Измерение скорости реакции

Измерение скорости реакции

Скорость реакции достаточно важная штука. Например, при управлении автомобилем она играет далеко не последнюю роль. Есть масса факторов влияющих на скорость реакции. Сильная усталость и некоторые лекарства вызывают снижение скорости реакции. Вот я и решил сделать устройство, которое позволило бы измерить скорость реакции.

Для начала отвечу на главный вопрос. Зачем делать устройство для измерения скорости реакции? Действительно, скорость реакции можно измерить на некоторых сайтах в интернете. Ещё можно написать программу для компьютера, которая будет решать ту же задачу. Не смотря на сказанное, в изготовлении специального устройства есть смысл. Во-первых, устройство на ардуино может работать без интернета. Во-вторых, сложно оценить погрешность решений реализованных на компьютере. Микроконтроллер в этом случае является более предсказуемым и простым вариантом. В-третьих, реализация такого устройства не требует много времени и ресурсов.

Итак. Железо.

Ардуино нано.

Кнопка.

Светодиод.

Соединение модулей.

arduino --- button

VCC --- VCC

GND --- GND

A0 --- OUT

arduino --- led

VCC --- V

D8 --- R

Схема того, что должно получится.

Скетч.

////////////////////////

//

// Arduino

//

////////////////////////

//

// Sketch:

//

const unsigned char LED = 8; // Digital Pin 8

const unsigned char BUTTON = 14; // Analog Pin 0

unsigned long int time1 = 0;

unsigned long int time2 = 0;

void setup()

{

  // Led initialization

  pinMode(LED, OUTPUT);

  // Button initialization

  pinMode(BUTTON, INPUT);

  // UART initialization

  Serial. begin(9600);

  // Pseudo-random number generator initialization

  digitalWrite(LED, LOW);

  while ( digitalRead(BUTTON) == HIGH ) ;

  randomSeed(micros());

  digitalWrite(LED, HIGH);

}

void loop()

{

  digitalWrite(LED, HIGH);

  delay(random(2000, 5000));

  digitalWrite(LED, LOW);

  time1 = micros();

  while ( digitalRead(BUTTON) == HIGH ) ;

  time2 = micros();

  Serial. println(((time2-time1)/1000000.0), 6);

}

//

// End

//

////////////////////////

Работает устройство следующим образом. После подачи питания загорается светодиод. Своего рода индикация готовности устройства к работе. При нажатии на кнопку светодиод гаснет. В этот момент происходит инициализация генератора псевдослучайных чисел. После задержки, длительность которой определяется генератором псевдослучайных чисел, светодиод загорается снова. Теперь нужно как можно быстрее нажать кнопку. Время прошедшее от включения светодиода и до нажатия кнопки является временем реакции. Результат можно увидеть в мониторе порта ардуино.

Генератор псевдослучайных чисел весьма необходимая в данном проекте вещь. Без него удается довольно неплохо натренироваться нажимать кнопочку в нужное время.

В заключении скажу несколько слов о том, что можно изменить, улучшить. Во-первых, можно повысить точность. Для этого нужно отказаться от использования стандартных библиотек ардуино. Только я немного сомневаюсь в целесообразности всего этого. Лично моя реакция не настолько быстра. Правда и сложностей в модификации программы не много. Если будет большой интерес к устройству - сделаю.

Во-вторых, можно сделать устройство более компактным и мобильным. Ардуино нано легко меняется на ардуино про мини. Вместо вывода данных через UART можно выводить результаты на какой нибудь экранчик. Получится небольшое и самодостаточное устройство.

Сравнение скорости реакции

Устройство описываемое в этой статье является модификацией ранее представленного. Почитать про первую версию можно на http://justforduino. blogspot. ru/2016/02/blog-post. html

Устройство не новое. Поэтому начну сразу со схемы.

Всё просто. Ардуино нано. Индикаторный светодиод. Токоограничительный резистор на 220 ом. Две кнопочки.

Кнопок может быть от одной до шести. Подключаются к аналоговым пинам ардуино.

Скетч для плат ардуино с контроллером ATmega328 / ATmega168.

////////////////////////

//

// Arduino

//

////////////////////////

//

// Sketch:

//

// LED --- Digital Pin 8

// BUTTON 1 --- Analog Pin 0

// BUTTON 2 --- Analog Pin 1

// BUTTON 3 --- Analog Pin 2

// BUTTON 4 --- Analog Pin 3

// BUTTON 5 --- Analog Pin 4

// BUTTON 6 --- Analog Pin 5

unsigned char cheater = 0;

unsigned char button = 0;

unsigned long int time1 = 0;

unsigned long int time2 = 0;

void setup()

{

  // Led initialization

  DDRB = 0b00000001;

  PORTB = 0b00000001;

  // Buttons initialization

  DDRC = 0b00000000;

  PORTC = 0b00111111;

  // UART initialization

  Serial. begin(9600);

  // Pseudo-random number generator initialization

  cheater = ~PINC;

  PORTB = 0b00000000; // LED ON

  do { button = (PINC | cheater) & 0b00111111; }

  while ( button == 0b00111111 );

  randomSeed(micros());

  PORTB = 0b00000001; // LED OFF

}

void loop()

{

  Serial. println("round");

  PORTB = 0b00000001; // LED OFF

  delay(random(2000, 5000)); // wait

  cheater = ~PINC;

  PORTB = 0b00000000; // LED ON

  time1 = micros();

  do { button = (PINC | cheater) & 0b00111111; }

  while ( button == 0b00111111 );

  time2 = micros();

  if ( (cheater & 0b00000001) != 0 )

  Serial. println("1 cheater");

  if ( (cheater & 0b00000010) != 0 )

  Serial. println("2 cheater");

  if ( (cheater & 0b00000100) != 0 )

  Serial. println("3 cheater");

  if ( (cheater & 0b00001000) != 0 )

  Serial. println("4 cheater");

  if ( (cheater & 0b00010000) != 0 )

  Serial. println("5 cheater");

  if ( (cheater & 0b00100000) != 0 )

  Serial. println("6 cheater");

  if ( (cheater & 0b00000001) == 0 && (button & 0b00000001) == 0 )

  Serial. print("1 ");

  if ( (cheater & 0b00000010) == 0 && (button & 0b00000010) == 0 )

  Serial. print("2 ");

  if ( (cheater & 0b00000100) == 0 && (button & 0b00000100) == 0 )

  Serial. print("3 ");

  if ( (cheater & 0b00001000) == 0 && (button & 0b00001000) == 0 )

  Serial. print("4 ");

  if ( (cheater & 0b00010000) == 0 && (button & 0b00010000) == 0 )

  Serial. print("5 ");

  if ( (cheater & 0b00100000) == 0 && (button & 0b00100000) == 0 )

  Serial. print("6 ");

  Serial. println(((time2-time1)/1000000.0), 6);

}

//

// End

//

////////////////////////

При подаче питания загорается светодиод. Нажатие на любую кнопку гасит светодиод. При этом происходит инициализация генератора псевдослучайных чисел. Теперь, как только светодиод вспыхнет, нужно быстро нажимать кнопки.

Результаты можно посмотреть в мониторе порта ардуино.

В программе частично реализована борьба с читерством. Если нажать и не отпускать кнопку, то в мониторе порта появится соответствующая надпись.

Если все решат читерить, то придется перезапустить ардуино ресетом. При наличии большого желания такое развитие событий тоже можно предусмотреть в коде.

Если нажать и отпустить кнопку пока светодиод не горит, то такое событие программа не заметит. Если бороться с читерством, то оценку таких действий также следует предусмотреть в программе.