Аппаратный умный маятниковый привод — фаза 1: задача на
проверку осуществимости
Требуется собрать программируемое устройство умного маятника с контроллером шагового двигателя
,
приводящим рычаг для работы с ИО (DUT), для имитации шагов ходьбы и бега при ношении смарт-часов
или смартфона. Устройство должно реализовывать нижеследующие тесты и помогать дать ответы на
соответствующие вопросы:
Проверить, может ли рычаг стабильно совершать до 200 качаний/шагов в минуту, чтобы охватить
типичные темпы ходьбы и бега человека от 120 шагов/мин = 2 Гц до 180 шагов/мин = 3 Гц.
Реализовать и сравнить два режима генерации шагов:
Режим полного размаха (full swing): один полный цикл «туда-обратно» соответствует одному шагу
ходьбы.
Режим полуразмаха (half swing): одно полукачание — только вперёд или только назад —
соответствует одному шагу ходьбы.
Проверить, как должен начинаться и заканчиваться каждый имитируемый шаг:
обязательна ли остановка рычага в нижней/иной фиксированной «нулевой» позиции;
допустима ли остановка в произвольном положении;
что происходит, если новый шаг начинается, пока рычаг не находится в исходной стартовой позиции.
Принимать поминутные значения каденции и преобразовывать их в отдельные события шага/качания с
разрешением по времени порядка 100 мс.
Убедиться, что каденции 120 и 180 шагов/мин преобразуются в 2 и 3 шага/с соответственно.
Реализовать тестовый режим, в котором задаются целевая каденция, например 120 шагов/мин, и
длительность, например 10 минут, с опциональной поминутной рандомизацией, например нормальным
распределением с СКО = 10 шагов/мин.
Для минут с более низкой активностью, например 20 или 60 шагов/мин, нельзя распределять шаги
равномерно по всей минуте; вместо этого формировать короткие «пачки» ходьбы с темпом порядка 2 шага/
с, случайно размещённые внутри этой минуты.
Протестировать очень низкие уровни активности, например 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 и 20 шагов/мин, и
проверить, корректно ли ИО (DUT) детектирует эти редкие пачки. У ИО могут быть пороги
чувствительности, из-за которых очень короткие прогулки игнорируются — например, минута с «4 шагами»
может не отразиться в данных. QA-инженер (тестировщик) всё равно должен иметь возможность
установить только по данным активности, где эта минута произошла, поэтому этот тест следует ограничить
чётко заданной и легко узнаваемой преамбулой и постамбулой.
Убедиться, что запрошенные значения каденции ограничиваются (clip) поддерживаемым диапазоном 0–
200 шагов/мин, в том числе при некорректном вводе ниже 0 или выше 200.
Провести длительный тест стабильности: 1 час имитации ходьбы при 120 шагов/мин с поминутной
рандомизацией, например СКО = 10 шагов/мин, и проверить механическую, тепловую и временную
надёжность.
Провести такой же тест нос перемежающимися минутами высокой и низкой активности: каждую вторую
минуту заменить на циклично выбираемое значение из набора [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 и 20].