Ako vyrobiť inteligentnú palicu pre nevidiacich ľudí používajúcich Arduino?

Naučte Sa

Pevne verím v citát Heleny Kellerovej, ktorý uvádza 'Jedinou vecou, ​​ktorá je horšia ako slepota, je zrak, ale žiadny zrak.' Táto technológia by mohla pomôcť zdravotne postihnutým ľuďom žiť normálny život ako ostatní ľudia. Každý pozná indické dievča s menom Arunima Sinha ktorá pri nehode vlaku prišla o nohu a do konca života musela chodiť po protetických nohách. Po nehode sa rozhodla vystúpiť na Mount Everest na protetických nohách, a preto jej najnovšia technológia pripravila cestu k dosiahnutiu svojho sna.



Smart Stick

Táto technológia môže skutočne neutralizovať ľudské postihnutie; s ohľadom na to využime silu Arduino a jednoduché senzory na výrobu hokejky pre nevidiacich ktorý by mohol byť záchrancom pre zrakovo postihnuté osoby. Do palice bude nainštalovaný ultrazvukový senzor, ktorý sníma vzdialenosť osoby od akejkoľvek prekážky, LDR na snímanie svetelných podmienok a RF diaľkový ovládač, pomocou ktorého môže nevidiaci muž na diaľku lokalizovať svoju palicu. Všetky pokyny dostanú nevidiaci prostredníctvom Bzučiaka. Namiesto bzučiaka môžeme použiť vibračný motor a vďaka našej kreativite napredovať oveľa viac.



Smart Stick pre nevidiacich (Obrázok so súhlasom: Circuit Digest)



odomkávač roblox fps

Ako používať Arduino pri navrhovaní obvodu?

Teraz, keď už vieme abstrakt projektu, posuňme sa dopredu a získajme rôzne informácie, aby sme mohli začať pracovať. Najskôr urobíme zoznam komponentov, potom ich krátko preštudujeme, potom všetky komponenty zostavíme a vytvoríme funkčný systém.



Krok 1: Potrebné komponenty (hardvér)

  • LDR
  • Bzučiak
  • LED
  • Vysielač a prijímač supperhetrodínu
  • Rezistor
  • Tlačidlo
  • Veroboard
  • 9V batéria
  • Digitálny multimetr
  • Lepiaca pištoľ

Krok 2: Použité komponenty (softvér)

  • Proteus 8 Professional (možno stiahnuť z Tu )

Po stiahnutí Proteus 8 Professional na ňom navrhnite obvod. Zahrnuli sme sem softvérové ​​simulácie, aby bolo pre začiatočníkov výhodné navrhnúť obvod a vykonať príslušné pripojenia na hardvéri.

Krok 3: Štúdium komponentov

Teraz, keď sme vytvorili zoznam všetkých komponentov, ktoré budeme v tomto projekte používať. Poďme sa posunúť o krok ďalej a prejdime si krátkym štúdiom všetkých hlavných komponentov.

  1. Arduino Nano: Arduino nano je doska mikrokontroléra, ktorá sa používa na riadenie alebo vykonávanie rôznych úloh v obvode. Pálime a Zákonníka C. na Arduino Nano, aby povedal doske mikrokontroléra, ako a aké operácie majú vykonávať. Arduino Nano má úplne rovnakú funkcionalitu ako Arduino Uno, ale v celkom malom rozmere. Mikrokontrolér na doske Arduino Nano je ATmega328p.

    Arduino Nano



  2. Ultrazvukový snímač HC-SR04: Doska HC-SR04 je ultrazvukový senzor, ktorý sa používa na určenie vzdialenosti medzi dvoma objektmi. Skladá sa z vysielača a prijímača. Vysielač prevádza elektrický signál na ultrazvukový signál a prijímač prevádza ultrazvukový signál späť na elektrický signál. Keď vysielač vysiela ultrazvukové vlnenie, odráža sa po zrážke s určitým predmetom. Vzdialenosť sa počíta pomocou času, ktorý trvá ultrazvukový signál od vysielača a vráti sa späť k prijímaču.

    Ultrazvukový senzor

  3. 433 MHz RF vysielač a prijímač: Pracuje na konkrétnej frekvencii 433 MHz. Na trhu je k dispozícii niekoľko ďalších vysokofrekvenčných zariadení a v porovnaní s nimi bude výkon RF modulu závisieť od niekoľkých faktorov, napríklad keď zvýšime výkon vysielača, bude sa dosahovať veľká komunikačná vzdialenosť. Spôsobí to vysoký odber elektrickej energie na vysielacom zariadení, čo spôsobuje kratšiu životnosť zariadení napájaných z batérie. Ak použijeme toto zariadenie pri vyššom vysielacom výkone, bude zariadenie vytvárať rušenie s inými RF zariadeniami.

    RF vysielač a prijímač

  4. 7805 Regulátor napätia: Regulátory napätia majú v elektrických obvodoch značný význam. Aj v prípade kolísania vstupného napätia poskytuje tento regulátor napätia konštantné výstupné napätie. Aplikáciu 7805 IC nájdeme vo väčšine projektov. Názov 7805 znamená dva významy, „78“ znamená, že ide o kladný regulátor napätia a „05“ znamená, že poskytuje 5 V ako výstup. Náš regulátor napätia bude teda poskytovať výstupné napätie + 5 V. Tento IC dokáže spracovať prúd okolo 1,5A. Chladič sa odporúča pre projekty, ktoré spotrebúvajú viac prúdu. Napríklad, ak je vstupné napätie 12V a spotrebujete 1A, potom (12-5) * 1 = 7W. Týchto 7 W bude rozptýlených ako teplo.

    Regulátor napätia

Krok 4: Zostavenie obvodu

Pre tento projekt budeme musieť navrhnúť dva obvody. Prvý okruh bude umiestnený na vhodnom mieste v hokejke pre slepcov a druhý bude RF vysielač okruhu a použije sa na zistenie hlavného okruhu. Pred navrhnutím obvodu na Proteus musíme do softvéru zahrnúť knižnicu proteus RF prijímača. Knižnicu si môžete stiahnuť z Tu a po stiahnutí knižnice otvorte Knižnica priečinok a kopírovanie MODULO_RF.LIB súbor a vložte ho do priečinka Knižnica v aplikácii Proteus. Ak priečinok knižnice nenájdete, kliknite na (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional LIBRARY). Po dokončení otvorte priečinok MODELS, skopírujte súbor RX.MDF a vložte ho do priečinka proteus MODELS. Ak priečinok s modelmi nenájdete, kliknite na (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional MODELS).

Schéma zapojenia (Obrázok so súhlasom: Prehľad obvodu)

Mikrokontrolér, ktorý sa bude používať na riadenie všetkých senzorov v obvode, je Arduino Nano. Napájanie, ktoré sa používa na prácu v obvode, je 9V batéria a toto napätie 9V sa zníži na 5V pomocou a 7805 Regulátor napätia. Na obvode je vidieť, že Ultrazvukový senzor je napájaný z Vout regulátora napätia. Spúšťacie a echo piny snímača sú pripojené na pin 3 a pin 2 Arduina. The Odpor závislý od svetla (LDR) je pripojený k potenciometru hodnoty 10k a Analógovo-digitálne konverzný pin A1 Arduina je pripojený k uvedenému bodu, aby sa zaznamenal rozdiel napätia. Potrebujeme poznať signál, ktorý vysiela RF prijímač, takže sme pripojili pin ADC A0 na čítanie signálu z RF prijímača. Výstup celého obvodu je daný číslom bzučiak teda kladný kolík bzučiaka je pripojený k kolíku 12 Arduina a záporný kolík je pripojený k zemi ultrazvukového snímača.

RF vysielač sme do nášho schémy zapojenia nezahrnuli, pretože ho budeme osobitne montovať na hardvér. Kedykoľvek použijeme 433 MHz superheterodynový vysielač a prijímač, potrebujeme mikrokontrolér, ktorý by ich s nimi prepojil, ale v tomto projekte potrebujeme jediný vysielač, ktorý vysiela signály do prijímača, takže sme prepojili dátový kolík vysielača s Vcc. Dátový kolík prijímača je vedený cez RC filter a potom pripojený k dátovému kolíku A0 Arduina. Opakovane stláčame tlačidlo umiestnené na vysielači a po stlačení tlačidla prijímač dá konštantnú hodnotu ako výstup.

RF vysielač

hamachi - blokovaná prichádzajúca doprava

Krok 5: Zostavenie hardvéru

Keď sme spustili simuláciu, nie sme v pozícii, aby sme vytvorili prototyp. Pri spájkovaní komponentov na doske Perf venujte zvláštnu pozornosť pinom Arduino Nano. uistite sa, že sa kolíky navzájom nedotýkajú, inak by mohlo dôjsť k poškodeniu Arduina. Nájdite doma palicu a pripojte na ňu obvod pozostávajúci z Arduina a RF prijímača. Na pripevnenie obvodu na hokejke môžete použiť tavnú pištoľ a lepšie je nalepiť na kladnú a zápornú svorku lepidlo, aby sa pri silnom pohladení hokejky na zem nemuseli odpojiť vodiče napájacieho zdroja.

swtor, v tejto aplikácii sa vyskytla nešpecifikovaná chyba

Obvod zostavený na hardvéri (Obrázok so súhlasom: Prehľad okruhu)

Krok 6: Začíname s Arduinom

Ak predtým Arduino IDE nepoznáte, nebojte sa, pretože nižšie môžete vidieť jasné kroky pri vypaľovaní kódu na doske mikrokontroléra pomocou Arduino IDE. Najnovšiu verziu Arduino IDE si môžete stiahnuť z adresy tu a postupujte podľa nasledujúcich pokynov:

  1. Keď je doska Arduino pripojená k vášmu počítaču, otvorte „Ovládací panel“ a kliknite na „Hardvér a zvuk“. Potom kliknite na „Zariadenia a tlačiarne“. Nájdite názov portu, ku ktorému je pripojená vaša doska Arduino. V mojom prípade je to „COM14“, ale na vašom počítači sa to môže líšiť.

    Hľadá sa prístav

  2. Kliknite na ponuku Nástroj. a nastavte dosku na Arduino Nano z rozbaľovacej ponuky.

    Nastavovacia doska

  3. V rovnakej ponuke nástrojov nastavte port na číslo portu, ktoré ste pozorovali predtým v priečinku Zariadenia a tlačiarne .

    Nastavuje sa port

  4. V tej istej ponuke nástrojov nastavte procesor na ATmega328P (starý bootloader).

    procesor

  5. Stiahnite si nižšie priložený kód a vložte ho do svojho Arduino IDE. Klikni na nahrať tlačidlo na vypálenie kódu na doske vášho mikrokontroléra.

    Nahrať

Ak chcete stiahnuť kód, kliknite tu.

Krok 7: Porozumenie Kódexu

Kódex je dobre komentovaný a je zrozumiteľný. Ale aj tak je to vysvetlené nižšie:

  1. Na začiatku kódu sa inicializujú všetky piny dosky Arduino Nano, ktoré sú spojené s ultrazvukovým snímačom a RF modulom.
const int spúšť = 3; // Trigger pin 1. snímača const int echo = 2; // Echo pin 1. senzora const int Buzz = 13; // Pin na pripojenie bzučiaka const int Remote = A0; const int Svetlo = A1; dlho_vyberané; int dist; int Signál; int Intens; int podobný_počet;

2. nastavenie neplatnosti () je funkcia, ktorá sa používa na nastavenie všetkých použitých pinov, ako VSTUP a VÝKON. Prenosová rýchlosť je definovaná v tejto funkcii. Prenosová rýchlosť je rýchlosť komunikácie, ktorou doska mikrokontroléra komunikuje so senzormi, ktoré sú s ňou integrované.

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

3. Teraz vytvoríme funkciu, ktorá bude počítať vzdialenosť.

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

Štyri. neplatná slučka () je funkcia, ktorá beží opakovane v cykle. V tejto funkcii povieme doske mikrokontroléra, ako a aké operácie je potrebné vykonať. V hlavnej slučke budeme čítať údaje senzorov. Tu sa najskôr nastaví spúšťací kolík na vysielanie signálu, ktorý bude detekovaný echovým kolíkom. Ak je objekt v určitej vzdialenosti detekovaný v určitej vzdialenosti, platia určité podmienky na nepretržité zapnutie bzučiaka. Bzučiak pípne s malým zlomom, ak zistí tmavú farbu, a pípne s mierne väčším zlomom, ak zistí jasnosť.

void loop () {// nekonečná slučka vypočítať_vzdialenosť (trigger, echo); Signál = analogRead (vzdialený); Intens = analogRead (svetlo); // Skontrolujte, či je stlačené diaľkové ovládanie int temp = analogRead (Remote); podobný_počet = 0; while (Signal == temp) {Signal = analogRead (Remote); podobný_počet ++; } // Ak je stlačené diaľkové ovládanie 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--) oneskorenie (10); digitalWrite (Buzz, LOW); pre (int i = dist; i> 0; i--) oneskorenie (10); } //Serial.print('dist= '); //Serial.println(dist); //Serial.print('Similar_count= '); //Serial.println(similar_count); //Serial.print('Intens= '); //Serial.println(Intens); }

Krok 8: Testovanie

Pretože sme kódu porozumeli, nahrali sme ho do mikrokontroléra a tiež sme zmontovali hardvér. Teraz je čas otestovať náš projekt. Pred testovaním sa uistite, či sú pripojenia vykonané správne, a pomocou digitálneho multimetra overte kontinuitu obvodu. Na sústruženie ZAP oba obvody používajú 9V batériu. Položte predmet na povrch, na ktorom testujete, a posuňte ultrazvukový senzor pred neho. Všimnite si, že zvuk bzučiaka sa zvyšuje, keď sa senzor pohybuje bližšie k objektu. Existujú dve možnosti, ak je LDR potiahnutý v tme alebo ak testujete na slnečnom svetle, začne bzučiak pípať. Ak stlačíte tlačidlo na RF vysielači, bzučiak dlho pípne. Ak bzučiak dlho pípa, znamená to, že alarm je spustený falošne. Ak čelíte tomuto druhu chyby, otvorte sériový monitor Arduino IDE a skontrolujte parametre, ktoré spôsobujú tento druh problému.

najlepšie 1070 ti

Testovanie hardvéru (Obrázok so súhlasom: Circuit Digest)

To bol najjednoduchší spôsob, ako vyrobiť inteligentnú hokejku pre nevidiacich ľudí používajúcich Arduino. Postupujte podľa všetkých vyššie uvedených krokov a po úspešnom otestovaní projektu vyhľadajte postihnutého a ponúknite mu tento projekt na uľahčenie jeho života.