Gậy đi bộ hỗ trợ người mù sử dụng Arduino

Gậy đi bộ hỗ trợ người mù sử dụng Arduino

Cảm biến siêu âm hỗ trợ người mù đi bộ.

Theo WHO, khoảng 30 triệu người được ước tính bị mù vĩnh viễn trên toàn thế giới. Những người này hoàn toàn phụ thuộc vào người khác. Họ thậm chí không thể tự đi lại được. Chúng tôi đã tạo ra thiết kế và xây dựng một "Siêu âm Blind Walking Stick" thiết bị mà sẽ giúp người mù để đi bộ một cách dễ dàng độc lập. Là một phiên bản đơn giản hơn, chúng tôi chỉ sử dụng một cảm biến siêu âm trong dự án này. Để có độ chính xác và hỗ trợ tốt hơn, bạn có thể sử dụng hai hoặc ba cảm biến.

Mục tiêu chính của dự án này là giúp người khiếm thị đi lại dễ dàng và được cảnh báo bất cứ khi nào con đường đi bộ của họ bị cản trở với các đối tượng khác, con người hoặc tỷ lệ cược tương tự khác. Như một tín hiệu cảnh báo, một còi được kết nối trong mạch, có tần số tiếng bíp thay đổi theo khoảng cách của đối tượng. Khoảng cách tắc nghẽn càng gần, càng có nhiều tần số tiếng bíp còi. Chúng ta có thể nói rằng tần số tiếng bíp tỷ lệ nghịch với khoảng cách.

Thành phần chính được sử dụng cho thiết bị này là cảm biến siêu âm. Cảm biến siêu âm truyền xung âm tần số cao và sau đó tính toán thời gian nhận tín hiệu của âm thanh để phản xạ lại. Cảm biến có 2 vòng tròn. Một trong số chúng hoạt động như máy phát và truyền sóng siêu âm. Một trong những hoạt động như một máy thu (chủ yếu là một micro nhỏ) và nhận được tín hiệu âm thanh vang. Cảm biến được hiệu chỉnh theo tốc độ âm thanh trong không khí. Với đầu vào được hiệu chuẩn này, sự khác biệt thời gian giữa việc truyền và nhận xung âm thanh được xác định để tính toán khoảng cách của vật thể. Mạch này được cung cấp bởi pin 9 volt thông qua công tắc.

Các thành phần được sử dụng

Mạch

Trong mạch một Nano Arduino được sử dụng làm nền tảng. Cảm biến siêu âm được kết nối với Arduino. Cảm biến siêu âm có 4 chân –

• Vcc hoặc 5 volt được kết nối với pin 5 volt của Arduino

• Kích hoạt được kết nối với pin D12 của Arduino

• Echo pin được kết nối với D11 pin của Arduino

• Mặt đất được kết nối với pin GND của Arduino.

Thiết bị đầu cuối tích cực của pin 9-volt được kết nối với Vin pin của Arduino thông qua một chuyển đổi DPDT và thiết bị đầu cuối tiêu cực được kết nối với pin GND của Arduino. Một buzzer được kết nối giữa D9 pin của Arduino và GND pin.

Toàn bộ dự án đã được thiết kế trên Eagle. Nguyên mẫu mạch tương tự có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một breadboard hoặc không PCB. Sơ đồ mạch và thiết kế PCB được đưa ra dưới đây.

Làm việc

Như thể hiện trong sơ đồ có hai lỗ trong cảm biến siêu âm đầu tiên là máy phát (hoặc Trigger) và thứ hai là máy thu (hoặc Echo).

Cảm biến siêu âm sẽ gửi xung tần số cao, các xung phản ánh từ đối tượng và mất như Echo, thời gian giữa echo và Trig được đo bằng vi điều khiển hoặc Arduino đó là tỷ lệ thuận với khoảng cách.

Tốc độ âm thanh là 341 mét mỗi giây trong không khí, và khoảng cách giữa cảm biến và vật thể bằng với thời gian nhân với tốc độ âm thanh chia cho hai.

Khoảng cách = (Thời gian * Tốc độ âm thanh) ÷ 2

Sau khi đo khoảng cách, Arduino làm cho một định dạng tiếng bíp bằng cách sử dụng còi, khi khoảng cách cao, tần số của tiếng bíp giảm và tần số tiếng bíp được tăng lên khi khoảng cách thấp

Phạm vi của cảm biến siêu âm HC-05 không cao, nó chỉ có thể đo 50cm trong không gian mở, cho khoảng cách nhiều cảm biến mạnh mẽ khác có sẵn trên thị trường.

Mã chương trình

Tải xuống Mã Chương trình

Tập tin mã được đưa ra trong liên kết, chỉ cần tải về tập tin này và tải lên Arduino. Trong mã, một thư viện được sử dụng bởi tên Ultrasonic.h, thư viện này không được thêm vào trong Arduino theo mặc định. Để thêm thư viện này vào Arduino tải xuống tệp zip từ liên kết https://github.com/JRodrigoTech/Ultrasonic-HC-SR04. Trích xuất tệp và sao chép thư mục bên trong thư mục được trích xuất và dán vào thư mục thư viện có vị trí là PC này > Tài liệu > Arduino > thư viện.

Trong dòng đầu tiên của mã, thư viện siêu âm được tuyên bố bởi "#include . Trong chân dòng thứ hai của cảm biến siêu âm được tuyên bố bằng dòng "Siêu âm (12, 11)" trong đó 11 là "Echo" pin của Arduino và 12 là "Trig".

Tiếp theo một số nguyên được tuyên bố bằng tên "buzzer = 9" ở đây 9 là pin D9 của Arduino.

Trong "void setup()" buzzer là pin tuyên bố là đầu ra pin bởi chức năng pinMode (buzzer, OUTPUT)

Trong phần vòng lặp khoảng trống, một số nguyên được khai báo bằng khoảng cách tên , bằng với khoảng cách được đo bằng cảm biến siêu âm, để đo khoảng cách một chức năng "siêu âm. Khác nhau,CM)"được sử dụng. Chức năng này đo khoảng cách tính bằng Cm.

Bây giờ chúng ta muốn tạo ra một tín hiệu tiếng bíp, khi khoảng cách nhỏ hơn 50 cm vì vậy nếu có điều kiện nào được sử dụng "nếu (khoảng cách & lt;50). Khi tình trạng này trở thành sự thật Arduino các biện pháp "dương vật giả" đó là bằng 2 * diatance. "Dương vật giả" này là một số nguyên và được định nghĩa trong cùng một dòng.

Bây giờ còi được bật bằng cách sử dụng "digitalWrite(buzzer, CAO" và một sự chậm trễ của thời gian dil được đưa ra sau khi còi đó được tắt bằng cách sử dụng cùng một chức năng. digitalWrite (buzzer, LOW)" sau khi tất cả sự chậm trễ của dương vật giả cũng là dicen bởi chức năng "delay(dil)"