鞋载跑步距离追踪器

HIPEC王子🤴殿下🐲
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发布时间: 2025-11-01 18:35:20 | 阅读数 0收藏数 0评论数 0
Arduino
Arduino
3D打印
Arduino Nano
OLED
封面
跑步者通常不仅需要追踪总跑步里程，还需要记录每双鞋的跑步距离（以便知晓何时更换鞋子），本项目旨在解决这一数据追踪问题。这是一款鞋载距离追踪器的基础原型 —— 受时间限制，它略显笨重，且距离需通过按钮手动输入。未来更具市场潜力的版本需做得更小巧、采用电池供电，或许还会通过蓝牙连接全球定位系统手表以自动获取距离数据。无论如何，这都是入门使用 Arduino 控制图形输出的绝佳方式。
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所需材料

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本项目使用以下组件：

  1. Arduino Nano 开发板
  2. 4 引脚 OLED 液晶显示屏（带背光）
  3. 10 千欧电阻
  4. 4 引脚按键开关
  5. 导线
  6. 3D 打印机


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OLED 屏幕设置

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我首先要确保屏幕能正常工作且可通过 Arduino 良好控制 —— 起初使用的是标准尺寸型号，最终换成了 Arduino Nano 开发板，以追求更紧凑的设计。

如图所示，屏幕的 4 个引脚应按以下方式连接至 Arduino：

  1. VCC（电源正极）→ 5V 电源
  2. GND（接地）→ 接地
  3. SCL（串行时钟线）→ A5 引脚
  4. SDA（串行数据线）→ A4 引脚

之后即可通过芯片控制屏幕。可在网址https://randomnerdtutorials.com/guide-for-oled-display-with-arduino/ 找到一些基础入门代码。该项目需要用到 Adafruit GFX 和 SSD1306 库，这两个库包含了使屏幕正常工作的大部分核心功能，因此在 Arduino 集成开发环境中，实现简单的内置图案或文本显示相对容易。


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添加按钮

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我希望这款设备具备交互功能，因此在设计中加入了一个按键开关。连接方式十分简单：将按键开关的一个引脚连接至 Arduino 的 3.3V 电源，另一侧连接至数字引脚 2。同时，按键开关还需串联一个 10 千欧电阻进行接地。

完成连接后，Arduino 即可接收按键输入并在屏幕上显示结果。


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编程

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以下是该设备的代码。代码包含几个 if 循环，并定义了一个里程变量，按下按钮时该变量会递增并显示在屏幕上。我还添加了延时功能，因此长按按钮时里程数会增长得更快。

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_GFX.h>

// OLED显示屏I2C地址
#define OLED_ADDR 0x3C
Adafruit_SSD1306 display(-1);

#if (SSD1306_LCDHEIGHT != 64)
#error("高度不正确，请修改Adafruit_SSD1306.h文件！");
#endif

// 常量定义（不会改变），用于设置引脚编号
const int buttonPin = 2; // 按键开关引脚编号
const int ledPin = 13; // LED灯引脚编号

// 变量定义（会改变）
int buttonState = 0; // 用于读取按键状态的变量
int miles = 240; // 跑步里程计数

void setup() {
// 初始化LED灯引脚为输出模式
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// 初始化按键开关引脚为输入模式
pinMode(buttonPin, INPUT);

// 初始化并清空显示屏
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR);
display.clearDisplay();
display.display();
// 启动串口通信，波特率9600
Serial.begin(9600);
// 刷新显示屏，显示所有上述图形
display.display();
}

void loop() {
// 读取按键状态
buttonState = digitalRead(buttonPin);

// 检查按键是否被按下，若按下则按键状态为高电平
if (buttonState == HIGH) {
// 点亮LED灯
digitalWrite(ledPin, HIGH);
// 清空显示屏
display.clearDisplay();
// 里程变量递增
miles += 1;
// 延时100毫秒
delay(100);
} else {
// 熄灭LED灯
digitalWrite(ledPin, LOW);
}

// 检查鞋子是否已过度使用（里程超过250英里）
if (miles > 250) {
display.setTextSize(1); // 设置文字大小
display.setTextColor(WHITE); // 设置文字颜色为白色
display.setCursor(0,55); // 设置光标位置（x=0，y=55）
display.print(" Time for a new pair!"); // 显示提示文字：是时候换一双新鞋啦！
} else {
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(0,55);
display.print(" You're good to go!"); // 显示提示文字：状态良好，继续使用！
}

// 显示字段标题
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(5,0); // 设置光标位置（x=5，y=0）
display.print("Miles Run:"); // 显示“跑步里程：”

// 显示里程数值
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(15,30); // 设置光标位置（x=15，y=30）
display.print(" ");
display.print(miles); // 显示里程数

// 刷新显示屏，显示所有内容
display.display();
// 串口输出里程数
Serial.print(miles);
}
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设备封装

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为了让设备更小巧，我换成了 Arduino Nano 开发板。这一步无需修改任何代码，但 Arduino 近期更新了引导程序，因此如果购买的是来自中国、搭载 CH34X 芯片的廉价 Nano 开发板，可能需要下载一些驱动程序并使用旧版引导程序（集成开发环境中提供该选项）。

我将所有组件直接焊接到芯片上，然后 3D 打印了一个小外壳（外壳文件可在此处获取）。我在外壳正面挖了一个孔用于露出屏幕，侧面挖了两个小孔，分别用于充电线和按键开关。

由于这只是一个侧重于电子功能的原型，我用绝缘胶带将所有部件固定在一起，并通过安全别针将设备附着在鞋子上。我曾尝试改用 9V 电池供电以提升设备便携性 —— 将电池正极连接至 Arduino 的 Vin 引脚，负极连接至接地端，并在正极线路中串联了一个拨动开关以控制电源。

起初这种方式是可行的，但不知为何，另一个开关会失效，且屏幕偶尔会出现故障。我认为可能是所使用的拨动开关存在质量问题，但考虑到时间因素，我决定暂时放弃电池供电的方案。


MOV
FBF9QKGJOWST8XQ.mov
3.75MB
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F5FNQF6JOWST8XV.mov
13.05MB
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