Тактильная обувь для слабовидящих: 12 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Во всем мире насчитывается более 37 миллионов людей с нарушениями зрения. Большинство из этих людей используют трость, палку или полагаются на кого-то другого в пути. Это не только снижает их самостоятельность, но и в некоторых случаях вредит их самооценке. Настоящая модель фокусируется на этих проблемах и пытается искоренить их зависимость от других людей. С помощью этой обуви они могут легко пойти куда угодно без какой-либо посторонней помощи.

Запасы

• Обувь
• 2 x ультразвуковой датчик (HC-SR04)
• Arduino Pro Mini (или Arduino nano)
• Мотор вибратора (можно восстановить из старого сотового телефона)
• Зуммер (5 вольт)
• Провода перемычки
• Источник питания 5 В (аккумулятор 9 В + LM7805 или дешевый внешний аккумулятор)

Шаг 1: понимание того, как это работает

а) Arduino - это микроконтроллер, который, по сути, является мозгом всего проекта. Ультразвуковой датчик обнаруживает препятствия по принципу SONAR. Он постоянно измеряет расстояние между ближайшими препятствиями перед владельцем.

б) Когда Arduino знает, что расстояние меньше одного метра, он посылает на зуммер прямоугольную волну 0,5 Гц, что означает, что зуммер включается на секунду, затем выключается еще на секунду, и последовательность действий продолжается до тех пор, пока препятствие остается в пределах 1 метра. Он действует как предупреждение для владельца.

c) Если препятствие приближается еще ближе, то есть расстояние между ботинком и препятствием меньше 50 см, Arduino посылает постоянное +5 вольт на вибромотор, а также на зуммер. Он создает сильную вибрацию и раздражающий звуковой сигнал, что-то вроде последнего предупреждения.

г) Второй ультразвуковой датчик устанавливается таким образом, чтобы считывать расстояние между ботинком и землей перед ним. Если Arduino с помощью этого датчика обнаруживает какие-либо ямы или дыры перед ботинком, он посылает прямоугольную волну 1 Гц на зуммер, а также на вибромотор. Время двух сигналов запрограммировано таким образом, чтобы зуммер и двигатель попеременно включались и выключались.

Электродвигатель вибратора встроен в точку, в которой пятка касается подошвы обуви, поэтому владелец узнает, что перед ним есть какое-то препятствие, и он / она должен либо изменить свое направление.

Шаг 2: выберите подходящую обувь

Вы будете много паять возле обуви, и очень вероятно, что в какой-то момент вы случайно повредите обувь. Так что выбирайте старую обувь, которая может у вас валяться. Обувь также не должна быть слишком маленькой, иначе с ней будет сложно работать.

Шаг 3: Изготовление схемы

Как вы можете видеть на схемах выше, все отдельные компоненты необходимы для подключения к Arduino. Следуйте схеме и соберите схему.

Шаг 4: кодирование Arduino

Теперь вам нужно указать Arduino, что делать. Код присутствует в прикрепленных файлах как в виде файла Word (для чтения), так и в виде файла.ino, который можно напрямую загрузить на ваш Arduino. Если вы используете промини, вам придется использовать плату FTDI для загрузки кода.

Шаг 5: Подготовка всего к установке

Если после загрузки кода все работает как положено, то вам необходимо отключить всю схему, чтобы вставить ее в обувь.

Шаг 6: Изготовление опоры для датчиков

Вам нужно проделать отверстие на кончике ботинка, чтобы в него могли пройти провода. Затем с помощью картона нужно сделать опору для крепления датчиков на верхней части обуви (см. Рисунки). Перед тем, как окончательно закрепить все горячим клеем, обязательно припаяйте провода длиной, равной длине башмака, к каждому контакту двух датчиков, а затем пропустите их через отверстие, которое вы сделали ранее.

Шаг 7: установка вибрационного двигателя

Затем вам нужно вставить вибромотор в точке, где пятка пользователя касается подошвы обуви. Обязательно вставьте мотор под стельку, так как он скроет все, и пользователь не будет чувствовать дискомфорта.

Шаг 8: Источник питания

Для источника питания у вас есть два варианта:

1. Батарея 9V и LM7805
2. Дешевый (действительно очень дешевый) Power Bank

Я использовал батарею в более раннем прототипе, но в последней модели я использую дешевый внешний аккумулятор от Amazon. В обоих случаях следует установить источник питания снаружи. Убедитесь, что аккумулятор правильно подключен к LM7805 (если вам так удобнее). Сделайте крошечное отверстие сбоку, чтобы обе силовые линии оказались внутри обуви.

Шаг 9: добавьте коммутатор

Название говорит само за себя: перережьте линию электропередачи, идущую в обувь, чтобы добавить переключатель.

Шаг 10: соедините мозг с телом

Пришло время подключить всю электронику к Arduino. Сначала подключите зуммер к Arduino, а затем к вибромотору, а затем подключите датчики и линии питания в конце.

Шаг 11: прячьтесь на виду

Спрячьте Arduino в боковых стенках обуви. Возможно, вам придется сделать несколько стежков и суперклеев, но мне удалось сделать это без всего этого.