Haptische schoen voor slechtzienden - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Wereldwijd zijn er meer dan 37 miljoen slechtzienden. De meeste van deze mensen gebruiken een wandelstok, stok of zijn afhankelijk van iemand anders om te pendelen. Het vermindert niet alleen hun zelfafhankelijkheid, maar in sommige gevallen schaadt het ook hun zelfrespect. Het huidige model richt zich op deze problemen en probeert hun afhankelijkheid van andere mensen uit te bannen. Met het gebruik van deze schoen kunnen ze gemakkelijk gaan en staan waar ze willen, zonder hulp van buitenaf.

Benodigdheden

• Schoen
• 2 x ultrasone sensor (HC-SR04)
• Arduino Pro Mini (of Arduino nano)
• Trilmotor (te redden van een oude mobiele telefoon)
• Zoemer (5 volt)
• Doorverbindingsdraden
• 5V Stroombron (9V batterij + LM7805 of een goedkope powerbank)

Stap 1: Begrijpen hoe het werkt

a) Arduino is een microcontroller die in feite het brein is van het hele project. De ultrasone sensor detecteert obstakels door het gebruik van het principe van SONAR. Het meet constant de afstand tussen de dichtstbijzijnde obstakels voor de drager.

b) Wanneer de Arduino weet dat de afstand minder dan een meter is, zendt hij een blokgolf van 0,5 Hz naar de zoemer, wat betekent dat de zoemer een seconde aan gaat, dan weer uitschakelt voor nog een seconde, en het patroon gaat door zolang het obstakel blijft binnen 1 m bereik. Het fungeert als een waarschuwing voor de drager.

c) Als het obstakel nog dichterbij komt, d.w.z. de afstand tussen de schoen en het obstakel is minder dan 50 cm, stuurt de Arduino een constante +5 volt naar de vibratiemotor en naar de zoemer. Het creëert een sterke trilling en een vervelende piep, een soort laatste waarschuwing.

d) De tweede ultrasone sensor is zo gemonteerd dat de afstand tussen de schoen en de grond voor hem kan worden afgelezen. Als de Arduino met behulp van deze sensor een put of gat voor de schoen detecteert, stuurt hij een blokgolf van 1 Hz naar de zoemer en de vibratiemotor. De timing van de twee signalen is zo geprogrammeerd dat de zoemer en de motor afwisselend in- en uitschakelen.

De vibratormotor is ingebed precies op het punt waar de hiel de zool van de schoen raakt, dus de drager komt te weten dat er een obstakel voor hem is en hij/zij moet ofwel van richting veranderen

Stap 2: Selecteer de juiste schoen

Je gaat veel solderen in de buurt van de schoen en het is zeer waarschijnlijk dat je op een gegeven moment de schoen per ongeluk beschadigt. Kies dus een oude schoen die je misschien nog hebt liggen. De schoen mag ook niet te klein zijn, anders wordt het moeilijk om ermee te werken.

Stap 3: Het circuit maken

Zoals je kunt zien in de bovenstaande schakelschema's, zijn alle afzonderlijke componenten nodig om op de Arduino aan te sluiten. Volg het schema en monteer de schakeling.

Stap 4: De Arduino coderen

Nu moet je de Arduino vertellen wat hij moet doen. De code is aanwezig in de bijgevoegde bestanden, zowel als een woordbestand (voor u om te lezen) of als een.ino-bestand dat rechtstreeks naar uw Arduino kan worden geüpload. Als u een promini gebruikt, moet u een FTDI-bord gebruiken om de code te uploaden

Stap 5: Alles klaarmaken om te worden gemonteerd

Als na het uploaden van de code alles werkt zoals het hoort, dan moet je het hele circuit loskoppelen om het in de schoen te passen.

Stap 6: Een ondersteuning maken voor de sensoren

Je moet een gat maken in de punt van de schoen zodat de draden erin kunnen gaan. Vervolgens moet je met behulp van wat karton een steun maken om de sensoren op de bovenkant van de schoen te monteren (zie de foto's). Voordat u alles definitief vastmaakt met hete lijm, moet u ervoor zorgen dat u draden zo lang als de lengte van de schoen aan elke pin van de twee sensoren soldeert en ze vervolgens door het gat voert dat u eerder hebt gemaakt.

Stap 7: De vibratiemotor inbedden

Vervolgens moet u de vibratiemotor inbedden op het punt waar de hiel van de drager de zool van de schoen raakt. Zorg ervoor dat u de motor onder de binnenzool integreert, omdat deze alles bedekt en de drager geen ongemak zal voelen.

Stap 8: Stroombron

Voor de stroombron heb je twee opties:

1. 9V batterij en een LM7805
2. Goedkoop (echt heel goedkoop) Powerbank

Ik gebruikte de batterij in een eerder prototype, maar in het nieuwste model gebruik ik een goedkope powerbank van amazon. In beide gevallen monteer je de stroombron aan de buitenkant. Zorg ervoor dat u de batterij goed op de LM7805 aansluit (als u dat liever heeft). Maak een klein gaatje aan de zijkant om beide stroomkabels in de schoen te krijgen.

Stap 9: een schakelaar toevoegen

De titel zegt het al, snijd de stroomkabel door die in de schoen gaat om een schakelaar toe te voegen.

Stap 10: Verbind de hersenen met het lichaam

Nu is het tijd om alle elektronica op de Arduino aan te sluiten. Sluit eerst de zoemer aan op de Arduino en dan de vibratiemotor, gevolgd door de aansluitingen voor de sensoren en de stroomkabels aan het einde

Stap 11: Verberg in het zicht

Verberg de Arduino in de zijwanden van de schoen. Je moet misschien wat naaien en superlijmen, maar ik heb het zonder een van deze kunnen doen.