EVE 发表于 2019-4-3 14:14:21

Mind+ 掌控板入门教程10 可穿戴计步器

【Mind+】掌控入门 项目十 可穿戴计步器
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   很多人喜欢跑步这项运动,在挥洒汗水的同时也释放了压力。在跑步的时候,有的人为了知道自己跑了多少步会带一个计步器在身上。

   接下来,我们将利用掌控板来做一个可以展现自己个性的可穿戴计步器。


项目示例

   利用掌控板自带的三轴加速度传感器(如下图)制作一个计步器,在屏幕上显示步数,通过LED灯的亮灭表示计步器是否在工作状态,通过按钮控制计步器的开始和停止。

   可以通过以下三个小任务进行实践:


[*]任务一:读取加速度的值
[*]任务二:显示计步值
[*]任务三:可穿戴计步器


任务一:读取加速度的值

   输入以下程序,并将程序上传。


   运行结果:



* 定义掌控板有触摸按键的一边为后。

      实际操作时会发现一边晃动掌控板,一边看屏幕值,非常的不方便,而且也无法看到数值变化的历史记录,有没有更便捷的查看数值的方法呢?其实通过串口查看就可以实现。

      输入以下程序,并将程序上传。



串口操作方法:


      运行结果:串口区域会显示加速度传感器获取的x值。

      通过串口可以看到传感器的实时反馈值和历史记录。

小试牛刀:

      尝试通过串口同时查看加速度传感器的x、y、z、强度的值,观察在走路或者跑步时,哪一个值最适合用来计步。提示:通过将几个值合并后显示在串口,注意数值之间加空格分开。



任务二:显示计步值

      在走路时通过串口查看加速度传感器的x、y、z和强度的值,会发现变化最明显的是强度值,因为强度值是综合x、y、z三个方向的值得到的矢量和,任一方向的值发生变化,强度值都会变化。所以我们选择强度值变化作为计步标准。

      输入以下程序,并将程序上传。


       运行结果:将计步器固定在腿上,每走一步,计步器数值加1。


任务三:可穿戴计步器

      添加按钮控制和LED指示灯,完善计步器。输入以下程序,并将程序上传。


      运行结果:
知识拓展

一、硬件知识

1、加速度

      加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。

      牛顿第一定律告诉我们:物体如果没有受到力的作用,运动状态不发生改变。由此可知,力是物体运动状态发生改变的原因,也即是产生加速度的原因。

      通过测量由于重力引起的加速度,可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度,可以分析出设备移动的方式。为了测量并计算这些物理量,便产生了加速度传感器。

2、加速度传感器

      加速度传感器是一种能够测量加速力,将加速度转换为电信号的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,就好比物体下坠时,受到重力作用。

      掌控板自带一个三轴加速度传感器,能够测量由于重力引起的加速度,测量范围为 -2g 到 +2g 。

      三轴加速度传感器对加速度值的测量沿X、Y、Z 3个轴,每个轴的测量值是正数或负数,正数趋近重力加速度g的方向。当读数为 0 时,表示加速度传感器沿着该特定轴“水平”放置。

二、软件知识

1、串口

      串口是串行接口的简称,也称为串行通信接口或COM接口。

      串口通信可以理解为在不同电子设备之间交换数据,其实就是实现不同电子设备之间的“通讯对话”。比如在本项目任务一中,通过串口我们可以在电脑端看到掌控板上加速度传感器的检测值。

2、矢量

       前面讲了 读取加速度的值(g)强度 中的强度表示x、y、z的矢量和。矢量表示带有方向的量。矢量和指方向与大小的和。

       在这里我们只需要了解这个概念,知道强度值不是简单的数值相加,而是矢量求和即可,关于如何求和在高中和大学的数学课中将会讲到。

3、指令汇总


项目小结


[*]掌握掌控板上三轴加速度传感器的使用方法


[*]学习串口的使用方法


[*]了解三轴加速度传感器X轴、Y轴、Z轴的对应在掌控板上的方向


[*]了解加速度和矢量的概念

挑战一下

      1、尝试做一个电子骰子,每晃动一次掌控板,在屏幕上随机显示一个数字,就好像掷骰子一样。

      2、利用掌控板做一个摔倒报警器,能够在老人意外摔倒时,及时向外界发出警报声。

rzegkly 发表于 2019-4-5 09:04:25

掌控计步器的新方向

ZZ小海鸥 发表于 2019-4-15 08:40:00

{:5_144:}赞一个。

常州-杨华 发表于 2019-7-25 00:55:18

在microbit的makecode软件里面,就找不到读取加速度计的内容,mind还是蛮方便的

有德为善 发表于 2019-7-31 11:28:04

EVE 发表于 2019-4-3 14:14
【Mind+】掌控入门 项目十 可穿戴计步器
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板子棒棒的,教程优秀

gada888 发表于 2019-8-3 21:06:05

很秀的作品

DFandi 发表于 2020-8-2 13:48:25

本帖最后由 DFandi 于 2020-8-2 14:10 编辑

案例确实很有意义。

阿泽 发表于 2021-2-22 19:05:48

帖子上的读值为早期版本的,有老师反馈学生不认识负数,所以现版本将读值放大了1000倍,将g改为了mg,在使用过程中找到一个稳定范围值进行判断使用

EVE 发表于 2021-3-2 10:01:36

阿泽 发表于 2021-2-22 19:05
帖子上的读值为早期版本的,有老师反馈学生不认识负数,所以现版本将读值放大了1000倍,将g改为了mg,在使 ...

手动点赞。。。。

摸鱼的网民 发表于 2023-1-12 17:41:00

好厉害啊

三春牛-创客 发表于 2023-1-13 10:56:27

厉害厉害

花生编程 发表于 2023-1-16 22:37:54

厉害厉害

花生编程 发表于 2023-1-16 22:38:59

学习了学习了

花生编程 发表于 2023-1-16 22:40:02

赞!感谢分享

肖申克 发表于 2023-10-1 17:52:18

阿泽 发表于 2021-2-22 19:05
帖子上的读值为早期版本的,有老师反馈学生不认识负数,所以现版本将读值放大了1000倍,将g改为了mg,在使 ...

请问这个数值是加速度的绝对值还是一个比例系数

康振鑫 发表于 2024-1-2 14:53:48

好好好,学习了
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