Jak si vyrobit inteligentní hůl pro nevidomé pomocí Arduina?

Učit Se

Pevně ​​věřím v citát Heleny Kellerové, který uvádí 'Jedinou věcí, která je horší než být slepý, je zrak, ale žádný zrak.' Tato technologie by mohla pomoci lidem se zdravotním postižením žít normální život jako ostatní lidé. Každý zná indickou dívku jménem Arunima Sinha která při nehodě vlaku přišla o nohu a po zbytek svého života musela chodit na protetické nohy. Po nehodě se rozhodla vylézt na Mount Everest na protetické nohy, a proto jí nejnovější technologie připravila cestu k dosažení svého snu.



Smart Stick

Tato technologie může skutečně neutralizovat lidské postižení; s ohledem na to využijme sílu Arduino a jednoduché senzory k výrobě hůlky pro nevidomé který by mohl zachránit zrakově postižené osoby. Ultrazvukový senzor bude nainstalován v tyči, která bude snímat vzdálenost osoby od jakékoli překážky, LDR pro snímání světelných podmínek a RF dálkový ovladač, který by nevidomý mohl použít k dálkovému lokalizaci své hole. Všechny pokyny budou slepému dány prostřednictvím bzučáku. Můžeme použít vibrační motor místo bzučáku a mnohem více pokročit pomocí naší kreativity.



Smart Stick pro nevidomé (Obrázek se svolením: Circuit Digest)



odemykač roblox fps

Jak používat Arduino při navrhování obvodu?

Nyní, když víme abstrakt projektu, pojďme posunout vpřed a shromáždit různé informace, abychom mohli začít pracovat. Nejprve vytvoříme seznam komponent, poté je krátce prostudujeme a poté všechny komponenty sestavíme, abychom vytvořili funkční systém.



Krok 1: Potřebné komponenty (hardware)

  • LDR
  • Bzučák
  • VEDENÝ
  • Vysílač a přijímač supperhetrodinu
  • Rezistor
  • Stiskněte tlačítko
  • Veroboard
  • 9V baterie
  • Digitální multimetr
  • Tavná pistole

Krok 2: Použité komponenty (software)

  • Proteus 8 Professional (lze stáhnout z Tady )

Po stažení Proteus 8 Professional na něm navrhněte obvod. Zahrnuli jsme sem softwarové simulace, aby pro začátečníky mohlo být výhodné navrhnout obvod a provést příslušná připojení k hardwaru.

Krok 3: Studium komponent

Nyní, když jsme vytvořili seznam všech komponent, které v tomto projektu použijeme. Pojďme se posunout o krok dále a projdeme si krátkou studii všech hlavních komponent.

  1. Arduino Nano: Arduino nano je deska mikrokontroléru, která se používá k ovládání nebo provádění různých úkolů v obvodu. Spálíme a C kód na Arduino Nano sdělit desce mikrokontroléru, jak a jaké operace provést. Arduino Nano má přesně stejnou funkcionalitu jako Arduino Uno, ale v poměrně malé velikosti. Mikrokontrolér na desce Arduino Nano je ATmega328p.

    Arduino Nano



  2. Ultrazvukový senzor HC-SR04: Deska HC-SR04 je ultrazvukový senzor, který se používá k určení vzdálenosti mezi dvěma objekty. Skládá se z vysílače a přijímače. Vysílač převádí elektrický signál na ultrazvukový signál a přijímač převádí ultrazvukový signál zpět na elektrický signál. Když vysílač vysílá ultrazvukovou vlnu, odráží se po srážce s určitým objektem. Vzdálenost se vypočítá pomocí času, který ultrazvukový signál potřebuje k přechodu z vysílače a návratu k přijímači.

    Ultrazvukový senzor

  3. 433 MHz RF vysílač a přijímač: Pracuje na specifické frekvenci 433 MHz. Na trhu je k dispozici několik dalších vysokofrekvenčních zařízení a ve srovnání s nimi bude výkon RF modulu záviset na několika faktorech, jako když zvýšíme výkon vysílače, získá se velká komunikační vzdálenost. Způsobí to vysoký odběr elektrického proudu na vysílacím zařízení, což způsobí kratší životnost zařízení napájených z baterie. Používáme-li toto zařízení při vyšším vysílaném výkonu, bude toto zařízení rušit ostatní RF zařízení.

    RF vysílač a přijímač

  4. 7805 Regulátor napětí: Regulátory napětí mají v elektrických obvodech značný význam. I když dochází ke kolísání vstupního napětí, poskytuje tento regulátor napětí konstantní výstupní napětí. Uplatnění 7805 IC najdeme ve většině projektů. Název 7805 znamená dva významy, „78“ znamená, že jde o kladný regulátor napětí a „05“ znamená, že poskytuje 5V jako výstup. Náš regulátor napětí bude tedy poskytovat výstupní napětí + 5 V. Tento IC zvládne proud kolem 1,5A. Chladič se doporučuje pro projekty, které spotřebovávají více proudu. Například pokud je vstupní napětí 12V a spotřebováváte 1A, pak (12-5) * 1 = 7W. Těchto 7 W bude rozptýleno jako teplo.

    Regulátor napětí

Krok 4: Sestavení obvodu

Pro tento projekt budeme muset navrhnout dva obvody. První okruh bude umístěn na vhodném místě v hole slepce a druhý bude RF vysílač obvodu a bude použit k zjištění hlavního obvodu. Před návrhem obvodu na Proteus musíme do softwaru zahrnout knihovnu proteus RF přijímače. Knihovnu si můžete stáhnout z Tady a po stažení knihovny otevřete Knihovna složku a zkopírujte MODULO_RF.LIB soubor a vložte jej do složky Knihovna aplikace Proteus. Pokud složku knihovny nenajdete, klikněte na (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional LIBRARY). Po dokončení otevřete složku MODELS a zkopírujte soubor RX.MDF a vložte jej do složky proteus MODELS. Pokud složku s modely nenajdete, klikněte na (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional MODELS).

Schéma zapojení (Obrázek s laskavým svolením: Přehled obvodu)

Mikrokontrolér, který bude použit k ovládání všech senzorů v obvodu, je Arduino Nano. Napájení používaným pro práci obvodu je 9V baterie a toto napětí 9V klesá pomocí a. Na 5V 7805 Regulátor napětí. Na obvodu je vidět, že Ultrazvukový senzor je napájen z Vout regulátoru napětí. Spouštěcí a echo piny senzoru jsou připojeny ke kolíku 3 a ke kolíku 2 Arduina. The Odpor závislý na světle (LDR) je připojen k potenciometru hodnoty 10k a Analogově digitální k tomuto bodu je připojen konverzní pin A1 Arduina, aby se zaznamenal rozdíl napětí. Potřebujeme znát signál, který je vydáván RF přijímačem, takže jsme připojili ADC pin A0 ke čtení signálu z RF přijímače. Výstup celého obvodu je dán parametrem bzučák tedy kladný kolík bzučáku je připojen k kolíku 12 Arduina a záporný kolík k zemi ultrazvukového snímače.

RF vysílač jsme do našeho schématu zapojení nezahrnuli, protože ho sestavíme na hardware zvlášť. Kdykoli používáme 433 MHz superheterodynový vysílač a přijímač, potřebujeme mikrokontrolér, který by je s nimi propojil, ale v tomto projektu potřebujeme jediný vysílač, který vysílá signály do přijímače, takže jsme propojili datový kolík vysílače s Vcc. Datový kolík přijímače prochází RC filtrem a poté je připojen k datovému kolíku A0 Arduina. Opakovaně stiskneme tlačítko umístěné na vysílači a po stisknutí tlačítka bude přijímač dávat jakoukoli konstantní hodnotu jako výstup.

RF vysílač

příchozí provoz hamachi blokován

Krok 5: Sestavení hardwaru

Jak jsme spustili simulaci, jsme v pozici, abychom vytvořili prototyp. Při pájení součástek na desce Perf věnujte zvláštní pozornost pinům Arduino Nano. ujistěte se, že se kolíky navzájem nedotýkají, jinak by mohlo dojít k poškození Arduina. Najděte doma hůlku a připojte k ní obvod skládající se z Arduina a RF přijímače. K upevnění obvodu na hokejce můžete použít horkou lepicí pistoli a je lepší nanést nějaké lepidlo na kladnou a zápornou svorku, aby se vodiče napájecího zdroje nemohly oddělit, pokud je páčka pevně přitlačena k zemi.

swtor tato aplikace zaznamenala nespecifikovanou chybu

Circuit Assembled On Hardware (Obrázek se svolením: Circuit Digest)

Krok 6: Začínáme s Arduino

Pokud nejste obeznámeni s Arduino IDE, nebojte se, protože níže můžete vidět jasné kroky vypalování kódu na desce mikrokontroléru pomocí Arduino IDE. Nejnovější verzi IDE Arduino si můžete stáhnout z tady a postupujte podle následujících kroků:

  1. Když je deska Arduino připojena k vašemu PC, otevřete „Ovládací panel“ a klikněte na „Hardware a zvuk“. Poté klikněte na „Zařízení a tiskárny“. Najděte název portu, ke kterému je vaše deska Arduino připojena. V mém případě je to „COM14“, ale na vašem PC se to může lišit.

    Hledání přístavu

  2. Klikněte na nabídku Nástroj. a nastavte desku na Arduino Nano z rozevírací nabídky.

    Nastavovací deska

  3. Ve stejné nabídce nástrojů nastavte port na číslo portu, které jste pozorovali dříve v souboru Zařízení a tiskárny .

    Nastavení portu

  4. Ve stejné nabídce nástrojů nastavte procesor na ATmega328P (starý bootloader).

    Procesor

  5. Stáhněte si níže přiložený kód a vložte jej do svého Arduino IDE. Klikněte na nahrát tlačítko pro vypálení kódu na desce vašeho mikrokontroléru.

    nahrát

Chcete-li stáhnout kód, klikněte zde.

Krok 7: Porozumění Kodexu

Kodex je dobře komentovaný a vysvětlující. Ale přesto je to vysvětleno níže:

  1. Na začátku kódu se inicializují všechny piny desky Arduino Nano, které jsou připojeny k ultrazvukovému senzoru a RF modulu.
const int trigger = 3; // Spínací kolík 1. snímače const int echo = 2; // Echo pin 1. senzoru const int Buzz = 13; // Pin pro připojení bzučáku const int Remote = A0; const int Light = A1; long_taken; int dist; int Signál; int Intens; int podobný_počet;

2. neplatné nastavení () je funkce, která se používá k nastavení všech použitých pinů, jako VSTUP a VÝSTUP. Přenosová rychlost je definována v této funkci. Přenosová rychlost je rychlost komunikace, kterou deska mikrokontroléru komunikuje s integrovanými senzory.

void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (Buzz, OUTPUT); digitalWrite (Buzz, LOW); pinMode (trigger, OUTPUT); pinMode (echo, INPUT); }

3. Nyní vytvoříme funkci, která vypočítá vzdálenost.

void spočítat_vzdálenost (int trigger, int echo) {digitalWrite (trigger, LOW); delayMicroseconds (2); digitalWrite (trigger, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (trigger, LOW); time_taken = pulseIn (echo, HIGH); dist = time_taken * 0,034 / 2; if (dist> 300) dist = 300; }

Čtyři. neplatná smyčka () je funkce, která běží opakovaně v cyklu. V této funkci řekneme desce mikrokontroléru, jak a jaké operace provádět. V hlavní smyčce budeme číst data senzorů. Zde je nejprve nastaven spouštěcí kolík pro odesílání signálu, který bude detekován echo kolíkem. Jsou-li objekty detekovány v určité vzdálenosti, jsou použity podmínky pro nepřetržité bzučení. Bzučák pípne s malým zlomem, pokud detekuje temnotu, a pípne s mírně větším zlomem, pokud detekuje jas.

void loop () {// nekonečná smyčka vypočítat_vzdálenost (trigger, echo); Signál = analogRead (vzdálený); Intens = analogRead (Light); // Zkontrolujte, zda je stisknuto Remote int temp = analogRead (Remote); similar_count = 0; while (Signal == temp) {Signal = analogRead (Remote); similar_count ++; } // Pokud je stisknuto dálkové ovládání 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--) zpoždění (10); digitalWrite (Buzz, LOW); pro (int i = dist; i> 0; i--) zpoždění (10); } //Serial.print('dist= '); //Serial.println(dist); //Serial.print('Similar_count= '); //Serial.println(similar_count); //Serial.print('Intens= '); //Serial.println(Intens); }

Krok 8: Testování

Jak jsme pochopili kód, nahráli jsme jej na mikrokontrolér a také jsme sestavili hardware, nyní je čas otestovat náš projekt. Před testováním se ujistěte, že jsou připojení provedena správně, a ověřte kontinuitu obvodu pomocí digitálního multimetru. Pro soustružení NA oba obvody používají 9V baterii. Umístěte předmět na povrch, na kterém testujete, a posuňte před něj ultrazvukový senzor a všimnete si, že zvuk bzučáku se zvyšuje, jak se senzor přibližuje k objektu. Existují dvě možnosti, pokud je LDR potemněn nebo pokud testujete na slunci, začne bzučák pípat. Pokud stisknete tlačítko na RF vysílači, bzučák bude dlouho pípat. Pokud bzučák dlouho pípá, znamená to, že alarm je spuštěn falešně. Pokud čelíte tomuto druhu chyby, otevřete sériový monitor Arduino IDE a zkontrolujte parametry, které způsobují tento druh problému.

nejlépe 1070 ti

Testování hardwaru (Picture Courtesy: Circuit Digest)

To byl nejjednodušší způsob, jak vyrobit inteligentní hůl pro nevidomé pomocí Arduina. Postupujte podle všech výše uvedených kroků a po úspěšném testování projektu vyhledejte osobu se zdravotním postižením a nabídněte mu tento projekt, který mu usnadní život.