Programowanie biorytmów na Arduino GIGA Display

Pytanie

Napisz program dla arduino GIGA i GIGA Display Shield obliczający i wykreślający biorytmy po podaniu daty urodzenia.
Do wykorzystania:
#include "Arduino_H7_Video.h"
#include "lvgl.h"
#include "Arduino_GigaDisplayTouch.h"
Arduino_GigaDisplayTouch TouchDetector;
#include "Arduino_GigaDisplay_GFX.h"

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

Poniżej znajduje się kompletny program dla Arduino GIGA i GIGA Display Shield, który oblicza i wykreśla biorytmy na podstawie daty urodzenia. Program wykorzystuje biblioteki Arduino_H7_Video, lvgl, Arduino_GigaDisplayTouch oraz Arduino_GigaDisplay_GFX.

Szczegółowa analiza problemu

Główne założenia:

1. Biorytmy: Obliczane są trzy cykle:
   • Fizyczny (23 dni),
   • Emocjonalny (28 dni),
   • Intelektualny (33 dni).
2. Interfejs użytkownika: Użytkownik wprowadza datę urodzenia przez port szeregowy.
3. Wizualizacja: Wykres biorytmów jest rysowany na ekranie GIGA Display Shield.

Kod programu:

#include "Arduino_H7_Video.h"
#include "lvgl.h"
#include "Arduino_GigaDisplayTouch.h"
#include "Arduino_GigaDisplay_GFX.h"
#include <TimeLib.h> // Biblioteka do obsługi daty i czasu

Arduino_GigaDisplay_GFX display;
Arduino_GigaDisplayTouch TouchDetector;

// Funkcja obliczająca biorytmy
float calculateBiorhythm(int days, int cycle) {
  return sin(2 * PI * days / cycle);
}

// Funkcja do rysowania wykresu biorytmów
void drawBiorhythm(int daysAlive) {
  display.fillScreen(BLACK);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(10, 10);
  display.print("Biorytmy");

  // Rysowanie osi
  display.drawLine(40, 220, 760, 220, WHITE); // Oś X
  display.drawLine(40, 20, 40, 420, WHITE);  // Oś Y

  // Rysowanie biorytmów
  for (int i = 0; i < 720; i++) {
    int x = i + 40;
    int days = daysAlive + i - 360;

    // Fizyczny (czerwony)
    int y1 = 220 - calculateBiorhythm(days, 23) * 100;
    display.drawPixel(x, y1, RED);

    // Emocjonalny (zielony)
    int y2 = 220 - calculateBiorhythm(days, 28) * 100;
    display.drawPixel(x, y2, GREEN);

    // Intelektualny (niebieski)
    int y3 = 220 - calculateBiorhythm(days, 33) * 100;
    display.drawPixel(x, y3, BLUE);
  }

  // Legenda
  display.fillRect(600, 350, 20, 20, RED);
  display.setCursor(630, 350);
  display.print("Fizyczny");

  display.fillRect(600, 380, 20, 20, GREEN);
  display.setCursor(630, 380);
  display.print("Emocjonalny");

  display.fillRect(600, 410, 20, 20, BLUE);
  display.setCursor(630, 410);
  display.print("Intelektualny");
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.begin();
  TouchDetector.begin();

  display.setRotation(1);
  display.fillScreen(BLACK);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(3);
  display.setCursor(10, 10);
  display.print("Podaj date urodzenia:");
  display.setCursor(10, 50);
  display.print("DD/MM/YYYY");
}

void loop() {
  static bool dateEntered = false;
  static int birthDay, birthMonth, birthYear;

  if (!dateEntered) {
    if (Serial.available() > 0) {
      String dateString = Serial.readStringUntil('\n');
      sscanf(dateString.c_str(), "%d/%d/%d", &birthDay, &birthMonth, &birthYear);
      dateEntered = true;

      // Obliczanie liczby dni od daty urodzenia
      tmElements_t birthDate = {0, 0, 0, birthDay, birthMonth, birthYear - 1970};
      time_t birthTime = makeTime(birthDate);
      int daysAlive = (now() - birthTime) / 86400;

      drawBiorhythm(daysAlive);
    }
  } else {
    // Obsługa dotyku do odświeżenia wykresu
    if (TouchDetector.available()) {
      tmElements_t birthDate = {0, 0, 0, birthDay, birthMonth, birthYear - 1970};
      time_t birthTime = makeTime(birthDate);
      int daysAlive = (now() - birthTime) / 86400;

      drawBiorhythm(daysAlive);
    }
  }
}

Aktualne informacje i trendy

• LVGL: Biblioteka lvgl jest obecnie jednym z najpopularniejszych narzędzi do tworzenia interfejsów graficznych na mikrokontrolerach.
• Arduino GIGA: Dzięki dużej mocy obliczeniowej i wsparciu dla wyświetlaczy, Arduino GIGA jest idealnym wyborem do projektów wymagających zaawansowanej grafiki.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Obliczanie biorytmów: Funkcja sinusoidalna \( \sin\left(\frac{2 \pi \cdot \text{days}}{\text{cycle}}\right) \) jest podstawą do obliczeń.
• Wizualizacja: Wykresy są rysowane piksel po pikselu, co pozwala na precyzyjne odwzorowanie funkcji.

Aspekty etyczne i prawne

• Etyka: Biorytmy są pseudonauką, więc należy jasno informować użytkowników, że wyniki mają charakter rozrywkowy.
• Prawa autorskie: Upewnij się, że używane biblioteki są zgodne z licencjami open-source.

Praktyczne wskazówki

• Testowanie: Przetestuj program na rzeczywistym sprzęcie, aby upewnić się, że wykresy są poprawnie wyświetlane.
• Optymalizacja: W przypadku wolnego działania można zoptymalizować rysowanie wykresów, np. rysując linie zamiast pojedynczych pikseli.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Dokładność daty: Funkcja makeTime zakłada, że rok bazowy to 1970. W przypadku dat wcześniejszych należy dostosować obliczenia.
• Rozdzielczość wyświetlacza: Kod zakłada rozdzielczość 800x480. W przypadku innego wyświetlacza należy dostosować współrzędne.

Sugestie dalszych badań

• Interfejs graficzny: Rozbudowa interfejsu użytkownika z wykorzystaniem lvgl.
• Dodatkowe funkcje: Dodanie opcji zapisu wyników lub ich eksportu.

Krótkie podsumowanie

Program oblicza i wyświetla biorytmy na Arduino GIGA z GIGA Display Shield. Użytkownik wprowadza datę urodzenia przez port szeregowy, a wyniki są wizualizowane na ekranie. Kod można rozbudować o bardziej zaawansowany interfejs graficzny i dodatkowe funkcje.