डिफरेंशियल फीडबैक के साथ सिंपल अरुडिनो-आधारित एर्गोमीटर डिस्प्ले: 7 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

कार्डियो-वर्कआउट उबाऊ है, खासकर जब घर के अंदर व्यायाम करते हैं। कई मौजूदा परियोजनाएं शांत सामान जैसे एर्गोमीटर को गेम कंसोल से जोड़ना, या यहां तक कि वीआर में एक वास्तविक साइकिल की सवारी का अनुकरण करके इसे कम करने का प्रयास करती हैं। रोमांचक के रूप में ये हैं, तकनीकी रूप से, वे वास्तव में ज्यादा मदद नहीं करते हैं: कसरत अभी भी उबाऊ है। इसलिए, इसके बजाय, मैं प्रशिक्षण के दौरान सिर्फ एक किताब पढ़ने या टीवी देखने में सक्षम होना चाहता हूं। लेकिन फिर स्थिर गति बनाए रखना मुश्किल है।

विचार, यहाँ, बाद की समस्या पर ध्यान केंद्रित करना है, और सीधे-सीधे प्रतिक्रिया प्रदान करना है, कि क्या आपका प्रशिक्षण का वर्तमान स्तर काफी अच्छा है, या आपको कुछ और प्रयास करने चाहिए। हालांकि, "काफी अच्छा" स्तर न केवल प्रति व्यक्ति, बल्कि समय के साथ भी अलग-अलग होगा (दीर्घावधि, जैसे-जैसे आप बेहतर होते जाते हैं, बल्कि एक प्रशिक्षण सत्र के भीतर भी: उदाहरण के लिए, पूरी गति से आगे बढ़ना लगभग असंभव है। तैयार होना)। इसलिए, इस परियोजना के पीछे का विचार केवल a) पिछले रन और b) सर्वश्रेष्ठ रन (उर्फ हाईस्कोर) को रिकॉर्ड करना है, और फिर उन रनों की तुलना में आप वर्तमान में कैसा प्रदर्शन कर रहे हैं, इस पर प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया प्रदान करना है।

अगर यह थोड़ा सारगर्भित लगता है, तो पूरा डिस्प्ले क्या दिखाएगा, इसके विवरण के लिए चरण 7 पर जाएं।

इस परियोजना का एक और लक्ष्य चीजों को वास्तव में सरल और सस्ता रखना है। आप अपने पुर्जे कहां ऑर्डर करते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, आप इस परियोजना को लगभग $ 5 (या प्रीमियम घरेलू विक्रेताओं से ऑर्डर करते समय लगभग 30 डॉलर) में पूरा कर सकते हैं, और यदि आपने पहले Arduino पर्यावरण के साथ खेला है, तो काफी अच्छा मौका है कि आप पहले से ही आपके पास अधिकांश या सभी भाग हैं जिनकी आपको आवश्यकता है।

चरण 1: भाग सूची

आइए उन चीजों की सूची देखें जिनकी आपको आवश्यकता है:

एक Arduino संगत माइक्रोप्रोसेसर

पिछले कुछ वर्षों के दौरान बेचा गया कोई भी Arduino बहुत कुछ करेगा। सटीक संस्करण (यूनो / नैनो / प्रो मिनी, 8 या 16 मेगाहर्ट्ज, 3.3. या 5 वी) कोई फर्क नहीं पड़ता। हालाँकि, आपको ATMEGA328 या बेहतर प्रोसेसर की आवश्यकता होगी, क्योंकि हम लगभग 2k RAM और 1k EEPROM का उपयोग करेंगे। यदि आप Arduino दुनिया के इन्स और आउट से परिचित हैं, तो मैं 3.3V पर एक प्रो मिनी का उपयोग करने की सलाह देता हूं, क्योंकि यह सबसे सस्ता और सबसे अधिक बैटरी कुशल होगा। यदि आप (अपेक्षाकृत) Arduino के लिए नए हैं, तो मैं "नैनो" की अनुशंसा करता हूं क्योंकि यह एक छोटे और सस्ते पैकेज में "यूनो" के समान कार्यक्षमता प्रदान करता है।

ध्यान दें कि यह शिक्षाप्रद आपसे बहुत मूल बातें नहीं करेगा। आपके पास कम से कम Arduino सॉफ़्टवेयर स्थापित होना चाहिए, और यह जानना चाहिए कि अपने Arduino को कैसे कनेक्ट करें और एक स्केच अपलोड करें। अगर आपको पता नहीं है कि मैं किस बारे में बात कर रहा हूं, तो इन दो आसान ट्यूटोरियल को पढ़ें, पहला: पहला, दूसरा।

एक 128*64 पिक्सेल SSD1306 OLED डिस्प्ले (I2C वैरिएंट, यानी चार पिन)

यह आज उपलब्ध सबसे सस्ते और आसान डिस्प्ले में से एक है। सहमत, यह छोटा है, लेकिन काफी अच्छा है। बेशक, यदि आपके पास पहले से ही समान या बेहतर रिज़ॉल्यूशन का डिस्प्ले है, तो इसके बजाय इसका उपयोग करना संभव होगा, लेकिन यह निर्देश SSD1306 के लिए लिखा गया है।

• अपने प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए एक "सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड" और कुछ जम्पर वायर
• एक 100nF सिरेमिक कैपेसिटर (आवश्यक हो सकता है या नहीं; चरण 4 देखें)
• या तो कुछ क्रोक-क्लिप, या एक चुंबक, एक रीड स्विच और कुछ केबल (चरण 4 देखें)
• एक लाल और एक हरे रंग की एलईडी, प्रत्येक (वैकल्पिक; चरण 5 देखें)
• दो 220Ohm प्रतिरोधक (यदि एल ई डी का उपयोग कर रहे हैं)
• एक पुशबटन (वैकल्पिक भी)
• एक उपयुक्त बैटरी (चरण 6 देखें)

चरण 2: डिस्प्ले को कनेक्ट करना

सबसे पहले, हम डिस्प्ले को Arduino से जोड़ेंगे। विस्तृत निर्देश उपलब्ध हैं। हालाँकि, SSD1306 को हुक करना वास्तव में आसान है:

1. VCC प्रदर्शित करें -> Arduino 3.3V या 5V (या तो करेगा)
2. प्रदर्शन Gnd -> Arduino Gnd
3. SCL प्रदर्शित करें -> Arduino A5
4. SCA प्रदर्शित करें -> Arduino A4

इसके बाद, अपने Arduino वातावरण में स्केच-> लाइब्रेरी शामिल करें-> लाइब्रेरी प्रबंधित करें, और "Adafruit SSD1306" इंस्टॉल करें। दुर्भाग्य से, आपको लाइब्रेरी को 128*64 पिक्सेल संस्करण के लिए कॉन्फ़िगर करने के लिए संपादित करना होगा: अपने arduino "लाइब्रेरीज़" फ़ोल्डर का पता लगाएं, और "Adafruit_SSD1306/Adafruit_SSD1306.h" संपादित करें। इसके बजाय "#define SSD1306_128_32" खोजें, उस लाइन को अक्षम करें, और "#define SSD1306_128_64" को सक्षम करें।

इस बिंदु पर आपको फ़ाइल-> उदाहरण-> Adafruit SSD1306->ssd1306_128x64_i2c लोड करना चाहिए ताकि यह जांचा जा सके कि आपका डिस्प्ले सही तरीके से जुड़ा है। ध्यान दें कि आपको I2C-पते को समायोजित करना पड़ सकता है। 0x3C सबसे सामान्य मान प्रतीत होता है।

परेशानी के मामले में, अधिक विस्तृत निर्देश देखें।

चरण 3: स्केच अपलोड करें

यदि सब कुछ काम करता है, तो अब आपके Arduino पर वास्तविक स्केच अपलोड करने का समय आ गया है। आपको नीचे स्केच की एक प्रति मिलेगी। संभावित रूप से अधिक हाल के संस्करण के लिए, जीथब प्रोजेक्ट पेज देखें। (चूंकि यह एक एकल फ़ाइल स्केच है, यह केवल erogmetrino.ino फ़ाइल को आपकी Arduino विंडो में कॉपी करने के लिए पर्याप्त है)।

यदि आपको पिछले चरण में I2C पते को संशोधित करना पड़ा है, तो आपको "display.begin" से शुरू होने वाली पंक्ति में, फिर से, अब, वही समायोजन करना होगा।

अपलोड करने के बाद, आपको अपने डिस्प्ले में कुछ शून्य दिखाई देने चाहिए। बाकी सभी चीजों को जोड़ने के बाद, हम डिस्प्ले के विभिन्न अनुभागों के अर्थ को देखेंगे।

ध्यान दें कि पहली शुरुआत में, डिस्प्ले हल्का होने में धीमा होगा (लगभग दस सेकंड तक लग सकता है), क्योंकि स्केच पहले EEPROM में संग्रहीत किसी भी डेटा को शून्य कर देगा।

चरण 4: एर्गोमीटर को जोड़ना

इस चरण को वास्तव में सार्वभौमिक रूप से वर्णित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि सभी एर्गोमीटर समान नहीं होते हैं। हालाँकि, वे सभी अलग-अलग भी नहीं हैं। यदि आपके एर्गोमीटर में इलेक्ट्रॉनिक स्पीड डिस्प्ले बिल्कुल भी शामिल है, तो इसमें कहीं पैडल, या कुछ (संभवतः आंतरिक) फ्लाई व्हील के क्रांति का पता लगाने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक सेंसर होना चाहिए। कई मामलों में, इसमें केवल एक ईख स्विच के पास से गुजरने वाला एक चुंबक शामिल होगा (नीचे भी देखें)। हर बार जब चुंबक गुजरता है, तो स्विच बंद हो जाएगा, गति प्रदर्शन के लिए एक क्रांति का संकेत देगा।

पहली चीज जो आपको करनी चाहिए वह है आने वाली केबलों के लिए अपने एर्गोमीटर पर गति प्रदर्शन की जांच करना। यदि आपको एर्गोमीटर के भीतर से कहीं से आने वाली दो तार वाली केबल मिलती है, तो आपको लगभग निश्चित रूप से सेंसर से कनेक्शन मिल गया है। और थोड़े से भाग्य के साथ आप बस इसे अनप्लग कर सकते हैं, और बस इसे कुछ क्रोक-क्लिप के साथ अपने Arduino से कनेक्ट करें (मैं आपको बताऊंगा कि एक मिनट में कौन से पिन कनेक्ट करना है)।

हालांकि, अगर आपको ऐसी केबल नहीं मिल रही है, अगर आपको सही केबल मिल गई है, या आप इसे बिना किसी नुकसान के डिस्कनेक्ट नहीं कर सकते हैं, तो आप पेडल में से किसी एक पर एक छोटा चुंबक टेप कर सकते हैं, और अपने इरोगमीटर के फ्रेम में रीड स्विच को ठीक कर सकते हैं।, ऐसा है कि चुंबक इसके पास से बहुत करीब से गुजरेगा। दो तारों को स्विच से कनेक्ट करें और उन्हें अपने Arduino पर ले जाएं।

दो तारों को कनेक्ट करें (चाहे आपके अपने, या किसी मौजूदा सेंसर से हों) Arduino Gnd, और Arduino pin D2 पर जाएंगे। यदि आपके पास एक है, तो कुछ "डिबगिंग" के लिए पिन D2 और Gnd के बीच 100nF कैपेसिटर को भी कनेक्ट करें। इसकी आवश्यकता हो भी सकती है और नहीं भी, लेकिन रीडिंग को स्थिर करने में मदद करता है।

जब हो जाए, तो यह आपके Arduino को पावर देने का समय है, और पहले त्वरित परीक्षण के लिए बाइक पर कूदें। ऊपरी बाएँ संख्या को गति माप दिखाना शुरू करना चाहिए। यदि यह काम नहीं करता है, तो सभी तारों की जांच करें, और सुनिश्चित करें कि चुंबक रीड स्विच के काफी करीब है। यदि गति माप लगातार बहुत अधिक या बहुत कम लगता है, तो बस "CM_PER_CLICK" को स्केच के शीर्ष के पास परिभाषित करें (नोट: स्केच मीट्रिक नामों का उपयोग करता है, लेकिन कोई भी इकाई प्रदर्शित या सहेजी नहीं जाती है, इसलिए बस इसे अनदेखा करें, और एक मील प्रति क्लिक के 100,000वें हिस्से की आपूर्ति करें)।

चरण 5: वैकल्पिक त्वरित स्थिति एल ई डी

इस चरण में वर्णित एल ई डी वैकल्पिक हैं, लेकिन साफ-सुथरे हैं: यदि आप व्यायाम करते समय किताब पढ़ने / टीवी देखने के बारे में गंभीर हैं, तो आप प्रदर्शन को बहुत अधिक नहीं देखना चाहते हैं। लेकिन अलग-अलग रंगों में दो एल ई डी आसानी से परिधीय दृष्टि में ध्यान देने योग्य होंगे, और आपको यह बताने के लिए पर्याप्त होंगे कि आप कैसे कर रहे हैं।

• D6 को पिन करने के लिए पहले (लाल) एलईडी को कनेक्ट करें (एलईडी का लंबा पैर Arduino पर जाता है)। 220Ohms रेसिस्टर के माध्यम से LED के शॉर्ट लेग को Gnd से कनेक्ट करें। जब आप प्रशिक्षण के वर्तमान चरण में अपनी सर्वश्रेष्ठ गति से 10% या उससे अधिक कम होंगे, तो यह एलईडी प्रकाश करेगा। कुछ और प्रयास करने का समय!
• दूसरी (हरी) एलईडी को D5 को पिन करने के लिए कनेक्ट करें, फिर से Gnd के लिए एक रोकनेवाला के साथ। जब आप अपने सर्वोत्तम रन के 1% या उससे अधिक के भीतर होंगे, तो यह एलईडी प्रकाश करेगा। तुम अच्छा काम कर रहे हो!

आप चाहते हैं कि एल ई डी आपके पिछले रन की तुलना में किराया, या कुछ मनमानी औसत गति के आधार पर प्रकाश करे? ठीक है, बस पिन D4 और Gnd के बीच एक पुशबटन कनेक्ट करें। उस बटन का उपयोग करके आप "आपका सर्वश्रेष्ठ रन", "आपका पिछला रन" या "आपकी वर्तमान गति" के बीच संदर्भ को टॉगल कर सकते हैं। निचले बाएँ कोने में एक छोटा अक्षर "P", या "C" बाद के दो मोड को दर्शाता है।

चरण 6: अपने एर्गोमीटर डिस्प्ले को शक्ति देना

आपके डिस्प्ले को पावर देने के कई तरीके हैं, लेकिन मैं दो ऐसे तरीके बताऊंगा जो दूसरों की तुलना में अधिक व्यावहारिक लगते हैं:

1. Arduino Uno या Nano का उपयोग करते समय, आप शायद इसे USB पावर-बैंक का उपयोग करके अंतर्निहित कम बैटरी संकेत के साथ पावर देना चाहते हैं।
2. Arduino Pro Mini @ 3.3V (उन्नत उपयोगकर्ताओं के लिए मेरी सिफारिश) का उपयोग करते समय, आप इसे सीधे एक लीपो बैटरी, या तीन एनआईएमएच कोशिकाओं से पावर कर सकते हैं। चूंकि ATMEGA 5.5V तक की आपूर्ति वोल्टेज को सहन करेगा, आप ऑन-बोर्ड वोल्टेज नियामक को दरकिनार करते हुए इसे सीधे "VCC/ACC" से जोड़ सकते हैं। इस सेटअप में, बिना किसी अतिरिक्त हार्डवेयर (निचले दाएं कोने में प्रदर्शित) के लगभग 3.4V पर "कम बैटरी" चेतावनी भी होगी। चूंकि ATMEGA से कम से कम 3.0V या उससे भी कम तक सही ढंग से काम करने की उम्मीद की जा सकती है, जिससे आपको रिचार्ज करने से पहले अपनी प्रशिक्षण इकाई को समाप्त करने के लिए पर्याप्त समय मिल जाएगा।

चरण 7: अपने एर्गोमीटर डिस्प्ले का उपयोग करना

आइए आपके डिस्प्ले पर विभिन्न नंबरों पर करीब से नज़र डालें। ऊपर बाईं ओर बड़ी संख्या बस आपकी वर्तमान गति है, और ऊपर दाईं ओर बड़ी संख्या आपके वर्तमान प्रशिक्षण में कुल दूरी है।

अगली पंक्ति प्रशिक्षण की शुरुआत (बाएं) से आपकी औसत गति है, और प्रशिक्षण शुरू होने के बाद का समय (दाएं)। ध्यान दें कि बाइक रुकने पर टाइमिंग रुक जाती है।

अब तक इतना तुच्छ। दायीं ओर दो और पंक्तियाँ हैं जहाँ यह दिलचस्प हो जाता है: ये आपके वर्तमान समय की तुलना क्रमशः आपके पिछले और सर्वोत्तम प्रशिक्षण से करते हैं। अर्थात। इन पंक्तियों के ऊपरी भाग में "- 0:01:23" का अर्थ होगा कि आप अपने पिछले रन की तुलना में 1 मिनट और 23 सेकंड पहले अपनी वर्तमान दूरी पर पहुंच गए हैं। अच्छा। "+ 0:00:12" की निचली रेखा का मतलब होगा कि वर्तमान बिंदु तक, आप अपने सर्वश्रेष्ठ रन से 12 सेकंड पीछे हैं। (ध्यान दें कि ये अंतर समय 100% सटीक नहीं होंगे। समय बिंदुओं को हर.5 किमी/मील में संग्रहीत किया जाता है, और उसके बीच प्रक्षेपित किया जाता है।) अनिवार्य रूप से, निश्चित रूप से, आपके पहले रन पर, कोई समय संदर्भ दर्ज नहीं किया गया है, और तो उपरोक्त दोनों पंक्तियां केवल "--:--:--" दिखाएंगी।

अंत में, प्रदर्शन के निचले बाएँ क्षेत्र में अंतिम मिनट में आपकी गति का एक ग्राफ़ होता है। यह आपको एक नज़र में देखने की अनुमति देता है, कि आप स्थिर जा रहे हैं, या धीमा हो रहे हैं। (ध्यान दें कि वास्तविक प्रशिक्षण में यह रेखा बहुत आसान होगी - लेकिन तस्वीर लेने की कोशिश करते समय स्थिर गति बनाए रखना आसान नहीं है …) क्षैतिज रेखाएं आपके पिछले के वर्तमान बिंदु के पास प्राप्त पिछली/सर्वोत्तम गति दर्शाती हैं। प्रशिक्षण।

शीर्ष के पास लगे एल ई डी प्रशिक्षण के इस चरण के दौरान आपकी वर्तमान गति की तुलना आपकी सर्वोत्तम गति से करते हैं। ग्रीन दिखाता है कि आप अपने सर्वश्रेष्ठ के 1% के भीतर हैं, लाल दिखाता है कि आप अपने सर्वश्रेष्ठ प्रशिक्षण से 10% से अधिक धीमे हैं। जब आप लाल बत्ती देखते हैं, तो यह कुछ और प्रयास करने का समय है। ध्यान दें कि ऊपर वर्णित अंतर समय के विपरीत, ये केवल प्रशिक्षण के वर्तमान भाग को संदर्भित करते हैं, अर्थात यह संभव है कि आप निरपेक्ष समय में पिछड़ रहे हों, लेकिन हरे रंग से पता चलता है कि आप पकड़ रहे हैं, और इसके विपरीत।

दो एलईडी के लिए उपयोग की जाने वाली संदर्भ गति को पुश बटन का उपयोग करके बदला जा सकता है। एक प्रेस इसे सर्वश्रेष्ठ से पिछले रिकॉर्ड किए गए प्रशिक्षण में बदल देगा (नीचे बाईं ओर एक छोटा अक्षर "P" दिखाई देगा)। एक और प्रेस और बटन प्रेस के समय आपकी वर्तमान गति नई संदर्भ गति बन जाएगी (एक छोटा अक्षर "सी" दिखाएगा)। उत्तरार्द्ध आपके नए एर्गोमीटर डिस्प्ले के साथ आपके पहले प्रशिक्षण के दौरान विशेष रूप से उपयोगी है, जब कोई संदर्भ अभी तक दर्ज नहीं किया गया है।

जब आपका प्रशिक्षण पूरा हो जाए, तो बस बैटरी को डिस्कनेक्ट कर दें। आपका प्रशिक्षण आपके Arduino के आंतरिक EEPROM में पहले ही सहेजा जा चुका है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, मैंने अपने प्रोटोटाइप को सोल्डर करना समाप्त कर दिया। निश्चित रूप से संकेत है कि मुझे परिणाम पसंद आया, खुद। मुझे आशा है कि आप इसे उपयोगी भी पाएंगे। व्यायाम करने में खुशी!