STRYDE.: 8 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

STRYDE. heeft tot doel amateur- en gemiddelde hardlopers inzichten en hulp te bieden die vergelijkbaar zijn met die van professionele atleten met goedkope, esthetische en handige wearables. Uiteindelijk moeten deze apparaten je helpen om je prestaties te verbeteren en blessures tijdens het hardlopen te voorkomen.

STRYDE. bestaat uit een panty met sensoren om de houding (voorwaartse hellingshoek) tijdens het hardlopen te analyseren, evenals een auditief apparaat om hardlopers te helpen een consistent tempo aan te houden en hun houding te corrigeren. De hardlooplegging met compressie communiceert gegevens van de sensoren terug naar een pc of mobiel waar de gebruiker inzicht kan krijgen in de manier waarop hij loopt en dit kan vergelijken met een ideale techniek.

Uiteindelijk zijn deze wearables bedoeld om de drager te helpen hun prestaties te verbeteren, blessures te voorkomen en hun fitnessactiviteiten beter te begrijpen.

Stap 1: Materialen en gereedschappen

Materialen en technologieën:

• eResin_ PLA met een kleur naar keuze voor 3D-printen
• 2x Arduino Pro Mini of vergelijkbaar met I2C- en 5V-pinnen
• CH341A USB-programmeur voor Arduino Pro mini
• Seeed Grove Accelerometer Module
• Li-Po-acculader
• Bluetooth 4.0-module (HM-10)
• Zoemermodule
• Draden

Software:

• Photoshop
• Arduino officiële software
• Solidworks

Gereedschap:

• Soldeerbout
• Soldeer
• Draadstrippers & draadknipper
• Voltmeter
• Meetlint
• 3D-printer

Stap 2: Maak een 3D-model van oortelefoons met behulp van CAD-software

Begin je oortelefoonmodel met een schets op papier. Vind inspiratie uit online en omringende bronnen. Enkele foto's van schetsen voor deze STRYDE. is hierboven bijgevoegd voor uw referentie. Meet vervolgens uw nek met een meetlint om de breedte en lengte van de oortelefoons te bepalen. Zorg ervoor dat u losjes meet, zodat de oortelefoons aan het einde comfortabel kunnen passen.

Houd altijd rekening met het fabricageproces van uw ontwerp. Bij 3D-printen is het essentieel om rekening te houden met de beperkingen van de 3D-printers die voor u toegankelijk zijn. Enkele belangrijke beperkingen om op te merken zijn de maximale en minimale afmetingen die kunnen worden afgedrukt, evenals het foutbereik van de printers.

Nadat u uw 2D-schetsen met succes hebt gedimensioneerd, stelt u ze op in uw CAD-software naar keuze die een STL-bestand kan exporteren (we hebben Solidworks gekozen). Als je weinig ervaring hebt met CAD-software, zijn er veel gratis trainingsvideo's online beschikbaar die je kunt opzoeken om elke gewenste vorm te creëren.

Wanneer u klaar bent met modelleren, controleert u of al uw afmetingen correct zijn voordat u het bestand in een STL-indeling exporteert.

Stap 3: 3D-koptelefoon afdrukken met CAD-bestand

Voordat u doorgaat met deze stap, moet u er rekening mee houden dat uw CAD-model mogelijk moet worden gesplitst/gesneden in boven- en onderstukken en vervolgens moet worden gelijmd vanwege productiebeperkingen van 3D-printers. Raadpleeg medewerkers of online forums over de werking van de specifieke printer waartoe je toegang hebt en de vereisten voor het printen van holle objecten.

We hebben hierboven enkele voorbeelden met behulp van onze witte prototypes. Zet uw model om in G-code met hulp van 3D-printpersoneel of door na te gaan hoe u dat doet met uw specifieke software. Kies geschikt materiaal op basis van comfort, kosten, esthetiek en overweeg uitbesteding. Wij raden PLA, TPU en eResin-PLA aan.

Print en verfijn door te schuren, polijsten of als je hebt gekozen voor eResin-PLA, gebruik een laser om het model te stollen. Herhaal het afdrukken totdat u tevreden bent met de vorm en afwerking van de oorstukken.

Stap 4: Produceer coole beats

Er zijn twee opties voor de audio-uitgang van de oortjes. De eerste is een eenvoudig tikkend geluid van 170-190 BPM voor de drager om zijn hardlooptempo aan te passen. Als alternatief kunt u ervoor kiezen om uw eigen soundtrack te produceren en deze te exporteren in een formaat dat kan worden geüpload en afgespeeld via de luidspreker die op de Arduino is aangesloten.

Gebruik Ableton Live of andere muzieksoftware. Stel de beat in op 160, 165, 170, 175 zoals vereist, dit kan op elk moment worden gewijzigd, maar het wordt aanbevolen om eerst in te stellen om eventuele toonhoogteverschuiving of vervorming te minimaliseren.

Kies instrumenten of drumgeluiden om de beat te versterken, Tom- of basgeluiden worden aanbevolen. Plaats een noot aan het begin van elke maat, zorg ervoor dat de snelheid 110 is. Schik complementaire geluiden of instrumenten, zoals hi-hats, klokkenspel en luchttextuurgeluiden. Houd er rekening mee dat u geen geluiden gebruikt die te veel op de hoofdbeat lijken, gebruik audio-effecten om schelle of plukgeluiden te dempen of af te zwakken, of de aanval te verminderen. De snelheid voor de complementaire geluiden mag niet hoger zijn dan 90.

Streef ernaar een sfeer te creëren die urgentie of beweging inspireert door een compositie van gelaagde geluiden die spanning opbouwen, gebruik je creativiteit! Loop de gemaakte audio in een lus. Exporteren in WAV. formaat.

Stap 5: Monteer Arduino-componenten

Er moeten twee afzonderlijke apparaten worden gebouwd, gehuisvest in een legging en de oorstukken. Volg de onderstaande instructies om de twee apparaten in elkaar te zetten. In de volgende stap zullen we de Arduino-code schrijven om geluid via de zoemer in de oortelefoons uit te voeren en de sensorgegevens terug te sturen van het apparaat dat aan de legging is bevestigd.

1. Legging-apparaat

Het legging-apparaat bestaat uit een Arduino Pro Mini-moederbord, een op MPU9250 gebaseerde accelerometermodule en een Bluetooth 4.0-module (HM-10 aanbevolen).

Deze moeten als volgt op de Arduino-microcontroller worden gesoldeerd:

Pinnen op module => Pinnen op Arduino

Versnellingsmetermodule (MPU9250):

SDA => SDA

SCL => SCL

VCC => 5V

GND => GND

Bluetooth (HM-10)-module:

VCC => 5V

GND => GND

TX => RX

RX => TX

Zet tot slot twee LiPo-batterijen van 3,7 V in serie (zoals weergegeven in het diagram) om een totale spanning van 7,4 V voor de seriebatterij te bereiken. Sluit de rode/positieve hangende kabel aan op de RAW-pin en de zwarte/negatieve kabel op de GND-pin op de Arduino Pro Mini om het apparaat extern van stroom te voorzien. Misschien wilt u onderzoeken hoe een schakelaar of knop kan worden toegevoegd om de stroom naar het apparaat te schakelen, zodat de batterij niet handmatig hoeft te worden aangesloten en losgekoppeld.

2. Oortjes

De oortelefoons vereisen eenvoudigweg het bevestigen van een luidsprekermodule aan een Arduino pro mini. De Arduino wordt aangedreven door een batterijmodule met dezelfde configuratie als die getoond voor de leggingsmodule (en bevestigd aan dezelfde RAW- en GND-pinnen)

Luidsprekermodule:

VCC => 5V

GND => GND

IO => Pin 8

Plaats tot slot het apparaat in de 3D-geprinte behuizing. Gebruik een lijm om de eindstukken op de behuizing te bevestigen.

Stap 6: Code schrijven voor Arduino en uploaden

Sluit voor elke onderstaande stap de Arduino Pro Mini aan op de USB-programmer zoals weergegeven in de diagrammen, en configureer de Arduino-software als volgt met behulp van het menu 'Tools':

• Bord: Arduino Pro of Pro Mini
• Bewerker: ATMEGA328P (5V, 16MHz)
• Poort: COMxx (verschilt per apparaat. Koppel andere Arduino- of COM-apparaten los van uw computer als u niet kunt bepalen wat uw Arduino is)
• Programmeur: AVR ISP MkII

Legging apparaat:

Oortelefoon apparaat:

Stap 7: Webinterface instellen voor weergave van leggings/houdingsgegevens

Om de metingen weer te geven van de Arduino die op de legging is geplaatst, zullen we een webinterface maken die toegankelijk is vanaf een pc of mobiel.

Download de bijgevoegde bestanden, hernoem index.hmtl.txt naar index.html en open vervolgens index.html met uw browser (Google Chrome aanbevolen)

Merk op dat er geen vereiste is om de bestanden naar een openbare webserver te uploaden of een website op te zetten. De webinterface bestaat eenvoudigweg uit HTML/CSS/Javascript-bestanden die op uw computer kunnen worden opgeslagen en met een webbrowser kunnen worden geopend, die vervolgens met het legging-apparaat zal praten via een Bluetooth-verbinding die via uw browser wordt gestart.

Bijgevoegd is een screenshot van een klein stukje code uit het bestand app.js dat wordt uitgevoerd wanneer de gebruiker op de verbindingsknop op de pagina drukt. Hier vertellen we de computer om de functie 'dataHandler' aan te roepen wanneer er gegevens van de Arduino worden ontvangen. U moet de code volgen om te zien hoe andere functies worden genoemd en hoe de gegevens worden verwerkt en uiteindelijk in de grafiek worden getekend.

Hieronder vindt u een kleine samenvatting van de meegeleverde bestanden:

index.hml: vertelt de browser welke elementen op de pagina moeten worden getekend en waar ze ten opzichte van elkaar moeten worden geplaatst.

style.css: Opmaak van individuele elementen (bijv. grijze omtrek rond grafiek)

webTerminal.js: JavaScript-bibliotheek voor communicatie met de module via bluetooth. Biedt functies die nodig zijn voor het eenvoudig verwerken van ontvangen gegevens en het terugsturen van berichten naar een aangesloten Bluetooth-apparaat via een seriële Bluetooth-verbinding.

app.js: onze eigen aangepaste JavaScript-code die alle gegevens verwerkt die van de arduino zijn ontvangen en op de grafiek tekent

Stap 8: Toegang tot en gebruik van de webinterface

De leggingsmodule leest gyroscoop, versnellingsmeter en zelfs temperatuurinformatie. Dit project vereist alleen het gebruik van de Y-asmetingen van de gyroscopen, waaruit de houding van de drager kan worden bepaald.

Om toegang te krijgen tot de webinterface, opent u het bestand index.html dat u in de vorige stap hebt gedownload. U zou een interface moeten zien die lijkt op die in de bijgevoegde schermafbeelding.

Druk vervolgens op de verbindingsknop en selecteer uw bluetooth-module (meestal HMSoft genaamd) uit de lijst met apparaten. Als er veel apparaten zijn, kan het helpen om de module dichter bij uw computer te plaatsen, zodat deze gemakkelijk kan worden geïdentificeerd vanaf het Bluetooth-ontvangstniveau.