可穿戴智能感应鞋垫

鞋底由 3 部分组成，一个基础“支撑”层、传感器本身和一个上层绝缘层。

首先为鞋底制作一个模板，并帮助定位各个传感器和任何电缆连接。我建议你把它打印在一张卡片上，然后剪下来。Card 将提供一些支撑，但在您的脚下移动时保持灵活性。这里的模板适用于美国尺码 8，请根据您的鞋码缩放鞋底的长度，请参阅表格。

由于我没有打印机，我使用模板 3D 打印了一个薄的 （0.5mm） 底座，如果您想这样做，请下载 gcode 文件。对于相反的鞋底，只需镜像设计即可。

我们将使用铜带代替电线来连接我们的传感电路，因为它更薄，并且有望证明对脚下所需的弯曲和应力更坚固。

使用标记的路径将胶带直接粘贴到模板上，确保迹线不会相互接触。在传感器位置留出一些额外的胶带，以便它可以自行折叠并在下一步中连接到导电传感材料上。

传感器是使用 Velostat 制成的。Velostat 是一种导电材料，其电阻会随着弯曲或压缩而变化。它可以以薄至 0.1 毫米厚的片材购买，并且比类似用途的传感器便宜得多，因此它是可穿戴项目/小工具的绝佳选择。

测量和切割小方块/圆形材料（每个传感器一个）。我选择方块是为了减少浪费，但在这个阶段真的不是太重要，因为我们稍后会校准我们的传感器。

使用上一步中的铜带将每个方块的材料固定在模板上，确保各个传感器不会相互接触或任何相邻的铜迹线

将一些细线直接焊接到鞋底后跟的铜带上，这将用于将每个传感器的数据传输到微控制器。电线需要足够长才能到达连接到靴子外部的微控制器。使用热胶固定到位，并修剪掉多余的铜带。

我们将测量夹在两层铜带之间的 Velostat 上的电阻，因此重要的是我们在第一层上对除 Velostat 之外的所有部件进行绝缘。为此，请使用电工胶带遮盖每个传感器位置除一小块空间之外的所有空间。重要的是，这一层很薄，这样才能将尽可能多的重量从脚转移到传感材料。

使用热胶固定到位。

顶层用于为每个传感器提供电压。由于我们将为每个传感器提供相同的电压，因此我们可以将它们并联连接。将铜胶带贴在每个传感器位置上，确保它们相互接触，并且胶带向脚跟延伸。

修剪延伸到模板之外的任何多余铜带。

将一根电缆焊接到脚跟后面的某个点。该电缆的长度也必须足够长，以便到达启动器外侧的微控制器。用热胶固定焊接连接，以防止其随着时间的推移而脱落。

在这个项目中，我们将使用 ESP32 微控制器，因为它有大量的模拟输入以及蓝牙和 WiFi 连接。将单根电线连接到微控制器，如原理图所示。使用验证板将电路占用的空间降至最低，请记住，完成后它都需要连接到靴子的外部。或者，您可以将电缆连接到口袋或背包中，但尽量不要让它们妨碍您正在做的事情！

电路的电源来自连接到 ESP32 VIN 的 7.4V 锂聚合物电池。

开关和 LED 可以省略，但如果您确实包含它们，它们将使最终产品更易于使用。

可选：连接 MU-6050 以启用对加速度、俯仰、偏航和角色的监控，我希望在本项目的未来版本中进一步开发这些信息。

您可以将所有这些易碎的电子设备和沉重的电池直接绑在腿上或脚踝上，但更好的方法（至少对于滑雪来说）是将其固定在靴子上。如果您可以使用 3D 打印机，请下载 STL 文件并为每个传感器打印外壳和盖子。将电子元件和电池放在外壳内，必要时用热胶固定，并确保您仍然可以接触到电池连接器，因为这些连接器将用于以后的充电。

下载最新的 Arduino IDE 和最新的 Arduino sketch，可通过以下链接找到：

左传感器/右传感器

确保您已安装以下库。如果没有，可以使用 Arduino IDE 中的库管理器安装这些。较新的版本可能有效，但尚未经过测试。

布林克 v0.6.1 WiFi v1.2.7

如果开发板管理器中缺少 ESP32，请在首选项窗口中将以下地址添加到备用开发板管理器 URL 中：

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.js...

在 Arduino IDE 中打开 sketch。更改下面显示的 3 行以反映您自己的 WiFi 凭据和 Blynk 身份验证令牌（请参阅 Blynk 应用程序部分以找到此部分）。

您的 WiFi 凭证。 将 password 设置为 “” 表示开放网络。 char ssid[] = “您的 WIFI SSD 在这里”; char pass[] = “您的 WIFI 通行证在这里”;

您应该在 Blynk 应用程序中获取 Auth Token。 转到 Project Settings（项目设置）（螺母图标）。 char auth[] = “您的身份验证令牌在这里”;

上传之前，请确保您的 Board 设置与屏幕截图中的设置相匹配。

要排除任何故障，请在 ESP32 连接到 PC 后，使用 Arduino IDE 中的串行监视器来帮助诊断。

可以使用 Blynk Web 应用程序通过 WiFi 监控传感器。Blynk 是一个免费用于原型设计/非商业用途的 IoT 平台。

首先从 Android Play 或 Apple App Store 下载 Blynk。

创建一个帐户并从应用程序内扫描上面的二维码。

在项目设置下，通过电子邮件向您的帐户发送或使用 Copy all 功能找到项目 Auth Token。

将身份验证令牌复制到 android 草图，上传，您应该很高兴！

请注意： 要在外出时连接到设备，我建议您将手机设置为 WiFi 热点，并更改草图中的配置以匹配。ESP32 确实具有蓝牙功能，这将是一种更好的通信形式，并且功耗显着降低。目前 Blynk 中的蓝牙支持还很粗略，但随着开发过程中的开发，请关注这个空间！

小心地将鞋垫滑入现有衬垫顶部的靴子底部，沿着后边缘将电缆沿着靴子和靴子外铺设。将发射器单元夹在滑雪靴的电源带上。

现在安装了鞋垫，它们几乎可以使用了！剩下的就是校准，这是在每次使用前自动完成的。只需将脚抬离地面并使用开关打开电源。校准完成后，LED 将闪烁绿色。为了准确测量角度，请确保靴子也与您的另一只脚处于相同的俯仰、偏航和滚动。

您可以随时在应用程序中通过点击设置选项卡下的校准按钮来重新校准。

如果您想同时监测双脚，您显然需要另一个传感器，重复上述步骤，记住相应地反转模板并上传相应的草图。