍然,它提供了足够好的结果,可用于估计卡路里损失。有关详细信息,请访问:https://www.omnicalculator.com/sports/calories-bu 。..。

在网页上显示计数:

一旦我们掌握了所有数据,我们就会使用WebSocket将这些数据发送到网页。 WebSocket是一种保持TCP连接打开的技术,因此您可以在ESP和客户端之间不断地来回发送数据,并且延迟很低。而且由于它是TCP,你确信数据包将完好无损地到达。

ESP主持一个网页,其分数位于中心,跳过率和卡路里在顶部燃烧。右上角有1个滑块,用于设置正在执行跳过活动的人员的重量。权重值通过WebSocket连接从浏览器传输到ESP。要启动跳过活动会话,请按编码器按钮并启动活动。您可以在网页上实时查看跳过计数。

将数据上传到Thingspeak:

ThingSpeak是一项免费的Web服务,可让您在云中收集和存储传感器数据,并开发物联网应用程序。在Thingspeak上创建一个帐户并创建一个新频道。为该频道创建三个字段。一个用于跳过计数,第二个字段用于跳过率,第三个字段用于消耗卡路里。在代码中使用通道Write_Key。要将数据上传到Thingspeak,在完成跳过活动后,再次按相同的按钮.ESP会将数据上传到Thingspeak。

步骤9:上传代码

在上传代码之前,请在代码中更改Thingspeak键。在Thingspeak上创建一个新频道,并在代码中使用该频道的密钥。如果您不熟悉Thingspeak,请在Thingspeak上创建一个帐户,创建一个新频道并在此处使用该频道键。

使用micro USB线缆对Wemos d1迷你设备进行编程。打开Arduino IDE并上传此代码 - 》

https://github.com/siddhesh13/smart-skipping-rope

第10步:让我们开始跳过

将代码上传到Wemos设备后,取下微型USB线并打开开关,通过电池为Wemos d1 mini供电。

开机后,将Wemos设备连接到WiFi网络。要将其连接到WiFi,您可以使用移动/笔记本电脑连接到智能跳绳设备。然后,打开浏览器并键入以下IP地址:192.168.4.1。这会加载下一个网页,您可以在其中设置Wi-Fi凭据。现在,您可以使用此页面将智能跳绳连接到WiFi网络。

将设备连接到WiFi网络后,找到跳绳设备的IP地址。使用fing(android/ios app)或高级IP扫描器应用程序查找IP地址。在手机或笔记本电脑上打开Web浏览器并输入此IP地址,然后按Enter键。您将看到跳过计数器页面。

使用右上角的滑块设置正确的重量。

按下编码器上的按钮开始活动。现在您可以进行跳绳活动了。跳过时,您可以在网页上看到跳过计数,跳过率和卡路里消耗。

完成跳过活动后再次按相同的按钮。第二次按下按钮后,所有数据(跳绳计数,跳绳率和燃烧的卡路里)将上传到Thingspeak。因此,您可以跟踪每日跳绳活动。

一次充电,如果您每天使用2-3小时,此设备可以持续7-8天。要为电池充电,请将Micro USB线连接到Wemos设备,电池将开始充电。 (充电时保持开关打开)。由于没有任何指示器充电,请在一小时后取下micro USB线。

享受跳绳,保持健康并保持创意。

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