Tongkat buta pintar menggunakan arduino

Pernah dengar mengenai Hugh Herr? Dia adalah pendaki batu Amerika yang terkenal yang telah memecahkan batasan kecacatannya; dia yakin bahawa teknologi dapat membantu orang kurang upaya untuk menjalani kehidupan yang normal. Dalam salah satu ceramah TEDnya, Herr berkata, “ Manusia tidak cacat. Seseorang tidak akan pernah patah. Persekitaran yang dibina, teknologi kami, rosak dan cacat. Kita orang tidak perlu menerima batasan kita, tetapi dapat memindahkan kecacatan melalui Inovasi teknologi ”. Ini bukan hanya kata-kata tetapi dia menjalani hidupnya kepada mereka, hari ini dia menggunakan kaki prostetik dan mengaku hidup normal. Jadi ya, teknologi memang dapat meneutralkan kecacatan manusia; dengan ini, mari kita gunakan beberapa papan dan sensor devlopment sederhana untuk membina tongkat buta ultrasonik menggunakan Arduino yang boleh melakukan lebih dari sekadar tongkat untuk orang yang cacat penglihatan.

Tongkat pintar ini akan mempunyai sensor Ultrasonik untuk merasakan jarak dari halangan apa pun, LDR untuk merasakan keadaan pencahayaan dan alat kawalan jauh RF yang dapat digunakan oleh orang buta untuk mencari tongkatnya dari jarak jauh. Semua maklum balas akan diberikan kepada orang buta melalui Buzzer. Sudah tentu anda boleh menggunakan motor penggetar sebagai pengganti Buzzer dan maju lebih banyak menggunakan kreativiti anda.

Bahan yang Diperlukan:

1. Arduino Nano (Sebarang versi akan berfungsi)
2. Sensor Ultrasonik HC-SR04
3. LDR
4. Buzzer dan LED
5. 7805
6. Pemancar dan penerima RF 433MHz
7. Perintang
8. Kapasitor
9. Tekan butang
10. Papan Perf
11. Kit Pematerian
12. Bateri 9V

Anda boleh membeli semua komponen yang diperlukan untuk projek smart blind stick ini dari sini.

Rajah Litar Tongkat Buta:

Projek Arduino Smart Blind Stick ini memerlukan dua litar yang berasingan. Salah satunya adalah litar utama yang akan dipasang pada tongkat orang buta. Yang lain adalah litar pemancar RF jarak jauh kecil yang akan digunakan untuk mencari litar utama. Gambarajah litar papan utama untuk membina tongkat buta menggunakan sensor ultrasonik ditunjukkan di bawah:

Seperti yang kita lihat, Arduino Nano digunakan untuk mengawal semua sensor, tetapi anda juga boleh membina Smart blind stick ini menggunakan arduino uno tetapi mengikuti pinout dan program yang sama. Papan lengkap dikuasakan oleh bateri 9V yang diatur ke + 5V menggunakan pengatur voltan 7805. The sensor ultrasonik mendapat kuasa 5V dan picu dan Echo pin disambungkan ke Arduino nano pin 3 dan 2 seperti di atas. The LDR disambungkan dengan perintang nilai 10K untuk membentuk pembahagi Potensi dan perbezaan dalam voltan dibaca oleh Arduino ADC pin A1. Pin ADC A0 digunakan untuk membaca isyarat dari penerima RF. Keluaran papan diberikan oleh Buzzer yang disambungkan ke pin 12.

The litar RF remote ditunjukkan di bawah. Cara kerjanya juga dijelaskan lebih lanjut.

Saya telah menggunakan hack kecil untuk menjadikan rangkaian kawalan jauh RF ini berfungsi. Biasanya semasa menggunakan modul RF 433 MHz ini memerlukan Encoder dan Decoder atau dua MCU untuk berfungsi, seperti dalam rangkaian Pemancar dan Penerima RF kami sebelumnya, kami menggunakan HT12D dan HT12E, decoder dan encoder IC masing-masing. Tetapi, dalam aplikasi kita, kita hanya memerlukan penerima untuk mengesan apakah pemancar mengirimkan beberapa isyarat. Oleh itu, pin data pemancar disambungkan ke Ground atau Vcc bekalan.

Pin data penerima dihantar melalui penapis RC dan kemudian diberikan kepada Arduino seperti yang ditunjukkan di bawah. Sekarang, setiap kali butang ditekan, Penerima mengeluarkan beberapa nilai ADC berterusan berulang kali. Pengulangan ini tidak dapat diperhatikan apabila butang tidak ditekan. Oleh itu, kami menulis program Arduino untuk memeriksa nilai berulang untuk mengesan sama ada butang ditekan. Oleh itu, orang buta dapat mengesan tongkatnya. Anda boleh menyemak di sini: bagaimana pemancar dan penerima RF berfungsi.

Saya telah menggunakan papan perf untuk menyolder semua sambungan sehingga ia tetap utuh dengan tongkat. Tetapi, anda juga boleh membuatnya di papan roti. Ini adalah papan yang saya buat untuk projek tongkat buta ini menggunakan arduino.

Program Arduino untuk Smart Blind Stick:

Setelah kami siap dengan perkakasan kami, kami dapat menghubungkan Arduino ke Komputer kami dan memulakan pengaturcaraan. The kod lengkap digunakan untuk halaman ini boleh ditemui di bahagian bawah halaman ini, anda boleh memuat naik terus ke papan Arduino anda. Walau bagaimanapun, jika anda ingin tahu bagaimana kod tersebut berfungsi, baca lebih lanjut.

Seperti semua program, kita mulakan dengan persediaan kosong () untuk memulakan pin Input Output. Dalam program kami, pin Buzzer dan Trigger adalah peranti Output dan pin Echo adalah peranti Input. Kami juga memulakan monitor bersiri untuk debug.

persediaan tidak sah () {Serial.begin (9600); pinMode (Buzz, OUTPUT); digitalWrite (Buzz, RENDAH); pinMode (pencetus, OUTPUT); pinMode (gema, INPUT); }

Di dalam gelung utama, kami membaca semua data sensor. Kita mulakan dengan membaca data sensor ultrasonik untuk jarak, LDR untuk intensiti cahaya dan isyarat RF untuk memeriksa apakah butang ditekan. Semua data ini disimpan dalam pemboleh ubah seperti yang ditunjukkan di bawah untuk penggunaan masa depan.

hitung_jarak (pencetus, gema); Isyarat = analogRead (Jauh); Intens = analogRead (Cahaya);

Kita mulakan dengan memeriksa isyarat Jauh. Kami menggunakan pemboleh ubah yang disebut same_count untuk memeriksa berapa kali nilai yang sama diulang dari penerima RF. Pengulangan ini akan berlaku hanya apabila butang ditekan. Oleh itu, kami mencetuskan penggera yang ditekan jauh jika kiraannya melebihi nilai 100.

// Periksa sama ada Jauh ditekan int temp = analogRead (Jauh); jumlah_ramai = 0; sementara (Signal == temp) {Signal = analogRead (Jauh); serupa_kira ++; } // Jika jarak jauh ditekan jika (bilangan_ serupa <100) {Serial.print (jumlah_ serupa); Serial.println ("Remote Pressed"); digitalWrite (Buzz, TINGGI); kelewatan (3000); digitalWrite (Buzz, RENDAH); }

Anda juga boleh memeriksanya di Serial Monitor di komputer anda:

Seterusnya kami memeriksa intensiti cahaya di sekitar orang buta. Sekiranya LDR memberikan nilai kurang dari 200, ia dianggap sangat gelap dan kami memberinya peringatan melalui buzzer dengan nada penundaan tertentu dengan 200ms. Sekiranya intensiti sangat terang iaitu lebih dari 800 maka kita juga memberi peringatan dengan nada yang lain. Nada dan intensiti penggera dapat diubah dengan mudah dengan mengubah nilai masing-masing dalam kod di bawah.

// Sekiranya sangat gelap jika (Intens <200) {Serial.print (Intens); Serial.println ("Cahaya Terang"); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (200); digitalWrite (Buzz, LOW); delay (200); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (200); digitalWrite (Buzz, LOW); delay (200); kelewatan (500); } // Jika sangat terang jika (Intens> 800) {Serial.print (Intens); Serial.println ("Cahaya Rendah"); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (500); digitalWrite (Buzz, LOW); delay (500); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (500); digitalWrite (Buzz, LOW); delay (500); }

Akhirnya, kita mula mengukur jarak dari sebarang halangan. Tidak akan ada penggera jika jarak yang diukur lebih dari 50cm. Tetapi, jika jaraknya kurang dari 50cm, penggera akan bermula dengan membunyikan bel. Apabila objek semakin dekat dengan bel, selang bunyi juga akan berkurang. Semakin dekat objek, semakin cepat bel akan berbunyi. Ini dapat dilakukan dengan mewujudkan kelewatan yang sebanding dengan jarak yang diukur. Oleh kerana penundaan () di Arduino tidak dapat menerima pemboleh ubah, kita harus menggunakan loop untuk loop yang berdasarkan jarak yang diukur seperti yang ditunjukkan di bawah.

jika (dist <50) {Serial.print (dist); Serial.println ("Objek Makluman"); digitalWrite (Buzz, TINGGI); untuk (int i = dist; i> 0; i--) kelewatan (10); digitalWrite (Buzz, RENDAH); untuk (int i = dist; i> 0; i--) kelewatan (10); }

Ketahui lebih lanjut mengenai mengukur jarak menggunakan sensor Ultrasonik dan Arduino.

Program ini dapat disesuaikan dengan mudah untuk aplikasi anda dengan mengubah nilai yang kami gunakan untuk membandingkan. Anda menggunakan monitor bersiri untuk men-debug jika penggera palsu memicu. Sekiranya anda mempunyai masalah, anda boleh menggunakan bahagian komen di bawah untuk menghantar soalan anda

Arduino Blind Stick dalam Aksi:

Akhirnya tiba masanya untuk menguji projek arduino blind stick kami. Pastikan sambungan dilakukan seperti rajah litar dan program berjaya dimuat naik. Sekarang, kuasa kedua-dua litar menggunakan bateri 9V dan anda harus mula melihat hasilnya. Gerakkan sensor Ultra Sonic lebih dekat ke objek dan anda akan melihat bunyi Buzzer berbunyi dan frekuensi bunyi ini meningkat ketika tongkat menghampiri objek. Sekiranya LDR ditutupi gelap atau terlalu banyak cahaya, bel akan berbunyi. Sekiranya semuanya normal, bel tidak akan berbunyi.

Apabila anda menekan butang pada jarak jauh, bel akan memberi bunyi bip panjang. Kerja lengkap Smart Stick ini untuk orang buta menggunakan Arduino ditunjukkan dalam Video yang diberikan di akhir halaman ini. Saya juga menggunakan tongkat kecil untuk memasang pemasangan yang lengkap, anda boleh menggunakan tongkat yang lebih besar atau tongkat buta yang sebenarnya dan memasangnya.

Sekiranya bel anda selalu berbunyi, ini bermakna penggera palsu dipicu. Anda boleh membuka monitor bersiri untuk memeriksa parameter dan memeriksa mana yang berada dalam keadaan kritikal dan menyesuaikannya. Seperti biasa anda boleh menghantar masalah anda di bahagian komen untuk mendapatkan bantuan. Harap anda memahami projek dan menikmati pembinaan sesuatu.