Школьники, студенты, туристы и даже некоторые работники офисов и рабочие носят рюкзаки. Рюкзак позволяет равномерно распределять переносимый груз. Но неправильное ношение рюкзака, перегруз могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Основные проблемы могут возникнуть при: перегрузе и неправильной регулировке ремней, ношение рюкзака в течении длительного времени, ношение рюкзака на одном плече, неправильной позе при ношении рюкзака. Как же нужно носить рюкзак, что бы не возникало чувство дискомфорта, боли и даже травмы позвоночника? На этот вопрос решил ответить автор-самодельщик используя современные технологии.
Устройство которое он сделал, решает следующие задачи:
-рассчитывает безопасный несущий вес и уведомляет в случае его превышения;
-сбалансированное распределение груза на плечах;
-предупреждает о неправильной позе;
-уведомляет, если превышен объем заполнения рюкзака;
Кроме того все данные можно в дальнейшем собрать для дальнейшего анализа. При изготовлении автор уложился в сумму около 40 долларов.
Инструменты и материалы:
-чувствительные резисторы Force;
-акселерометр ADXL345 (ссылка на модуль);
-Arduino Nano (ссылка на плату);
-Bluetooth-модуль HC-06 (ссылка на модуль);
-микроконтроллер ESP8266 (ссылка на контроллер);
-зуммер;
-провода;
Шаг первый: размещение датчиков
Для своего устройства автору потребовалось три датчика. Два из них он расположил на лямках. Сначала необходимо одеть рюкзак и отрегулировать длину ремней. Далее определить место, на ремешке, где будет максимальная сила давления. Необходимо как можно точнее определить такое место, так как погрешность в 2 см уже будет значительно влиять на результат. Ориентировочно эта точка находиться спереди в 1 см. от верхней части плеча. Необязательно оба датчика должны быть расположены на равном расстоянии, так как код включает алгоритм калибровки.
Еще один датчик необходимо разместить на спине, в точке максимального давления. Этот датчик будет отслеживать объем заполнения рюкзака. При превышении объема рюкзака будет увеличиваться нагрузка на спину.
Шаг второй: провода
Дальше автор припаивает провода к контактам датчиков. Провода протягивает внутрь рюкзака.
Шаг третий: зуммер
Подключает зуммер, через резистор 100 Ом, к 9 контакту Arduino.
Шаг четвертый: подключение модулей
Теперь необходимо подключить модули. Подключает Vcc (плюс) всех модулей к 5В, а Gnd (минус) к минусу Arduino.
Далее соединяет SCL и SDA модуля ADXL345 с аналогичными платы Arduino. Подключает ESP8266. ТХ к 3, а RX к 2 выводу платы Arduino. Далее, после загрузки кода, подключает HC-06 к стандартным RX и TX выводам.
Шаг четвертый: корпус
Для того что бы устройство было как можно более компактно собрал все это в корпусе от гитарного тюнера.
Шаг пятый: файлы кода
Загружает файлы кода к Arduino_Board.ino
и к ESP8266.ino
В случае необходимости, можно изменить контакты которые используются для соединения компонентов, автор определил их в начале кода. Так же необходимо прописать пароль WiFi ,на модуле ESP8266, как на домашней сети.
Шаг шестой: подключение датчиков к модулю
В каждом датчике по два выхода. Один выход подключает к сети 5В. Оставшиеся концы: левый датчик — A0, правый датчик — A1, центральный датчик — A2. Для точности измерения между Gnd и А0, А1, А2 подключает резистор 22к.
Теперь можно положить устройство в рюкзак и заняться программным обеспечением.
Шаг седьмой: приложение
Для работы устройства необходимо скачать приложение Bluetooth Электроника из магазина. После установки импортировать smart bag.kwl. Включить устройство и подключится к HC-06. Теперь можно запустить интерфейс.
Разберем обозначения интерфейса.
-Buzz-вкл и выкл зуммер;
-calibrate-калибровка датчиков перед началом использования;
-set weight-устанавливает вес пользователя (при введении веса устройство автоматически вычисляет и показывает безопасный вес рюкзака);
-IP-что бы найти адрес устройства в сети (использовать после подключения к Wi-Fi. Используя этот адрес можно проверить статус устройства через интернет);
После калибровки устройство будет автоматически сохранять пороговые значения в EEPROM (память) и уведомлять о не правильном использовании рюкзака с помощью зуммера.
— о дисбалансе ремня — низкочастотный тон (300 Гц)
-об избыточном весе — тон средней частоты (1400 Гц)
-о неправильном угле тела — высокочастотный тон (2000Hz)
Так же показания можно проверить через интернет, например если устройство установлено на рюкзаке вашего ребенка, а вы отсутствуете дома. Для этого в адресной строке необходимо ввести IP-адрес и на экране отобразятся значения, которые считывают датчики устройства. Также можно онлайн отключить зуммер.
И небольшое видео о работе устройства.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: