Розроблення програмного і апаратного забезпечення цифрового крокоміра на платформі Arduino і МЕМС-акселерометрі для контролю фізичної активності під час тренувань поліції: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У кваліфікаційній роботі реалізовано цифровий крокомір для контролю фізичної активності під час тренувань поліції. Пристрій побудовано на мікроконтролерній платформі Arduino Uno та 3-х осьовому акселерометрі ADXL345. Пристрій дозволяє здійснювати моніторинг фізичної активності поліцейського, обчислюючи кількість кроків, подолану дистанцію та обсяг витрачених калорій з урахуванням індивідуальних антропометричних даних. Поліцейському доступна персоналізація профілю через введення антропометричних даних. Крім того, передбачена можливість конфігурації сповіщень: можна встановити звукові та графічні індикатори, які спрацьовуватимуть при виконанні плану з енерговитрат або подоланої відстані. Пристрій підтримує подвійний вивід даних: на символьний РКД та через послідовний інтерфейс. Перелік інформації, що відображається, включає: оперативні показники: прогрес ходьби, спалені калорії та активний режим; конфігурація: параметри поліцейського (вага/зріст) та задані порогові значення для сповіщень; сервісні сигнали: попередження про досягнення встановлених обмежень. Спроєктовано принципову електричну схему та створено цифрову модель крокоміра. Процес розробки включав написання програмного коду на мові C (Arduino IDE) та побудову алгоритму функціонування. Працездатність пристрою підтверджена шляхом симуляції в середовищі Proteus VSM (ISIS), а також через тестування реального прототипу (макету). In the qualification work, a digital pedometer was implemented to monitor physical activity during police training. The device is built on the Arduino Uno microcontroller platform and the ADXL345 3-axis accelerometer. The device allows monitoring the physical activity of a police officer, calculating the number of steps, distance traveled, and calories burned, taking into account individual anthropometric data. The police officer can personalize his profile by entering anthropometric data. In addition, there is the possibility of configuring notifications: you can set sound and graphic indicators that will be triggered when the plan for energy consumption or distance traveled is fulfilled. The device supports dual data output: to the symbolic LCD and via a serial interface. The list of displayed information includes: operational indicators: walking progress, calories burned and active mode; configuration: policeman parameters (weight/height) and set threshold values for notifications; service signals: warnings about reaching set limits. A schematic electrical circuit was designed and a digital model of the pedometer was created. The development process included writing the program code in C language (Arduino IDE) and building the functioning algorithm. The device's performance was confirmed by simulation in the Proteus VSM (ISIS) environment, as well as by testing a real prototype (mockup).