Hur man gör en smart stick för blinda människor som använder Arduino?

Jag tror starkt på ett citat från Helen Keller som säger ”Det enda som är värre än att vara blind är att ha syn men ingen syn”. Tekniken kan hjälpa funktionshindrade att leva ett normalt liv som andra människor gör. Alla känner till den indiska tjejen som heter Arunima Sinha som tappade benet i en tågolycka och hon var tvungen att gå på protesbenen resten av sitt liv. Efter en olycka bestämde hon sig för att klättra upp på Mount Everest på protesben och därmed banade den senaste tekniken för henne att uppnå sin dröm.



Smart Stick

Tekniken kan verkligen neutralisera människors funktionshinder; med detta i åtanke, låt oss använda kraften i Arduino och enkla sensorer för att bygga en blind mans pinne det kan vara en livräddare för synskadade. En ultraljudssensor kommer att installeras i en pinne som känner avståndet från en person från något hinder, en LDR för att känna av ljusförhållandena och en RF-fjärrkontroll som den blinda mannen kan använda för att fjärrstäda sin pinne. Alla anvisningar kommer att ges till den blinda mannen genom en summer. Vi kan använda en vibratormotor istället för summern och avancera mycket mer med vår kreativitet.



Smart Stick för blinda människor (Bild med tillstånd: Circuit Digest)



Hur man använder Arduino vid design av kretsen?

Nu som vi vet abstrakt av projektet, låt oss gå vidare och samla in annan information för att börja arbeta. Vi kommer först att göra en lista över komponenterna, sedan studera dem kort och sedan montera alla komponenter för att skapa ett fungerande system.



Steg 1: Komponenter som behövs (hårdvara)

  • LDR
  • Summer
  • LED
  • Supperhetrodine sändare och mottagare
  • Motstånd
  • Tryckknapp
  • Veroboard
  • 9V batteri
  • Digital multimeter
  • Limpistol

Steg 2: Komponenter som används (programvara)

  • Proteus 8 Professional (kan laddas ner från Här )

Efter att ha laddat ner Proteus 8 Professional, design kretsen på den. Vi har inkluderat programvarusimuleringar här så att det kan vara bekvämt för nybörjare att utforma kretsen och göra lämpliga anslutningar på hårdvaran.

Steg 3: Studera komponenterna

Nu när vi har gjort en lista över alla komponenter som vi ska använda i detta projekt. Låt oss gå ett steg längre och gå igenom en kort studie av alla huvudkomponenter.

  1. Arduino Nano: Arduino nano är ett mikrokontrollerkort som används för att styra eller utföra olika uppgifter i en krets. Vi bränner en C-kod på Arduino Nano för att berätta för mikrokontrollerkortet hur och vilka operationer som ska utföras. Arduino Nano har exakt samma funktionalitet som Arduino Uno men i ganska liten storlek. Mikrokontrollern på Arduino Nano-kortet är ATmega328p.

    Arduino Nano



  2. Ultraljudsensor HC-SR04: HC-SR04-kortet är en ultraljudssensor som används för att bestämma avståndet mellan två objekt. Den består av en sändare och en mottagare. Sändaren omvandlar den elektriska signalen till en ultraljudssignal och mottagaren konverterar ultraljudssignalen tillbaka till den elektriska signalen. När sändaren skickar en ultraljudsvåg reflekteras den efter kollision med ett visst föremål. Avståndet beräknas med hjälp av den tid det tar för ultraljudssignalen att gå från sändaren och komma tillbaka till mottagaren.

    Ultraljudsensor

  3. 433mHz RF-sändare och mottagare: Den fungerar på en specifik frekvens på 433MHz. Det finns flera andra radiofrekvensenheter tillgängliga på marknaden och jämfört med dem kommer en RF-moduls prestanda att bero på flera faktorer, som när vi ökar sändarens kraft kommer ett stort kommunikationsavstånd att samlas. Det kommer att orsaka ett högt strömavlopp på sändarenheten, vilket orsakar en kortare livslängd för de batteridrivna enheterna. Om vi ​​använder den här enheten med högre överförd effekt kommer enheten att skapa störningar med andra RF-enheter.

    RF-sändare och mottagare

  4. 7805 Spänningsregulator: Spänningsregulatorer har stor betydelse i elektriska kretsar. Även om det finns fluktuationer i ingångsspänningen ger denna spänningsregulator en konstant utspänning. Vi hittar tillämpningen av 7805 IC i de flesta av projekten. Namnet 7805 betyder två betydelser, '78' betyder att det är en positiv spänningsregulator och '05' betyder att det ger 5V som utgång. Så vår spänningsregulator kommer att ge en + 5V utspänning. Denna IC kan hantera ström runt 1,5 A. En kylfläns rekommenderas för projekt som förbrukar mer aktuell. Till exempel, om ingångsspänningen är 12V och du förbrukar 1A, då (12-5) * 1 = 7W. Dessa 7 watt kommer att släppas ut som värme.

    Spänningsregulator

Steg 4: Montering av kretsen

Vi måste utforma två kretsar för detta projekt. Den första kretsen kommer att placeras på en lämplig plats i en blind mans pinne och den andra kommer att vara en RF-sändare och den kommer att användas för att ta reda på huvudkretsen. Innan vi utformar kretsen på Proteus måste vi inkludera proteusbiblioteket för RF-mottagare i programvaran. Du kan ladda ner biblioteket från Här och efter nedladdning av biblioteket öppnar du Bibliotek mapp och kopiera MODULO_RF.LIB fil och klistra in den i Proteus biblioteksmapp. Om du inte hittar biblioteksmappen klickar du på (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional LIBRARY). När du har gjort den här öppna MODELLER-mappen och kopiera RX.MDF och klistra in den i proteus MODELLER-mappen. Om du inte hittar modellmappen klickar du på (C: Program Files (x86) Labcenter Electronics Proteus 8 Professional MODELS).

Kretsschema (bild med tillstånd: Circuit Digest)

Mikrokontrollern som kommer att användas för att styra alla sensorer i kretsen är Arduino Nano. Strömförsörjningen som används för att arbeta i kretsen är 9V batteri och denna 9V spänning sjunker ner till 5V med en 7805 Spänningsregulator. Det kan ses i kretsen att Ultraljudssensor drivs av spänningsregulatorns Vout. Utlösaren och ekstiften på sensorn är ansluten till stift 3 respektive stift 2 på Arduino. De Ljusberoende motstånd (LDR) är ansluten till potentiometern med värdet 10k och Analog till Digital omvandlingsstift A1 av Arduino är ansluten till den punkten för att notera spänningsskillnaden. Vi måste känna till signalen som sänds ut av RF-mottagaren så vi har anslutit ADC-stift A0 för att läsa signalen från RF-mottagaren. Utgången från hela kretsen ges av summer så är den positiva stiften på summern ansluten till stiftet 12 på Arduino och den negativa stiften är ansluten till ultraljudssensorns mark.

Vi har inte inkluderat RF-sändaren i vårt kretsschema eftersom vi kommer att montera den på hårdvaran separat. Närhelst vi använder 433 MHz superheterodynesändare och mottagare behöver vi en mikrokontroller för att ansluta dem till det men i det här projektet behöver vi den enda sändaren för att skicka signaler till mottagaren, så vi har anslutit sändarens datapinne med Vcc. Mottagarens datapinne passeras genom RC-filtret och kopplas sedan till datapinnen A0 för Arduino. Vi kommer att trycka på tryckknappen på sändaren upprepade gånger och när du trycker på knappen kommer mottagaren att ge ett konstant värde som utdata.

RF-sändare

Steg 5: Montera hårdvaran

Eftersom vi har kört simuleringen nej är vi i stånd att skapa en prototyp. När du lödder komponenterna på Perf-kortet, var särskilt uppmärksam på stiften på Arduino Nano. se till att stiften inte rör varandra, annars kan Arduino skadas. Hitta en pinne hemma och fäst kretsen bestående av Arduino och RF-mottagare på den. Du kan använda Hot limpistol för att fästa kretsen på pinnen och det är bättre att sätta lite lim på de positiva och negativa polerna så att ledningarna till strömförsörjningen inte kan lossas om pinnen smutsas fast på marken.

Krets monterad på hårdvara (Bild med tillstånd: Circuit Digest)

Steg 6: Komma igång med Arduino

Om du inte känner till Arduino IDE tidigare, oroa dig inte, för nedan kan du se tydliga steg för att bränna kod på mikrokontrollkortet med Arduino IDE. Du kan ladda ner den senaste versionen av Arduino IDE från här och följ stegen nedan:

  1. När Arduino-kortet är anslutet till din dator öppnar du 'Kontrollpanelen' och klickar på 'Hårdvara och ljud'. Klicka sedan på 'Enheter och skrivare'. Hitta namnet på den port som Arduino-kortet är anslutet till. I mitt fall är det “COM14” men det kan vara annorlunda på din dator.

    Hitta port

  2. Klicka på Verktyg-menyn. och ställ in styrelsen till Arduino Nano från rullgardinsmenyn.

    Inställningsbräda

  3. I samma verktygsmeny ställer du in porten till det portnummer som du observerade tidigare i Enheter och skrivare .

    Ställ in port

  4. I samma verktygsmeny ställer du in processorn på ATmega328P (Old Bootloader).

    Processor

  5. Ladda ner koden som bifogas nedan och klistra in den i din Arduino IDE. Klicka på ladda upp -knappen för att bränna koden på ditt mikrokontrollerkort.

    Ladda upp

För att ladda ner koden, Klicka här.

Steg 7: Förstå koden

Koden är väl kommenterad och självförklarande. Men ändå förklaras det nedan:

  1. I början av koden initialiseras alla stift på Arduino Nano-kortet som är anslutna till ultraljudssensorn och RF-modulen.
const int trigger = 3; // Trigger pin of 1st Sensor const int echo = 2; // Echo pin of 1st Sensor const int Buzz = 13; // Stift för att ansluta summer const int Remote = A0; const int Ljus = A1; lång tid_tagen; int dist; int Signal; int Intens; int similar_count;

2. ogiltig installation () är en funktion som används för att ställa in alla stift som används, som INMATNING och PRODUKTION. Baud Rate definieras i denna funktion. Baud Rate är kommunikationshastigheten med vilken mikrokontrollkortet kommunicerar med de sensorer som är integrerade med det.

ogiltig installation () {Serial.begin (9600); pinMode (Buzz, OUTPUT); digitalWrite (Buzz, LOW); pinMode (trigger, OUTPUT); pinMode (eko, INPUT); }

3. Nu skapar vi en funktion som beräknar avståndet.

ogiltig beräkningsavstånd (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; om (dist> 300) dist = 300; }

Fyra. ogiltig slinga () är en funktion som körs upprepade gånger i en cykel. I den här funktionen berättar vi för mikrokontrollkortet hur och vilka operationer som ska utföras. I huvudslingan läser vi sensorns data. Här är först utlösningsstiftet inställt för att sända en signal som kommer att detekteras av ekostiftet. Vissa villkor tillämpas för att ljudsignalen ska ljuda kontinuerligt om ett objekt upptäcks på ett visst avstånd. Summern piper med en liten paus om den upptäcker mörker och piper med en något större paus om den upptäcker ljus.

tomrumsslinga () {// oändlig slinga beräkningsavstånd (utlösare, eko); Signal = analogRead (Remote); Intens = analogRead (Light); // Kontrollera om Remote är intryckt int temp = analogRead (Remote); likartat antal = 0; medan (Signal == temp) {Signal = analogRead (Remote); similar_count ++; } // Om fjärrkontrollen trycks in om (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--) fördröjning (10); digitalWrite (Buzz, LOW); för (int i = dist; i> 0; i--) fördröjning (10); } //Serial.print('dist= '); //Serial.println(dist); //Serial.print('Similar_count= '); //Serial.println(similar_count); //Serial.print('Intens= '); //Serial.println(Intens); }

Steg 8: Testning

Eftersom vi har förstått koden, laddat upp den på mikrokontrollern och monterat hårdvaran också, nu är det dags att testa vårt projekt. Innan testning, se till att anslutningarna görs korrekt och kontrollera kontinuiteten i kretsen med Digital Multi Meter. För att vända båda kretsarna använder 9V batteri. Placera ett föremål på ytan där du testar och flytta ultraljudssensorn framför den och det märks att ljudet från summern ökar när sensorn närmar sig objektet. Det finns två möjligheter om LDR är täckt i mörker eller om du testar i solljus kommer summern att börja pipa. Om du trycker på tryckknappen på RF-sändaren kommer en summer att pipa under lång tid. Om summern fortsätter att pipa länge betyder det att larmet utlöses falskt. Om du står inför denna typ av fel öppnar du den seriella bildskärmen på Arduino IDE och kontrollerar om de parametrar som orsakar en sådan typ av problem.

Testa hårdvaran (Bild med tillstånd: Circuit Digest)

Det var det enklaste sättet att skapa en smart stick för blinda människor som använder Arduino. Följ alla stegen som nämnts ovan och efter framgångsrik testning av projektet leta efter en inaktiverad person och erbjud honom detta projekt för att göra hans / hennes liv enklare.