LusoRobótica - Robótica em Português

Robótica => Projectos de robótica => Projectos em desenvolvimento => Tópico iniciado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 20:59

Título: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 20:59
Boas,
Depois de ver vários vídeos e de procurar ideias lembrei-me de uma que não sei se já existe. Antes de mais, este projecto é para participar num concurso no próximo ano lectivo.

A minha ideia era criar umas sapatilhas "inteligentes" com as quais fosse possível obter a localização das mesmas através de um módulo gps. As tais sapatilhas podem ser úteis para, por exemplo, os pais controlarem em tempo real a localização dos filhos.

Estava a pensar utilizar um módulo gps e um gsm. O módulo gps dava os valores de velocidade, as horas, e as coordenadas e através do módulo gsm podia enviar essa informação para o telemóvel dos pais caso estes enviem uma mensagem para o cartão que está inserido na sapatilha.

Para além disto estava a pensar colocar outras funcionalidades. Estava a pensar utilizar um cartão sd para guardar as coordenadas a cada 30 segundos por exemplo e incluir um módulo Xbee para depois conectar as sapatilhas ao computador sem o uso de fios (é obrigatório que aqui use a tecnologia wireless) e através de uma aplicação que pretendo criar mostrar o percurso que fiz durante o dia inteiro, os kms que percorri, a velocidade média, entre outras coisas.

O resto das funcionalidades que vou incluir ainda não sei, mas pretendo incluir mais algumas.

A electrónica toda iria ficar na sola da sapatilha. Como projecto secundário pretendia utilizar o movimento da sapatilha para recarregar a bateria da mesma, mas isto não é um must.

A minha dúvida prende-se essencialmente com a comunicação com o computador. Eu não queria estar a usar outro dispositivo para receber as informações da sapatilha e enviar para o computador, pretendia utilizar o wireless do computador para conectar com o Xbee da sapatilha, mas não sei se isto é possível. Ainda não pesquisei sobre o assunto, mas vou pesquisar, no entanto se alguém souber de algum projecto parecido ou se alguém souber de outra forma de fazer a comunicação com o computador sem a utilização de fios... Se calhar por bluetooth?


Acham o projecto exequível?


Cumprimentos
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: kast em 23 de Julho de 2012, 21:14
Nao me parece muito dificil .... mas acho que vai ser uma bota em vez de uma sapatilha devido ao tamanho.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: dropes em 23 de Julho de 2012, 21:19
Gostei bastante da ideia e pareceu-me original, creio que tinha visto um projecto parecido já comercializado mas com um telemóvel, relógio ou pulseira, já não estou bem certo.
O uso do GSM vai transmitir em tempo real a posição das sapatilhas, infelizmente isso paga-se a cada envio, mas como só é transmitido a pedido dos pais, talvez não seja por aí além, até porque os pais só adquirem tal sistema por desconfiança dos filhos faltarem às aulas, saírem da escola sem permissão ou serem raptados.

Também gostei do modo carregamento, não sei se isso é possível com um piezo especifico...

Talvez a única restrição que veja seja a de receção do sinal de GPS, pois a captação tem de estar livre de obstáculos, ao usar na pala talvez resulte já que a antena é pequena.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 21:27
Pois, é uma questão de fazer os testes. Em relação à comunicação com o computador, como é que farias?
O concurso é sofre radiofrequências, daí o modo de comunicação com o computador ter de ser sem fios.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 21:32
Quanto ao tamanho, eu penso que caberá tudo numa sapatilha, tem é de ter a sola grossa, e para além disso posso colocar algumas peças por dentro do tecido nas laterais da sapatilha também.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: amando96 em 23 de Julho de 2012, 21:35
Isso não deve ser para durar muito, 70Kg sempre em cima, água, pó, calor...
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: kast em 23 de Julho de 2012, 21:38
Bom ... recordo me de ver um filme ainda ha pouco tempo sobre algo parecido, no entanto creio que era um relogio/consola.

Hoje em dia ha software para telemovel que faz isso e mais.

Fiz uma coisa parecida (gps+gsm) mas o objectivo era um alarme para um automovel.

Quanto ao tamanho acho que nao estas a ver bem ... mas boa sorte e vai postando os resultados !
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 21:47
O peso penso que não vá ser problema, posso colocar os componentes todos ou a maior parte dentro de uma caixa resistente e depois colocar a caixa dentro da sapatilha.
Não estou bem a ver o tamanho dos componentes, mas penso que o que ocupará mais espaço será o módulo gsm. O arduino visto que estou a pensar montar um e dispor tudo da forma que mais me convém não ocupará muito espaço em altura. O gps é pequeno.

Quanto à comunicação, vou mesmo fazer por bluetooth. Pensava que era mais complicado, mas até é relativamente simples visto que o computador comunica via serial.

O projecto não é para já, mas quando as aulas começarem começo a comprar o material :D
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: dropes em 23 de Julho de 2012, 21:54
Preços pela Sparkfun:

O modulo Xbee anda pelos 23€, seriam necessários 2.
http://www.sparkfun.com/products/8664 (http://www.sparkfun.com/products/8664)
Outra opção seriam uns módulos de transmissão de dados mais baratos RFM12B por 7€ cada.
http://www.sparkfun.com/products/9582 (http://www.sparkfun.com/products/9582)
O modulo GPS é um pouco caro, o mais barato que encontrei é de 12 canais por 40€.
http://www.sparkfun.com/products/10919 (http://www.sparkfun.com/products/10919)

Teria de ser tudo hermético e suportar pressões... é um projecto ambicioso com a duração de alguns meses, não é fácil nem barato mas exequível.

ps: nada de arduinos e shields
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 22:12
Preços pela Sparkfun:

O modulo Xbee anda pelos 23€, seriam necessários 2.
http://www.sparkfun.com/products/8664 (http://www.sparkfun.com/products/8664)
Outra opção seriam uns módulos de transmissão de dados mais baratos RFM12B por 7€ cada.
http://www.sparkfun.com/products/9582 (http://www.sparkfun.com/products/9582)
O modulo GPS é um pouco caro, o mais barato que encontrei é de 12 canais por 40€.
http://www.sparkfun.com/products/10919 (http://www.sparkfun.com/products/10919)

Teria de ser tudo hermético e suportar pressões... é um projecto ambicioso com a duração de alguns meses, não é fácil nem barato mas exequível.

ps: nada de arduinos e shields

Em relação à transmissão estava a pensar em bluetooth por dar para comunicar com qualquer computador sem o uso de mais equipamento.
Em termos de custos penso que terei um orçamento de 200 euros.
Sim, estava a pensar fazer um breaduino por poder arrumar os componentes da forma que quiser e diminuir o espaço.

Falta ainda o módulo para o cartão micro sd e o módulo gsm.

Quanto ao módulo bluetooth estava a pensar neste, apesar de ser um pouco caro:
http://www.sparkfun.com/products/10269 (http://www.sparkfun.com/products/10269)

E o módulo SD:
http://www.sparkfun.com/products/544 (http://www.sparkfun.com/products/544)
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: poliveira1978 em 23 de Julho de 2012, 22:18
há um projecto semelhante de um professor da UBI (dá as cadeiras de arquitectura de computadores I e II). Neste caso é uma mochila com gps e acelerómetros que dá indicações ao seu portador. Foi desenvolvida para que pessoas com cegueira pudessem fazer jogging de forma mais ou menos autónoma.
mais informação no link http://www.jornaldofundao.pt/noticia.asp?idEdicao=105&id=6723&idSeccao=981&Action=noticia (http://www.jornaldofundao.pt/noticia.asp?idEdicao=105&id=6723&idSeccao=981&Action=noticia)
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: amando96 em 23 de Julho de 2012, 22:19
a caixa seria de quê? tinha de ser aço, mas a sola de uma sapatilha não é rigida, dobra com o andar, só estivesse mais concentrado na parte do calcanhar.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: senso em 23 de Julho de 2012, 22:32
Estás a esquecer-te do essencial, de baterias!
Precisas de baterias e de ter meio de as carregar.

Esse projecto parece interessante, e muito ambicioso, mas vejo muito trabalho pela frente para ser bem feito, porque sapatilhas estão sujeitas a muito calor, humidade, pó, e acima de tudo, aceleração e desaceleração constante, assim como vibração, muita vibração que é boa para desoldar componentes.

Para conseguires meter isso tudo dentro de uma sola, vais ter de usar componentes SMD e um pcb feito á medida para a sapatilha, e se possivel, com plástico injectado a toda a volta, para proteger mais a placa.

Eu mandaria os Xbee embora e usava bluetooth, assim ganhas interface directo com pc's e telemoves/smartphones/tablets/portateis, é win-win, pois é muito simples de implementar, já que tens módulos prontos a usar de muito reduzidas dimensões, são simples de usar, é basicamente uma porta serial sem fios, e tens um largo suporte nativo em milhares de dispositivos.

Parecido ao que queres fazer, tens a pulseira Nike Fuel, tens aqui um teardown de uma, que aconselho a ver:
Nike+ Fuelband teardown (http://www.youtube.com/watch?v=7xdajSS_cOU#ws)

E tambem umas sapatilhas da Nike, assim como o resto do line-up:
http://nikeplus.nike.com/plus/products/ (http://nikeplus.nike.com/plus/products/)

Como podes ver, o que queres fazer, já existe em formato relógio, provavelmente porque meter isso numas sapatilhas é muito limitativo, pois umas sapatilhas não duram uma vida e porque podes ter mais que um par delas.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 22:42
a caixa seria de quê? tinha de ser aço, mas a sola de uma sapatilha não é rigida, dobra com o andar, só estivesse mais concentrado na parte do calcanhar.

Era para não deformar os componentes, mas não vai funcionar assim... Se calhar coloco varias caixas assim a sola dobra sem problemas e as placas não se deformam.

Estás a esquecer-te do essencial, de baterias!
Precisas de baterias e de ter meio de as carregar.

Esse projecto parece interessante, e muito ambicioso, mas vejo muito trabalho pela frente para ser bem feito, porque sapatilhas estão sujeitas a muito calor, humidade, pó, e acima de tudo, aceleração e desaceleração constante, assim como vibração, muita vibração que é boa para desoldar componentes.

Para conseguires meter isso tudo dentro de uma sola, vais ter de usar componentes SMD e um pcb feito á medida para a sapatilha, e se possivel, com plástico injectado a toda a volta, para proteger mais a placa.

Eu mandaria os Xbee embora e usava bluetooth, assim ganhas interface directo com pc's e telemoves/smartphones/tablets/portateis, é win-win, pois é muito simples de implementar, já que tens módulos prontos a usar de muito reduzidas dimensões, são simples de usar, é basicamente uma porta serial sem fios, e tens um largo suporte nativo em milhares de dispositivos.

Parecido ao que queres fazer, tens a pulseira Nike Fuel, tens aqui um teardown de uma, que aconselho a ver:
Nike+ Fuelband teardown (http://www.youtube.com/watch?v=7xdajSS_cOU#ws)

E tambem umas sapatilhas da Nike, assim como o resto do line-up:
http://nikeplus.nike.com/plus/products/ (http://nikeplus.nike.com/plus/products/)

Como podes ver, o que queres fazer, já existe em formato relógio, provavelmente porque meter isso numas sapatilhas é muito limitativo, pois umas sapatilhas não duram uma vida e porque podes ter mais que um par delas.

Obrigado pela resposta senso. Sim, vou utilizar bluetooth, não fazia ideia que era tão simples de usar.
Sim, a ideia era fazer um pcb à medida :)
O projecto tem a duração de um ano lectivo, portanto tenho tempo para pensar bem em tudo.
Vou ver o link e o vídeo que postaste.

Obrigado
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: PDI em 23 de Julho de 2012, 22:54
Os sapatos já foram até ficção, ;D ;D

http://devoltaasuainfacia.blogspot.pt/2012/06/agente-86-inesquecivel.html (http://devoltaasuainfacia.blogspot.pt/2012/06/agente-86-inesquecivel.html)

http://www.sobrecarga.com.br/node/view/7641 (http://www.sobrecarga.com.br/node/view/7641)

Desculpem o off-topic.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 22:57
xD

Senso, tinha-me esquecido de responder à questão das baterias. Não tenho noção do consumo, mas depois de montar tudo na breadboard vejo mais ou menos que bateria vou usar ou quantas em série.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: amando96 em 23 de Julho de 2012, 23:01
Provavelmente terás de ir para umas de lítio, 3.7v a 180mA são minúsculas, gps e bluetooth querem muito sumo, mas pelo que percebo não seram feitas leituras constantes.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 23 de Julho de 2012, 23:06
Depende, o bluetooth só vai ser utilizado para transferir a informação que a sapatilha tem para o pc e o gps vai estar a gravar uma nova localização no cartão sd de 30 em 30 segundos ou de 1 em 1 minuto.
Pois, agora que se tocou nesse assunto, acho que esse é um dos grandes problemas, não sei quanto tempo a bateria irá durar, mas tem de durar no mínimo 10 horitas.
Mas se não durar não há crise, o importante é mostrar a funcionar na altura de apresentação.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: senso em 24 de Julho de 2012, 13:23
O cartão SD parece-me um erro, a não ser que não seja para ser amovivel, mas para isso, usas uma flash ou até mesmo uma eeprom i2c, mas compras umas flash de 16Mbits por 2-3€ e é bem mais pequena que um cartão SD, ou então FRAM.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 24 de Julho de 2012, 13:40
Sim, o micro SD era para ser amovível. Pensei em SD por ser mais fácil para mim, visto que ainda estou a aprender muita coisa. Pelo que estive a ver as I2CEEPROM são simples, mas mesmo assim acho que me dá mais trabalho que com um micro SD, visto que para o micro SD já há bibliotecas.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: Sérgio_Sena em 24 de Julho de 2012, 13:54
Sim, o micro SD era para ser amovível. Pensei em SD por ser mais fácil para mim, visto que ainda estou a aprender muita coisa. Pelo que estive a ver as I2CEEPROM são simples, mas mesmo assim acho que me dá mais trabalho que com um micro SD, visto que para o micro SD já há bibliotecas.


Já tens bibliotecas para EEPROM/FLASH de I2C. Há imensa coisa já feita, pois é um método de guardar informação bastante mais antigo que o SDcard.

O SDcard pode dar-te a vantagem de poderes levar par ao computador e este abrir uma drive, mas para isso tens que fazer com que o Microcontrolador te guarde a informação em FAT16/32, para poder ser lida no PC.
Poderá ser overkill, mas ao mesmo tempo muito mais prático e transportavel do que fazer funções no micro e interface no PC para receber a informação. E depis carregar por ex.: excel.

Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: senso em 24 de Julho de 2012, 14:09
A questão é que para ter um microSd precisa de um buraco/corte/slot para poder aceder, e ou é um buraco que fica para o mundo exterior ou é interior, e cartão SD com chulézinho não me parece muito apetecivel de se andar a meter e tirar todos os dias.

Isso de usar uma flash ou eeprom é muito simples, o essencial é definir uma boa estrutura de dados, depois de teres isso bem pensado é só fazer writes para o que quer que seja de várias estruturas e está feito, e a leitura fazes igual, e para meter no pc, dump via bluetooth.

Quanto a baterias, eu nunca usaria baterias LiPo numas sapatilhas, pressão e calor, podem tornar-se nuns aquecedores/incendios, precisas de uma tecnologia mais estavel, talvez Li-on ou LiFePO4 que são mais bem comportadas que as LiPo, para carregar a bateria, acho que seria interessante pensar em transmissão de energia sem fios, com um par de bobines, para ter o módulo de eletrónica totalmente isolado e selado.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 24 de Julho de 2012, 18:52
Obrigado pelas opiniões.
Eu ia optar pelo sd pela simplicidade utilizando a biblioteca para o efeito (acho que até já vem com o IDE).
E depois em termos de organização, sendo o sistema de ficheiros FAT iria ser mais fácil para mim, visto que nunca trabalhei com EEPROMs. Mas sim, para o que preciso basta uma EEPROM... Acho que vou comprar as 2 coisas e experimento a EEPROM, se me der bem uso.

Estive a ver este tutorial:
http://lusorobotica.com/index.php?topic=461.0 (http://lusorobotica.com/index.php?topic=461.0)

Percebi perfeitamente, no entanto ainda tenho algumas dúvidas, mas claro que algumas só experimentando.
Uma das dúvidas são os endereços... Pelo que percebi em cada endereço podemos guardar 1 byte certo?
E com a EEPROM do tutorial podemos quardar até 32Kbytes. Sendo assim para guardar uma coordenada, como é que conseguirei guardar um valor decimal? Pelo que percebi nesses 32k endereços apenas posso guardar números inteiros de 0 a 255. Sendo que as coordenadas GPS são valores decimais como é que faço?
Uma alternativa era guardar os graus num endereço, os minutos noutro e os segundos noutro...

A minha opinião é que as EEPROM são mais trabalhosas, mas sem dúvida que para o que quero ficará melhor.


Cumprimentos.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: senso em 24 de Julho de 2012, 22:15
Como é que representas um float em bytes, é que um atmega a ram é de 8bits e cada endereço só consegue guardar um valor entre 0 e 255, simplesmente usas sistemas de representação, um float por exemplo são 4 bytes, dai eu ter dito, primeiro e acima de tudo tens que definir as estruturas de dados, afinal, como é que estás a pensar guardar dados no SD, é que o cartão SD tambem é enderaçado ao byte se não estou em erro, e em blocos de 512bytes, se quiseres guardar um valor decimal/float tens o mesmo problema, a solução mais simples e mais unix-minded é representar tudo em ASCII, com uma flash de 16Mbits deve dar bem para 10h de dados.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 24 de Julho de 2012, 23:30
Acho que EEPROM ou SD vai dar ao mesmo. Se calhar SD dá menos trabalho, mas penso que para o que quero EEPROM é melhor.
Posso usar 3, uma para cada variável (latitude, longitude e altitude) e depois ainda vou acrescentar outra que vai conter algumas definições.
Se guardar os graus, minutos e segundos em 3 bytes e for repetindo para cada EEPROM e se na outra EEPROM reservar uns 4 bytes (penso que deve chegar) para escrever o número de leituras que fiz penso que será simples programar quando for a altura de transferir a informação para o pc.

Bem, acho que é uma questão de experimentar agora...

Vou pesquisar sobre as flash.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: amando96 em 25 de Julho de 2012, 00:00
Podes multiplicar o float por 100 ou 1000, dependendo das casa decimais e guardas como long, depois divides e tens o float de volta.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 25 de Julho de 2012, 00:24
Vai dar ao mesmo, depois de multiplicar se o valor não ficar entre 0 e 255 vou ocupar mais bytes para o guardar não é?

Estou ancioso para começar a trabalhar nisto :D
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: senso em 25 de Julho de 2012, 01:27
Sabes o que é uma estrutura de dados?Um struct em C?

Crias um bixinho desses e fazes uma união com um array de caracteres, assim tens floats, chars, ints, boleanos, seja o que for na estrutra, e depois tens a representação em char/binário na união, para guardar um pacote de dados é só escrever sequencialmente o array de chars na eeprom e está feito, para ler, lês da memória, metes no array de chars e a estrutura fica preenchida auto-magicamente(lol).

Para saberes quantas estruturas de dados tens dentro da memória, tens várias opções, a mais simples é usar a primeira posição(endereço 0) da memória como contador, ou então, uma lista ligada que estando a trabalhar com estruturas é só ter como ultimo elemento um ponteiro para a próxima estrutura, até que na ultima estrutura escrita esse ponteiro é NULL(podes usar um qualquer outro numero "mágico", mas NULL é tipo o standart para estas coisas, para evitar alguns problemas com numeros "mágicos").

Dai te ter dito, primeiro define em papel e caneta/lápis a tua estrutura de dados, depois é que passas para código, pensar antes de começar a programar para não fazer um taça de esparguete que não tem ponta por onde se pegue passado 3 dias.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 25 de Julho de 2012, 14:49
Acho que percebi mais ou menos o que disseste, mas nunca tinha ouvido falar nisso.
Vou pesquisar sobre isso, obrigado.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: Marvin em 25 de Julho de 2012, 14:57
Dai te ter dito, primeiro define em papel e caneta/lápis a tua estrutura de dados, depois é que passas para código, pensar antes de começar a programar para não fazer um taça de esparguete que não tem ponta por onde se pegue passado 3 dias.

Isto serve para praticamente qualquer desenvolvimento e é um dos melhores conselhos que se pode dar a qualquer pessoa: Planear antes de desenvolver!. Escrevam isto num quadro e ponham bem visivel na vossa area de desenvolvimento.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: zordlyon em 25 de Julho de 2012, 15:28
Sim concordo plenamente também...mas para quem nunca lidou com estruturas, lidar com listas ligadas não é de todo trivial...
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: senso em 25 de Julho de 2012, 15:29
Tem um ano para aprender, um projecto dessa envergadura, vai ter de aprender muitas coisas novas, e aprender é o que tem piada.
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: zordlyon em 25 de Julho de 2012, 15:41
Tem um ano para aprender, um projecto dessa envergadura, vai ter de aprender muitas coisas novas, e aprender é o que tem piada.

True Story...
Título: Re: Sapatilha inteligente
Enviado por: rglove em 25 de Julho de 2012, 15:53
Sim, primeiro tenho de escrever tudo num papel e organizar as ideias...
Claro, o objectivo é aprender coisas novas, sem dúvida que aí é que está a piada!