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基于 Arduino 的视障人士可穿戴设备——第三只眼

发布时间:2021-11-15
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基于 Arduino 的视障人士可穿戴设备——第三只眼

发布时间:2021-11-15
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  • 第一个为盲人设计的可穿戴技术
  • 使用超声波检测障碍物
  • 通过振动/蜂鸣声通知用户

盲人第三只眼是一项创新,它通过超声波检测附近的障碍物并通过蜂鸣声或振动通知盲人,帮助盲人快速、自信地导航。他们只需要将这个设备当作带子或布来佩戴。

据世界卫生组织估计,全世界有 3900 万人失明。他们在日常生活中遭受了很多苦难。受灾者使用传统白手杖多年,虽然有效,但仍存在诸多弊端。另一种方式是养宠物,比如狗,但真的很贵。因此,该项目的目标是开发一种廉价且更有效的方法,帮助视障人士以更大的舒适度、速度和信心进行导航。

项目的新颖性:这是第一个盲人可穿戴技术,解决了现有技术的所有问题。现在有很多用于视障人士导航的仪器和智能设备,但其中大多数都存在一定的携带问题,主要缺点是需要大量培训才能使用。这项创新的主要特点之一是,每个人都可以负担得起,总成本不到 25 美元。市场上还没有这样的设备可以像布一样穿着并且具有如此低的成本和简单性。当大规模使用时,随着原型的改进,它将极大地造福社区。

第 1 步:现有系统

  • 白手杖
  • 宠物狗
  • 智能设备(例如:Vision 百叶窗的手电筒)

现有系统的问题:

  • 白手杖 - 可能容易破裂/折断,手杖可能会卡在不同物体的路面裂缝处。
  • 导盲犬 - 巨大的成本。
  • 常见缺点(包括智能设备)携带不方便,需要大量培训才能使用

盲人第三只眼的特点:佩戴此设备可以完全避免使用白手杖等其他设备。该设备将帮助盲人导航而无需手持对他们来说有点烦人的棍子。他们可以简单地将它当作带子或布来佩戴,并且它可以非常准确地发挥作用,他们只需要很少的培训就可以使用它。

第 2 步:项目的完整描述

我设计了一个基于 Arduino 板的特殊可穿戴设备,它可以像百叶窗布一样佩戴。该设备配备了五个超声波传感器,由五个模块组成,这些模块连接到身体的不同部位。其中,双肩两颗,双膝两颗,手上一颗。使用五个超声波传感器,盲人可以在他们周围的五维视图中检测到物体,并且可以轻松地走到任何地方。当超声波传感器检测到障碍物时,设备会通过振动和蜂鸣声通知用户。振动的强度和蜂鸣的频率随着距离的减小而增加,这是一种全自动设备。

功能改进:

整个项目可以做成夹克的形式,这样设备就不需要一件一件地佩戴了。使用专门设计的板卡代替 arduino 和高质量的超声波传感器使响应更快,使设备能够在拥挤的环境中工作。

第 3 步:在视障人士的帮助下成功测试。

第 4 步:想法的原型设计 - 使用的零件

材料

  • 5 x Arduino pro mini
  • 5 x 超声波传感器
  • 5 x 预制板
  • 5 x 振动马达
  • 5 个蜂鸣器
  • 5 x 红色 LED
  • 5 个开关
  • 公母头针
  • 4 x 跳线
  • 一个移动电源
  • 一块 3.3 伏旧手机电池
  • 一些松紧带和贴纸(用作佩戴带)

第 5 步:电路图

接线说明。

  • LED、蜂鸣器和振动电机接地到arduino的GND
  • +ve 的 LED 和开关的中间腿到 Arduino 引脚 5
  • +ve 蜂鸣器到开关的第一段
  • +ve 振动电机到开关的第三条腿
  • 超声波传感器
  • 超声波传感器引脚 VCC - Arduino 引脚 VCC
  • 超声波传感器引脚 GND - Arduino 引脚 GND
  • 超声波传感器引脚触发 - Arduino 引脚 12
  • 超声波传感器引脚 Echo - Arduino PIN 12
  • 此处使用的开关用于选择模式。(蜂鸣器或振动模式。)

图 2 - 为模块供电 - 将 4 arduino pro mini 连接到 USB 公针并连接到移动电源。对于手中的模块,使用小型锂电池。

第 6 步:制作模块

  • 首先将预制板切割成 5 X 3 厘米的尺寸,并将 Arduino 的母接头焊接到板上。
  • 然后焊接蜂鸣器。
  • 然后使用胶枪和焊接线连接振动电机。
  • 然后连接LED。
  • 然后连接交换机。
  • 然后连接超声波传感器和电池输入的插头引脚。
  • 然后按照电路图所示焊接所有东西。
  • 现在将 Arduino 和超声波传感器连接到板上
  • 还将弹性带连接到所有模块。

与我们上面描述的相同,还要制作3个模块,但对于手中的一个,有一点不同。在制作最后一个模块之前访问下一步。

第 7 步:编码 + 制作手部模块

使用 4 根跳线将超声波传感器连接到电路板。
然后将 3.7 伏移动电池连接到该模块。
然后如图所示连接松紧带。
最后将代码上传到每个 Arduino 板,并使用移动电源为其他 4 个模块供电。

Arduino中使用的代码:

 //VISIT : www.robotechmaker.com
  const int pingTrigPin = 12; //Trigger connected to PIN 7   
  const int pingEchoPin = 10; //Echo connected yo PIN 8   
  int buz=5; //Buzzer to PIN 4   
  void setup() {   
  Serial.begin(9600);   
  pinMode(buz, OUTPUT);   
  }   
  void loop()   
  {   
  long duration, cm;   
  pinMode(pingTrigPin, OUTPUT);   
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);   
  delayMicroseconds(2);   
  digitalWrite(pingTrigPin, HIGH);   
  delayMicroseconds(5);   
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);   
  pinMode(pingEchoPin, INPUT);   
  duration = pulseIn(pingEchoPin, HIGH);   
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);   
  if(cm<=50 && cm>0)   
  {   
  int d= map(cm, 1, 100, 20, 2000);   
  digitalWrite(buz, HIGH);   
  delay(100);   
  digitalWrite(buz, LOW);   
  delay(d);  
  }   
  Serial.print(cm);    
  Serial.print("cm");   
  Serial.println();   
  delay(100);   
  }   
  long microsecondsToCentimeters(long microseconds)   
  {   
  return microseconds / 29 / 2;   
  } 

如果您对此项目有任何想法、意见或问题,请在下方留言。

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