Проекты

Разработка тренажера реакции

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Программирование, Инженерия
Авторы работы: ГБОУ Бауманская инженерная школа № 1580
Предметы: Физика, Информатика, Черчение
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Целью проекта является разработка недорогого аналога тренажёра реакции, пригодного для индивидуального и группового использования, с простой настройкой, состоящего из беспроводных кнопок, которые можно поставить на пол либо прикрепить к цилиндрической поверхности обычного спортинвентаря (шведская стенка, брусья, турник и т. д.), количество которых можно легко регулировать от 2 до 30 штук.

Также тренажёр будет иметь возможность настройки программы тренировки владельцем без ручной перепрошивки компонентов и функцию сохранения и визуализации результатов.

Описание

Было принято решение построить тренажёр на базе микроконтроллера Arduino pro mini, который удовлетворяет всем требованиям, а также имеет оптимальный размер и минимальную стоимость из подходящих микроконтроллеров.

Разработанный тренажёр состоит из двух частей: главного блока и кнопок. Настройка главного блока происходит с помощью телефона через bluetooth, а связь главного блока с кнопками осуществляется через радиоканал.

Информационный обмен главного блока с телефоном и кнопками организован следующим образом:

  • 1. Tелефон посылает строку с настройками. Получив строку, главный блок ждёт строки «Старт». После её получения начинается тренировка.
  • 2. Для связи с кнопками главный блок посылает по каналу, к которому подключены все кнопки, пакет данных, содержащий номер кнопки и номер режима работы. Кнопка, которой предназначено сообщение, активируется и после срабатывания (нажатия) посылает обратно время задержки.
  • 3. Получив ответ о нажатии на кнопку, главный блок отправляет телефону информацию о времени нажатия кнопки и активирует следующую кнопку. И так до конца последовательности.
  • 4. Когда пользователь нажмёт на последнюю кнопку, главный блок оповестит пользователя о завершении тренировки.

Результат

  1. Проанализирована предметная область.
  2. Проанализирован рынок микроконтроллеров.
  3. Разработаны принципиальные схемы главного блока и кнопки.
  4. Разработаны протоколы связи между телефоном и блоком, между кнопкой и главным блоком.
  5. Написаны программы управления главного блока и кнопок.
  6. Написано приложение для телефона.
  7.  Напечатан корпус кнопок.
  8. Созданы печатные платы.

 

Создан действующий прототип из 5 кнопок с ручной настройкой последовательности срабатывания.

Оснащение и оборудование

Электронные компоненты, 3D-принтер, паяльное оборудование, компьютер.

Перспективы использования результатов работы

Доработка оборудования и начало продажи.

Награды/достижения

Научно-инженерный конкурс «Учёные будущего» − 3-е место.

Конференция «Наука для всех» − победитель.

МГК – победитель районного тура