Со своими прямыми обязанностями он справлялся вполне удовлетворительно, но было одно «но», и заключалось оно в том, что спидометр путался в показаниях, и следовательно, показывал разные результаты по пройденной дистанции. Если идти достаточно медленно, то спидометр вообще молчал. И решено было сделать свой спидометр с… ну вы поняли.
Как соединить тренажер и компьютер
Первое, с чего решено было начать — найти способ получать данные на компьютер. Промежуточным звеном решено было использовать плату Arduino.
Почему Arduino? Потому что под рукой нет ни чего другого подходящего.
При осмотре обнаружилось, что от тренажера к датчику идут два провода.
Чего вполне хватит, чтобы подключить его к пинам Arduino. Что и было сделано по вот такой вот схеме
На контакт A0 в зависимости от положения педалей, будет поступать сигнал разной величины.
В ходе экспериментов были перепробованы многие варианты подачи сигнала от микроконтроллера до компьютера, и в итоге остановился на таком варианте:
на компьютер безпрерывно подается символ «0», затем, когда сделан шаг на тренажере, подается «1». Следующий шаг — снова «0» и так по кругу.
int pin = A0; int ledPin = 13; int minSignal = 600; bool stateUp = false; bool lastState = false; bool oneStep = false; void setup() { pinMode(pin, INPUT); pinMode(ledPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int signal = analogRead(pin); if (signal > minSignal){ stateUp = true; } else{ stateUp = false; } if (lastState != stateUp && lastState == false){ oneStep = not oneStep; } else { } lastState = stateUp; Serial.println(oneStep); digitalWrite(ledPin, oneStep); //индикатор }
Игра
Что еще писать на pygame если не игру?
Идея
Эллиптический тренажер это имитация ходьбы на лыжах, поэтому это будет гонка лыжников. Каждый шаг, сделанный на тренажере делает персонаж в игре. Сперва хотелось сделать плавное передвижение\ускорение персонажа, но в итоге, решил отдать предпочтение точности.
Расчеты
Опытным путем было выяснено, что при «оптимальных» обстоятельствах один полный оборот равняется 4-м метрам. Это скорей всего не сколько проходит человек, а сколько прокручивается центральный диск. Просто примем это значение за аксиому.
На виртуальной трассе 1 метр равняется 1 пикселю. Т.е. каждый шаг перемещаем перснажа на 4 пикселя вперед.
Скорость будет высчитывать каждый шаг.
v = s / t
s = 4 м.
t — время одного шага.
*один шаг — полный оборот педалей.
Азарт
Да, будут графики и спидометр с таймером, но хочется духа соревнования.
А что, если соревноваться будешь не с кем-то а с самим собой, вчерашним? Сказано — сделано.
Сверху персонаж сегодняшний, снизу — вчерашний. Если быть более точным — персонаж прошлого забега но согласитесь, первый вариант звучит круче.
Технические детали
База данных
Естественно, раз нужно сохранять информацию о забегах, нужна БД. Я решил использовать mysql. В python использую библиотеку MySQLdb. В приложении за взаимодействие отвечает класс DataManger.
Схема прилагается.
сlass DataManager: def __init__(self): self.time = time self.currentTimeForLastRace = datetime.now() self.currentTime = self.time.time() self.speed = 0 self.db = MySQLdb.connect(host="localhost", user="root", passwd="root", db="skirunner", charset='utf8') self.cursor = self.db.cursor() self.isGetLastRaceSpeeds = False self.dataLastRace = [] self.lastRaceMinDate = datetime.now() self.value = 0 self.lastValue = 0 self.impulse = 0 self.isRaceStart = False self.currentRaceId = -1 self.currentDistanceId = -1 self.currentProfileId = -1 def getImpulse(self, value): self.impulse = 0 if self.time.time() - self.currentTime > RESET_SPEED_TIME: self.speed = 0 self.value = value if self.value != self.lastValue: time = self.time.time() - self.currentTime self.impulse = POWER_IMPULSE self.isRaceStart = True self.speed = STEP / time # метры в секунду self.currentTime = self.time.time() self.lastValue = self.value return self.impulse def getLastRaceDistanceAtCurrentTime(self, raceId,currentTime): lastRaceDistance = 0 dateFormat = "%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f" if not self.isGetLastRaceSpeeds: sql = """SELECT min(date) FROM runLog WHERE race_id = %s""" % raceId self.cursor.execute(sql) data = self.cursor.fetchall() for rec in data: self.lastRaceMinDate = datetime.strptime(rec[0],dateFormat) sql = """SELECT distance,date FROM runLog WHERE race_id = %s ORDER BY date DESC""" % raceId self.cursor.execute(sql) self.dataLastRace = self.cursor.fetchall() self.isGetLastRaceSpeeds = True if self.isRaceStart: time = datetime.now() - datetime.fromtimestamp(currentTime) for rec in self.dataLastRace: distance, date = rec if time <= (datetime.strptime(date,dateFormat) - self.lastRaceMinDate): lastRaceDistance = distance return lastRaceDistance
Графика
Как можно увидеть из скриншота выше, графика примитивная, но не няшность это тут главное. Для ее реализации была использована библиотека pygame. О работе с которой я уже писал.
Формы
Для форм использовал библиотеку PyQt.
class FormProfile(QMainWindow): def __init__(self): super(QMainWindow, self).__init__() uic.loadUi('%s/ui/frm_profile.ui' % DIR, self) self.cb_profile_load() self.te_newProfile.hide() self.bt_addProfile.hide() self.bt_cancel.hide() self.lb_add.hide() self.move(QDesktopWidget().availableGeometry().center() - self.frameGeometry().center()) self.connect(self.bt_ok, SIGNAL("clicked()"), self.bt_ok_clicked) self.connect(self.bt_new, SIGNAL("clicked()"), self.bt_new_clicked) self.connect(self.bt_addProfile,SIGNAL("clicked()"), self.bt_addProfile_clicked) self.connect(self.bt_cancel, SIGNAL("clicked()"), self.bt_cancel_clicked) self.connect(self.bt_graph, SIGNAL("clicked()"), self.bt_graph_clicked) def bt_ok_clicked(self): self.profileId = self.cb_profile.itemData(self.cb_profile.currentIndex()).toString() self.formDistance = FormDistance(self.profileId) self.formDistance.show() self.hide()
Мне очень понравился процесс разработки окон. Не сложнее, чем в MS studio.
Формы создал в приложении Qt 4 Creator.
Импортировал их в код
uic.loadUi('%s/ui/frm_profile.ui' % DIR, self) Связал события и методы
self.connect(self.bt_ok, SIGNAL("clicked()"), self.bt_ok_clicked) self.connect(self.bt_new, SIGNAL("clicked()"), self.bt_new_clicked) self.connect(self.bt_addProfile,SIGNAL("clicked()"), self.bt_addProfile_clicked) self.connect(self.bt_cancel, SIGNAL("clicked()"), self.bt_cancel_clicked) self.connect(self.bt_graph, SIGNAL("clicked()"), self.bt_graph_clicked) И отобразил
self.formProfile = FormProfile() self.formProfile.show() Графики
Для графиков используется библиотека matplotlib.
import matplotlib.pyplot as plt def bt_averageSpeed_clicked(self): ... plt.plot_date(dates, values,'b') plt.plot_date(dates, values,'bo') averageSpeed = len(values) > 0 and (lambda: sum(values) / len(values)) or (lambda: 0) plt.xlabel(u"Средняя-средняя скорость= %.2f м/с или %.2f км/ч" % (float(averageSpeed()),float(averageSpeed()) / 1000 * 3600)) plt.ylabel(u"Средняя скорость (м/с)") plt.title(u"График скоростей профиля %s" % dm.getProfileNameById(self.profileId)) plt.gca().xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%d/%m/%y')) plt.gcf().autofmt_xdate() plt.grid(True) plt.show() Хотелось бы заметить, что для отображения кириллицы, нужно подключить поддерживающие шрифты.
from matplotlib import rc font = {'family': 'Droid Sans', 'weight': 'normal', 'size': 14} rc('font', **font)
Чтение данных с arduino
Для этой цели использовал библиотеку serial.
Следующий код запускается в отдельном потоке.
def getDataFromSimulator(): global valueFromSimulator, isRunnig ser = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600) while isRunnig: value = ser.readline() try: valueFromSimulator = int(value) except: pass Переменная valueFromSimulator в другом потоке используется только для считывания.
Запуск двух потоков.
t1 = threading.Thread(target=main,args = (self.profileId,self.distanceId)) t2 = threading.Thread(target=getDataFromSimulator) t2.start() t1.start()
Видеодемонстрация плохого качества
Как и заказывали.
Буду рад замечаниям, критике и предложениям.
ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/217891/
Добавить комментарий