Kako napraviti pametni štapić za slijepe osobe koji koriste Arduino?

Snažno vjerujem u citat Helen Keller u kojem stoji 'Jedino što je gore od slijeposti je vid, ali vid'. Tehnologija bi mogla pomoći osobama s invaliditetom da žive normalan život kao što to čine i druga ljudska bića. Svi znaju indijansku djevojku po imenu Arunima Sinha koja je izgubila nogu u željezničkoj nesreći i do kraja je života morala hodati na protetičkim nogama. Nakon nesreće, odlučila se popeti na Mount Everest na protetskim nogama i stoga joj je najnovija tehnologija utrla put da ostvari svoj san.



Smart Stick

Tehnologija zaista može neutralizirati ljudski invaliditet; imajući ovo na umu iskoristimo snagu Arduino i jednostavni senzori za izgradnju palice slijepog čovjeka to bi moglo biti spas za osobe sa oštećenim vidom. U štapić će biti ugrađen ultrazvučni senzor koji će osjetiti udaljenost osobe od bilo koje prepreke, LDR koji će osjetiti uvjete osvjetljenja i RF daljinski upravljač kojim bi slijepac mogao daljinski locirati svoj štap. Sve upute slijepcu će se dati putem zujalice. Možemo koristiti vibrator umjesto Zumer-a i puno više napredovati koristeći svoju kreativnost.



Smart Stick za slijepe osobe (uz dopuštenje: Circuit Digest)



Kako koristiti Arduino u dizajniranju kruga?

Sad kad znamo sažetak projekta, krenimo naprijed i prikupljajmo različite informacije kako bismo počeli raditi. Prvo ćemo napraviti popis komponenata, zatim ih kratko proučiti, a zatim sastaviti sve komponente kako bi napravili radni sustav.



Korak 1: Potrebne komponente (hardver)

  • LDR
  • Zujalica
  • LED
  • Prenosnik i prijamnik supperhetrodina
  • Otpornik
  • Pritisnite tipku
  • Veroboard
  • 9V baterija
  • Digitalni multimetar
  • Pištolj za ljepilo

Korak 2: Korištene komponente (softver)

  • Proteus 8 Professional (Može se preuzeti s Windows Vista Ovdje )

Nakon preuzimanja Proteus 8 Professional, dizajnirajte sklop na njemu. Ovdje smo uključili softverske simulacije kako bi početnicima bilo prikladno dizajnirati sklop i uspostaviti odgovarajuće veze na hardveru.

Korak 3: Proučavanje komponenata

Sad kad smo napravili popis svih komponenata koje ćemo koristiti u ovom projektu. Pomaknimo se korak dalje i prođite kroz kratko proučavanje svih glavnih komponenata.

  1. Arduino Nano: Arduino nano je ploča mikrokontrolera koja se koristi za upravljanje ili izvršavanje različitih zadataka u krugu. Izgaramo a C kod na Arduino Nano kako bi ploči mikrokontrolera rekao kako i koje radnje izvesti. Arduino Nano ima potpuno istu funkcionalnost kao Arduino Uno, ali u prilično maloj veličini. Mikrokontroler na ploči Arduino Nano je ATmega328p.

    Arduino Nano



  2. Ultrazvučni senzor HC-SR04: Ploča HC-SR04 ultrazvučni je senzor koji se koristi za određivanje udaljenosti između dva predmeta. Sastoji se od odašiljača i prijamnika. Predajnik pretvara električni signal u ultrazvučni signal, a prijemnik ultrazvučni signal natrag u električni signal. Kada odašiljač pošalje ultrazvučni val, on se odražava nakon sudara s određenim objektom. Udaljenost se izračunava pomoću vremena koje je potrebno ultrazvučnom signalu da pređe s odašiljača i vrati se na prijemnik.

    Ultrazvučni senzor

  3. RF odašiljač i prijemnik od 433 MHz: Radi na specifičnoj frekvenciji od 433MHz. Na tržištu je dostupno nekoliko drugih radiofrekvencijskih uređaja, a u usporedbi s njima performanse RF modula ovisit će o nekoliko čimbenika, poput povećanja snage odašiljača prikupit će se velika komunikacijska udaljenost. To će uzrokovati veliko pražnjenje električne energije na odašiljaču, što uzrokuje kraći radni vijek uređaja na baterije. Ako ovaj uređaj koristimo s većom prolaznom snagom, uređaj će stvoriti smetnje drugim RF uređajima.

    RF odašiljač i prijemnik

  4. 7805 Regulator napona: Regulatori napona imaju značajnu važnost u električnim krugovima. Čak i ako postoji fluktuacija ulaznog napona, ovaj regulator napona osigurava stalni izlazni napon. Primjenu 7805 IC možemo pronaći u većini projekata. Naziv 7805 označava dva značenja, '78' znači da je pozitivni regulator napona, a '05' znači da daje 5V kao izlaz. Tako će naš regulator napona pružiti izlazni napon + 5V. Ovaj IC može podnijeti struju oko 1,5A. Hladnjak se preporučuje za projekte koji troše više struje. Na primjer, ako je ulazni napon 12V i trošite 1A, tada je (12-5) * 1 = 7W. Ovih 7 vata će se rasipati kao toplina.

    Regulator napona

Korak 4: Sastavljanje kruga

Za ovaj ćemo projekt trebati dizajnirati dva sklopa. Prvi krug bit će postavljen na prikladno mjesto u štapu slijepog čovjeka, a drugi će biti an RF odašiljač krug i on će se koristiti za otkrivanje glavnog kruga. Prije dizajniranja sklopa na Proteusu u softver moramo uključiti proteus knjižnicu RF prijemnika. Knjižnicu možete preuzeti s Ovdje i nakon preuzimanja biblioteke otvorite Knjižnica mapa i kopija MODULO_RF.LIB datoteku i zalijepite je u knjižničnu mapu Proteusa. U slučaju da ne pronađete mapu knjižnice, kliknite na (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional LIBRARY. Kada to napravite, otvorite mapu MODELS i kopirajte RX.MDF i zalijepite je u mapu proteus MODELS. U slučaju da ne pronađete mapu modela, kliknite (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional MODELS).

Kružni dijagram (ljubaznost slike: Circuit Digest)

Mikrokontroler koji će se koristiti za upravljanje svim senzorima u krugu je Arduino Nano. Napajanje koje se koristi za rad kruga je 9V baterija i ovaj 9V napon se spušta na 5V pomoću a 7805 Regulator napona. U krugu se može vidjeti da Ultrazvučni senzor napaja Vout regulatora napona. Okidač i eho klinovi senzora povezani su na pin 3 i pin 2 Arduina. The Otpornik ovisno o svjetlu (LDR) spojen je na potenciometar vrijednosti 10k i Analogno digitalnom na tu točku spojen je pretvorbeni pin A1 Arduina kako bi se primijetila razlika napona. Moramo znati signal koji emitira RF prijemnik, pa smo spojili ADC pin A0 za čitanje signala iz RF prijemnika. Izlaz cijelog kruga dat je znakom zujalica Dakle, pozitivni pin zujalice spojen je na pin 12 Arduina, a negativni pin spojen je na masu ultrazvučnog senzora.

Nismo uključili RF odašiljač u naš dijagram sklopa, jer ćemo ga zasebno sastaviti na hardveru. Kad god koristimo superheterodinski odašiljač i prijemnik od 433 MHz, potreban nam je mikrokontroler koji će ih povezati s tim, ali u ovom projektu potreban nam je jedini odašiljač koji šalje signale na prijemnik, pa smo podatkovni pin predajnika povezali s Vcc-om. Podatkovni pin prijemnika prolazi kroz RC filtar i zatim se povezuje s podatkovnim pinom A0 Arduina. Pritisnite tipku smještenu na odašiljaču više puta i kad se pritisne tipka, prijemnik će dati bilo koju konstantnu vrijednost kao izlaz.

RF odašiljač

Korak 5: Sastavljanje hardvera

Kako smo izveli simulaciju ne, u mogućnosti smo izraditi prototip. Tijekom lemljenja komponenata na Perf ploči, obratite posebnu pozornost na zatiče Arduino Nano. pazite da se igle ne dodiruju, u protivnom bi Arduino mogao biti oštećen. Pronađite štapić kod kuće i na njega pričvrstite strujni krug koji se sastoji od Arduina i RF prijemnika. Možete koristiti pištolj za vruće ljepilo za pričvršćivanje kruga na štapiću, a bolje je staviti malo ljepila na pozitivne i negativne terminale, tako da se žice napajanja ne bi mogle odvojiti ako se štap čvrsto natakne na tlo.

Krug sklopljen na hardveru (ljubaznost slike: Circuit Digest)

Korak 6: Početak rada s Arduinom

Ako prije niste bili upoznati s Arduino IDE-om, ne brinite jer u nastavku možete vidjeti jasne korake sagorijevanja koda na ploči mikrokontrolera pomoću Arduino IDE-a. Možete preuzeti najnoviju verziju Arduino IDE-a sa ovdje i slijedite korake u nastavku:

  1. Kad je ploča Arduino spojena na vaše računalo, otvorite 'Upravljačka ploča' i kliknite 'Hardver i zvuk'. Zatim kliknite 'Uređaji i pisači'. Pronađite naziv priključka na koji je spojena vaša Arduino ploča. U mom slučaju to je 'COM14', ali na vašem se računalu može razlikovati.

    Pronalaženje luke

  2. Kliknite izbornik Alat. i postavite ploču na Arduino Nano s padajućeg izbornika.

    Odbor za postavljanje

  3. U istom izborniku Alata postavite port na broj porta koji ste prije primijetili u Uređaji i pisači .

    Postavka porta

  4. U istom izborniku Alata postavite procesor na ATmega328P (stari pokretač).

    Procesor

  5. Preuzmite dolje priloženi kôd i zalijepite ga u svoj Arduino IDE. Klikni na Učitaj gumb za snimanje koda na ploči mikrokontrolera.

    Učitaj

Da biste preuzeli kôd, kliknite ovdje.

Korak 7: Razumijevanje kodeksa

Kodeks je dobro komentiran i samorazumljiv. Ali ipak, objašnjeno je u nastavku:

  1. Na početku koda inicijaliziraju se sve iglice ploče Arduino Nano koje su povezane na ultrazvučni senzor i RF modul.
const int okidač = 3; // Okidački klin 1. osjetnika const int echo = 2; // Odjeljak iglice 1. senzora const int Buzz = 13; // Prikvači za povezivanje zujalice const int Remote = A0; const int Light = A1; snimljeno dugo; int dist; int Signal; int Namjerava; int sličan_broj;

2. void postavljanje () je funkcija koja se koristi za postavljanje svih korištenih pinova, kao ULAZNI i IZLAZ. Brzina prijenosa podataka definirana je u ovoj funkciji. Brzina prijenosa je brzina komunikacije kojom ploča mikrokontrolera komunicira s integriranim senzorima.

void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (Buzz, OUTPUT); digitalWrite (Buzz, LOW); pinMode (okidač, IZLAZ); pinMode (eho, INPUT); }

3. Sada ćemo stvoriti funkciju koja će izračunati udaljenost.

praznina izračunaj_daljinu (int okidač, int eho) {digitalWrite (okidač, LOW); delayMicroseconds (2); digitalWrite (okidač, VISOKO); delayMicroseconds (10); digitalWrite (okidač, LOW); zauzeto vrijeme = pulseIn (eho, HIGH); dist = zauzeto vrijeme * 0,034 / 2; ako je (dist> 300) dist = 300; }

Četiri. petlja void () je funkcija koja se ponavlja u ciklusu. U ovoj funkciji mi kažemo ploči mikrokontrolera kako i koje operacije treba izvršiti. U glavnoj petlji čitat ćemo podatke senzora. Ovdje je, prvo, okidač postavljen tako da šalje signal koji će eho detektirati. Primjenjuju se neki uvjeti za kontinuirano oglašavanje zujalice ako se objekt otkrije na određenoj udaljenosti. Zujalica će se oglasiti s malim prekidom ako prepozna mrak, a oglasiće se s malo većim prekidom ako otkrije svijetlo.

void loop () {// beskonačna petlja count_distance (okidač, jeka); Signal = analogRead (daljinski); Intens = analogRead (Light); // Provjera je li pritisnut daljinski upravljač int temp = analogRead (Remote); sličan_broj = 0; while (Signal == temp) {Signal = analogRead (Remote); sličan_broj ++; } // Ako se daljinski pritisne if (similar_count<100) { Serial.print(similar_count); Serial.println('Remote Pressed'); digitalWrite(Buzz,HIGH);delay(3000);digitalWrite(Buzz,LOW); } //If very dark if (Intens800) { Serial.print(Intens); Serial.println('Low Light'); digitalWrite(Buzz,HIGH);delay(500);digitalWrite(Buzz,LOW);delay(500);digitalWrite(Buzz,HIGH);delay(500); digitalWrite(Buzz,LOW);delay(500); } if (dist<50) { Serial.print(dist); Serial.println('Object Alert'); digitalWrite(Buzz,HIGH); for (int i=dist; i>0; i--) kašnjenje (10); digitalWrite (Buzz, LOW); za (int i = dist; i> 0; i--) kašnjenje (10); } //Serial.print('dist= '); //Serial.println(dist); //Serial.print('S similar_count= '); //Serial.println(sličan_broj); //Serial.print('Intens= '); //Serial.println(Intens); }

Korak 8: Testiranje

Kako smo razumjeli kôd, prenijeli ga na mikrokontroler i sklopili hardver, sada je vrijeme da testiramo naš projekt. Prije ispitivanja osigurajte da su veze pravilno izvedene i provjerite kontinuitet kruga pomoću digitalnog višenamjerača. Za okretanje NA oba kruga koriste 9V bateriju. Postavite objekt na površinu na kojoj testirate i pomaknite ultrazvučni senzor ispred sebe i primijetiće se da se zvuk zujalice povećava kako se senzor približava objektu. Dvije su mogućnosti ako je LDR prekriven tamom ili ako testirate na sunčevoj svjetlosti, zujalica će početi oglašavati. Ako se na RF odašiljaču pritisne tipka, zujalo će dugo zvučati. Ako zujalica dugo zvuči, to znači da je alarm lažno aktiviran. Ako se suočite s ovom vrstom pogreške, otvorite serijski monitor Arduino IDE-a i provjerite postoje li parametri koji uzrokuju takvu vrstu problema.

Testiranje hardvera (uz dopuštenje slike: Circuit Digest)

To je bio najjednostavniji način izrade pametnog štapića za slijepe osobe pomoću Arduina. Slijedite sve gore spomenute korake i nakon uspješnog testiranja projekta potražite osobu s invaliditetom i ponudite joj ovaj projekt kako biste si olakšali život.