Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer [2023/05/26 22:41]
bogdan_gabriel.toma [Bibliografie/Resurse]
+++ pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer [2023/06/02 21:31] (current)
bogdan_gabriel.toma [Concluzii]
@@ Line 41: / Line 41: @@
   * Arduino IDE
   * Wokwi
+Laboratoare folosite (fara GPIO):
+  * Intreruperi
+  * Timere / PWM
+  * SPI
+  * I2C
 Pentru inceput, functiile clasice arduino (si anume setup() si loop()) arata in felul urmator:
@@ Line 46: / Line 52: @@
 ''''
   void setup() {
-    cli();
     Serial.begin(9600);
     setupButtons();
     setupI2C();
+    initGyro();
     setupLCD();
+    cli();
     setupInterrupt();
     sei();
@@ Line 65: / Line 72: @@
 ''''
-Acum, sa le luam pe ficare in parte si sa le discutam putin.
+Acum, sa le luam pe fiecare in parte si sa le discutam putin.
 ''''
@@ Line 82: / Line 89: @@
 ''''
 Aceasta functie porneste comunicatia I2C prin initializarea Wire.
+''''
+  void initGyro() {
+    Wire.beginTransmission(MPU);
+    Wire.write(0x3B);
+    Wire.endTransmission(false);
+    Wire.requestFrom(MPU, 6, true);
+    AccX = (Wire.read() << 8 | Wire.read()) / 16384.0;
+    AccY = (Wire.read() << 8 | Wire.read()) / 16384.0;
+    AccZ = (Wire.read() << 8 | Wire.read()) / 16384.0;
+    AngleY = (atan(-1 * AccX / sqrt(pow(AccY, 2) + pow(AccZ, 2))) * 180 / PI) + 1.58 - 3.1;
+  }
+''''
+Aceasta functie initializeaza unghiul Y, calculandu-l folosind informatiile din accelerometru, nu giroscop. (abia dupa initializare intra in joc giroscopul)
 ''''
@@ Line 147: / Line 168: @@
           rec = false;
         }
-        else if(mode < 1)  mode++;
+        else if(mode < 2)  mode++;
         else  mode = 0;
       }
@@ Line 160: / Line 181: @@
     else if(mode == 1) {
       setWheelMode();
+    }
+    else if(mode == 2){
+      setWeightMode();
     }
     if(rec) {
-      seconds = ((millis() - baseTime) / 1000) % 60 - 5;
+      seconds = ((millis() - baseTime) / 1000) % 60;
       minutes = (seconds / 60) % 60;
       hours = (minutes / 60) % 24;
@@ Line 183: / Line 207: @@
       lcd.clear();
       lcd.setCursor(0, 0);
-      lcd.print(String(kilometers, 3) + " km");
+      if(kilometers < 10)
+        lcd.print(String(kilometers, 2) + " km");
+      else if(kilometers >= 10 && kilometers < 100)
+        lcd.print(String(kilometers, 1) + " km");
+      else if(kilometers >= 100 && kilometers < 1000)
+        lcd.print(String(kilometers, 0) + " km");
+      else
+        lcd.print("999 km");
       lcd.setCursor(0, 1);
       (hours >= 10) ? lcd.print(String(hours)) : lcd.print("0" + String(hours));
@@ Line 194: / Line 225: @@
       lcd.setCursor(6, 1);
       (seconds >= 10) ? lcd.print(String(seconds)) : lcd.print("0" + String(seconds));
-      lcd.setCursor(9, 0);
+      lcd.setCursor(8, 0);
       lcd.print("Cal");
-      lcd.setCursor(13, 0);
+      lcd.setCursor(12, 0);
       lcd.print(String((int)calories));
       lcd.setCursor(9, 1);
@@ Line 233: / Line 264: @@
 ''''
 Aceasta functie a rolul de a afisa pe LCD informatiile de interes modului 2, si anume, Set Wheel Mode. Tot aici apasarile butoanelor 2 si 3 conduc la modificarea diametrului rotii.
+''''
+  void setWeightMode() {
+    if(millis() - prevTimeLCD >= 500) {
+      lcd.clear();
+      lcd.setCursor(0, 0);
+      lcd.print("Weight:");
+      lcd.setCursor(0, 1);
+      lcd.print(String(weight) + " cm");
+      prevTimeLCD = millis();
+    }
+    if(!(PIND & (1 << PB3)) && pressedPD[3] == false) {
+      pressedPD[3] = true;
+      weight += 10;
+      weightMultiplier = (1.6 * (weight / 80)) / 2;
+    }
+    else if(PIND & (1 << PB3)) pressedPD[3] = false;
+    if(!(PIND & (1 << PB4)) && pressedPD[4] == false) {
+      pressedPD[4] = true;
+      if(wheelDiameterCm >= 10){
+        weight -= 10;
+        weightMultiplier = (1.6 * (weight / 80)) / 2;
+      }
+    }
+    else if(PIND & (1 << PB4)) pressedPD[4] = false;
+  }
+''''
+Aceasta functie a rolul de a afisa pe LCD informatiile de interes modului 3, si anume, Set Weight Mode. Tot aici apasarile butoanelor 2 si 3 conduc la modificarea gretutatii.
 ''''
@@ Line 258: / Line 317: @@
       distance = (2 * 3.14 * (wheelDiameterCm / 2)) / 100000;
       if(rec){
-        kilometers += distance;
+        if(kilometers < 1000)
-        if(GyroAngleY >= 0.6)
+          kilometers += distance;
-          calories += distance * 32 * 3 * GyroAngleY / 1.72;
+        if(calories < 9999) {
-        else if (GyroAngleY >= -0.6 && GyroAngleY < 0.6)
+          slopeMultiplier = 3 * AngleY / 1.72;
-          calories += distance * 32;
+          if(AngleY >= 0.6)
-        else
+            calories += distance * 32 * slopeMultiplier * weightMultiplier;
-          calories += distance * 32 * -1 / 3 * GyroAngleY / 1.72;
+          else if (AngleY >= -0.6 && AngleY < 0.6)
+            calories += distance * 32;
+          else
+            calories += distance * 32 / (slopeMultiplier * (-1)) * weightMultiplier;
+        }
       }
       speedKmh = distance * 3600000/(millis() - prevTimeKmh);
+      if(speedKmh > 999)
+        speedKmh = 999;
       prevTimeKmh = millis();
       interrupt = false;
@@ Line 272: / Line 337: @@
   }
 ''''
-Aceasta functie calculeaza distanta, in km,  bazat pe diametrul rotii (variabile booleana **interrupt** este folosita pentru a nu avea intretuperi multiple (un fel de debouncing pentru intreruperi). Tot aici, in cazul in care inregistram (variabila **rec** este **true**) contorizam km, calculam caloriile si viteza. Calculul caloriilor se bazeaza pe date colectate din sursele ce urmeaza a fi citate mai jos, si pe regula de 3 simpla (pe scurt un om arde, in medie, de 3 ori mai multe calorii cand pedaleaza pe o rampa avand panta 3% (1.72 grade). De aici ne putem da seama de caloriile arse in functie de panta). Pentru calculul vitezei se tine cont de diametrul rotii si de timpul dintre 2 intreruperi. in cazul in care acesta este mai mare de 1 secunda, viteza se reseteaza folosind functia urmatoare.
+Aceasta functie calculeaza distanta, in km,  bazat pe diametrul rotii (variabile booleana **interrupt** este folosita pentru a nu avea intretuperi multiple (un fel de debouncing pentru intreruperi). Tot aici, in cazul in care inregistram (variabila **rec** este **true**) contorizam km, calculam caloriile si viteza. Calculul caloriilor se bazeaza pe date colectate din sursele ce urmeaza a fi citate mai jos, si pe regula de 3 simpla. Pentru calculul vitezei se tine cont de diametrul rotii si de timpul dintre 2 intreruperi. in cazul in care acesta este mai mare de 1 secunda, viteza se reseteaza folosind functia urmatoare.
 ''''
@@ Line 291: / Line 356: @@
   float kilometers = 0, distance = 0;
   int hours = 0, minutes = 0, seconds = 0;
-  float wheelDiameterCm = 0;
+  float wheelDiameterCm = 0, weight = 0;
   float calories = 0;
   int mode = 0;
@@ Line 300: / Line 365: @@
   bool PWMOn = false;
   bool freeze = false;
+  float slopeMultiplier = 0, weightMultiplier = 0;
 ''''
-===== Rezultate Obţinute =====
-<note tip>
+=== Explicatie ecuatii calorii: ===
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
-===== Concluzii =====
+Luand ca referinta average male (175 cm, 80 kg) si o viteza medie (20 km/h) avem urmatoarele date:
+  * calorii arse intr-un km ~= 32
+  * calorii arse intr-o ora de ciclat pe teren plat ~= 300, calorii arse intr-o ora de ciclat in rampa de 3% (1.72 grade) ~= 900 (3 ori mai mult)
+  * calorii arse intr-o ora de ciclat ~= 300, calorii arse intr-o ora de cicalt, de aceeasi persoana, dar kilograme duble ~= 480 (1.6 ori mai mult)
-===== Download =====
+Cunoscand aceste date, putem aplica regula de 3 simpla pentru a afla caloriile arse pentru diferite unghiuri de panta sau kilograme astfel:
-<note warning>
+----
-O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
-Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea **Add Images or other files**. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul **:pm:prj20??:c?** sau **:pm:prj20??:c?:nume_student** (dacă este cazul). **Exemplu:** Dumitru Alin, 331CC -> **:pm:prj2009:cc:dumitru_alin**.
+caloriile arse 3 ori mai mult  ... 1.72 unghi
-</note>
-===== Jurnal =====
+calorii arse de x ori mai mult ... y unghi (furnizat de giroscop)
-<note tip>
+----
-Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
-</note>
-===== Bibliografie/Resurse =====
+calorii arse de 1.6 ori mai mult ... avem de 2 ori 80 kg
+calorii arse de x ori mai mult   ... avem de y ori 80 kg
+----
+Cele doua reguli conduc la urmatoarele ecuatii:
+  * caloriile += (distanta parcursa la o tura de roata, in km) * 32 (average calorii arse intr-un km) * ((3 * AngleY) / 1.72)
+  * caloriile += (distanta parcura la o tura de roata, in km) * 32 (average calorii arse intr-un km) * ((1.6 * (weight / 80) / 2);
+===== Rezultate Obţinute =====
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_1_btoma.jpeg?400|}}
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_2_btoma.jpeg?400|}}
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_3_btoma.jpeg?400|}}
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_4_btoma.jpeg?400|}}
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_5_btoma.jpeg?400|}}
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_6_btoma.jpeg?400|}}
+===== Concluzii =====
+In urma acestui proiect am realizat ca este mult mai usor sa te accidentezi stand la o masa decat ai crede. In saptamanile de proiect m-am accidentat cu:
+  * Foarfeca
+  * Letcon
+  * Fire
+  * Alta foarfeca
+  * Cositor
+  * Pini
+Asadar, in urma instalarii unui usor PTSD la simplul contact vizual cu o unealta din campul electronicii / electrotehnicii / orice cuvant prefixat, sau sufixat, de termenul "electro", am invatat sa dau importanta normelor de protectia muncii.
+Tot in cadrul proiectului am invatat ca led-urile cumparate de la un magazin, cel putin dubios, dintr-un imobil interbelic, a carui cale de acces (usa) se afla in curtea din spate, deloc primitoare, comuna cu alte imobile invecinate, pot fi putin, putin mai mult, peste pretul de piata.
+Desigur, pe parcursul proiectului am invatat cum se configureaza un arduino folosind registri, ceea ce conduce la o viteza conisderabil mai mare a programului si la minimizarea spatiului utilizat, cum compilatorul optimizeaza codul, cum functioneaz intreruperile, timerele, etc.  dar asta nu este foarte important. In viata mai des te intalnesti cu o foarfeca (nu o sa o iert) decat cu un timer pe 16 biti care trebuie configurat in asa fel incat sa genereze un semnal PWM pe pinul D9 cu un duty cycle de 50%, avand frecventa nealterata (16MHz).
+Dar ca sa concluzionam, scurt, foarte frumos, mai facem™ :like:
+===== Download =====
+{{:pm:prj2023:alucaci:cyclocomputer_toma_bogdan_gabriel.rar|}}
+===== Bibliografie/Resurse[[http://example.com|External Link]] =====
 [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|ATmega328P Datasheet]]
 [[https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Accelerometers/RM-MPU-6000A.pdf|MPU-6050 Datasheet]]
 [[https://www.livestrong.com/article/315791-calories-burned-by-biking-uphill/#:~:text=The%20same%20person%20traveling%20at,nearly%20850%20calories%20per%20hour.|Calories burned cycling uphill]]
+[[https://keisan.casio.com/exec/system/1350958587|Cycling calories burned calculator]]
+[[https://mountainpassessouthafrica.co.za/news/facebook/item/449-conversion-table-to-ratio-to-degrees.html|Slope to degrees table]]
+[[https://www.healthline.com/health/mens-health/average-weight-for-men#average-weight-around-the-world|Average height / weight men]]
+[[https://www.healthline.com/health/womens-health/average-height-for-women|Average height / weight women]]
+[[https://www.archtoolbox.com/calculating-slope/|Slope grade formulas]]
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>