用Raspberry Pi和SensorMedal制作IoT跳繩設(shè)備：用跳繩測(cè)試儀解決運(yùn)動(dòng)不足問(wèn)題！

大家好，我是吉田！

隨著在室內(nèi)度過(guò)的時(shí)間越來(lái)越多，我趁機(jī)制作了各種旨在解決運(yùn)動(dòng)不足問(wèn)題的項(xiàng)目。這次為大家介紹的項(xiàng)目是把在家中也能輕松使用的健身器材“跳繩”數(shù)字化，并將其與物聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)。還會(huì)用小型Raspberry Pi Zero和ROHM傳感器來(lái)創(chuàng)建一個(gè)激勵(lì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)制，這樣就可以開(kāi)心地享受運(yùn)動(dòng)了！

本部分的流程

讓跳繩數(shù)字化

制作跳繩設(shè)備所需的部件

跳繩設(shè)備的功能和可以學(xué)到的知識(shí)

總結(jié)

1. 讓跳繩數(shù)字化

我認(rèn)為跳繩其實(shí)是一種非常有效的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)衡量運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的代謝當(dāng)量METs（以靜息時(shí)的運(yùn)動(dòng)量為1METs，表示相當(dāng)于靜息時(shí)的多少倍的單位）進(jìn)行比較，可以看到跳繩的運(yùn)動(dòng)量為8.8?10.0 METs，超過(guò)慢跑的8METs。

例如，一個(gè)體重60公斤的人跳繩30分鐘（每分鐘約100次）時(shí)，消耗的卡路里約為270大卡，與慢跑5公里差不多（參考注釋*1的公式）。而且，跳繩不怎么占空間，即使下雨也可以在室內(nèi)跳繩，可以說(shuō)是一項(xiàng)非常有效的運(yùn)動(dòng)，不是嗎？

（＊ 1 消耗的卡路里 (kcal) = METs * 體重kg * 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 * 1.05）

可能前言有點(diǎn)長(zhǎng)，還請(qǐng)諒解。我希望借助物聯(lián)網(wǎng)的力量讓具有這些優(yōu)點(diǎn)的跳繩運(yùn)動(dòng)變得既方便又有趣。使用在此前的連載中也一直大顯身手的羅姆SensorMedal，可以測(cè)量很多種項(xiàng)目。將其與Raspberry Pi相結(jié)合，可以創(chuàng)建很多可以讓作品妙趣橫生的功能。

關(guān)于跳繩，我列出了一些通過(guò)傳感器可以檢測(cè)的項(xiàng)目以及可以變得更方便的項(xiàng)目。

為了測(cè)量加速度，我們使用羅姆的SensorMedal-EVK-002它體積小巧，還可連接BLE。由于SensorMedal內(nèi)置了可按以下方向測(cè)量加速度的傳感器 (KX126-1063)，因此，我想用它來(lái)測(cè)量x、y、z軸方向的加速度，以及跳躍次數(shù)和跳法。

※摘自SensorMedal的用戶手冊(cè)

2. 制作跳繩設(shè)備所需的部件

下面列出了制作跳繩設(shè)備所需的部件。第一部分所需部件包括附在跳繩上用來(lái)進(jìn)行測(cè)量的SensorMedal，還有用來(lái)接收SensorMedal的數(shù)據(jù)并顯示次數(shù)等信息的Raspberry Pi zero。另外，還包括可與Raspberry Pi 4連接的稍大液晶顯示器，它將有助于激勵(lì)您堅(jiān)持享受跳繩運(yùn)動(dòng)。

跳繩部分：

■ 跳繩

對(duì)跳繩沒(méi)有格外要求，最好是手柄較粗較長(zhǎng)的跳繩，這樣更容易操作。

■ 羅姆 SensorMedal-EVK-002

配備了6個(gè)傳感器、可使用BLE無(wú)線通信功能的傳感器評(píng)估套件

■ Raspberry Pi zero（Raspberry Pi Zero W）

小型Raspberry Pi

■ 超大型四位LED顯示套件 或 FOUR LETTER LED PHAT

■ 鋰聚合物電池（860mAh）

小型可充電電池

液晶顯示部分：

■ Raspberry Pi4（Raspberry Pi ４Model B）

Full Size，4GB內(nèi)存Raspberry Pi

■ 液晶顯示器 3.5英寸液晶 或 7英寸液晶顯示器

3.5英寸液晶顯示器

7英寸液晶顯示器

■ 移動(dòng)電源和外飾件可在百元店等渠道采購(gòu)

這些部件備齊后，就可以著手制作跳繩設(shè)備了。

３. 跳繩設(shè)備的功能和可以學(xué)到的知識(shí)

跳繩設(shè)備大致分為兩部分，一部分是可以計(jì)算次數(shù)的跳繩部分，另一部分是可以提供結(jié)果并進(jìn)行有趣顯示的液晶部分。下面列出了該作品可以實(shí)現(xiàn)的功能：

跳繩部分：

在跳繩部分設(shè)置連接BLE的SensorMedal

通過(guò)SensorMedal的加速度傳感器對(duì)跳躍次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)

將傳感器信息BLE傳輸給Raspberry Pi Zero

在四位LED上顯示跳躍次數(shù)等數(shù)據(jù)

液晶顯示部分：

在Raspberry Pi側(cè)，根據(jù)來(lái)自傳感器的跳躍次數(shù)、時(shí)間和跳繩次數(shù)等信息，計(jì)算移動(dòng)距離和所消耗的卡路里等

在與Raspberry Pi相連接的液晶顯示器上顯示各種信息

將跳繩歷史數(shù)據(jù)保存在Google Drive中，可保存截至目前跳過(guò)的時(shí)間、次數(shù)、距離等數(shù)據(jù)

將跳繩歷史數(shù)據(jù)保存在Google Drive中，可保存截至目前跳過(guò)的時(shí)間、次數(shù)、距離等數(shù)據(jù)

增加可以幫助您長(zhǎng)期堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)的有趣機(jī)制，比如根據(jù)跳躍次數(shù)和距離計(jì)算出的結(jié)果相當(dāng)于您達(dá)到東海道五十三次徒步的程度等

液晶顯示部分

跳繩設(shè)備

SensorMedal的基本使用方法請(qǐng)參考這里的ROHM資料。經(jīng)由BLE與Raspberry Pi連接的“bluepy”庫(kù)，請(qǐng)參閱“用Raspberry Pi和傳感器制作‘可自動(dòng)營(yíng)造舒適空間的裝置’ 第二部分”導(dǎo)入。

另外，我還使用了在Github上的一個(gè)方便程序來(lái)顯示來(lái)自SensorMedal的值。請(qǐng)下載下來(lái)體驗(yàn)一下。這樣就可以從SensorMedal中獲取加速度（x軸、y軸、z軸）和步數(shù)值了。

通過(guò)制作這款設(shè)備，您可以學(xué)到的關(guān)于傳感器和硬件的知識(shí)如下：

可以學(xué)到的知識(shí)

使用BLE與Raspberry Pi進(jìn)行無(wú)線連接

通過(guò)加速度傳感器對(duì)跳躍次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)

7段LED的顯示方法

將數(shù)據(jù)上傳到Google Drive

與LINE Messaging API連接的方法和信息發(fā)送方法

Raspberry Pi桌面應(yīng)用的創(chuàng)建方法

4. 總結(jié)

在這次連載中，我們將制作一個(gè)旨在解決運(yùn)動(dòng)不足問(wèn)題的數(shù)字化跳繩設(shè)備。我希望通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)這個(gè)能夠在不受意外和場(chǎng)所限制的情況下愉快地堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)的機(jī)制。

我還會(huì)為大家介紹檢測(cè)跳躍次數(shù)所需的加速度傳感器和捕捉跳法等相關(guān)的內(nèi)容。而且，為了增加堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，我還希望通過(guò)將檢測(cè)結(jié)果保存在Google Drive中用來(lái)查看，或?qū)⒔Y(jié)果發(fā)送到LINE，讓這個(gè)作品成為有助于堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)、有助于解決運(yùn)動(dòng)不足問(wèn)題的作品。

從第二部分開(kāi)始，我們將開(kāi)始實(shí)際制作這款“跳繩設(shè)備”，敬請(qǐng)期待！

審核編輯黃宇