Giày Haptic cho Người Khiếm Thị: 12 Bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Có hơn 37 triệu người khiếm thị trên toàn cầu. Hầu hết những người này sử dụng gậy, gậy hoặc phụ thuộc vào một số người khác để đi lại. Nó không chỉ làm giảm sự phụ thuộc vào bản thân của họ mà còn trong một số trường hợp, nó còn làm tổn hại đến lòng tự trọng của họ. Mô hình hiện tại tập trung vào những vấn đề này và cố gắng xóa bỏ sự phụ thuộc của họ vào người khác. Với việc sử dụng loại giày này, họ có thể dễ dàng đi đến bất cứ đâu họ muốn mà không cần bất kỳ sự trợ giúp nào từ bên ngoài.

Quân nhu

• Giày
• 2 x Cảm biến siêu âm (HC-SR04)
• Arduino Pro Mini (hoặc Arduino nano)
• Động cơ rung (có thể được tận dụng từ điện thoại di động cũ)
• Buzzer (5 vôn)
• Dây nhảy
• Nguồn điện 5V (pin 9V + LM7805 hoặc nguồn điện rẻ tiền)

Bước 1: Hiểu cách thức hoạt động

a) Arduino là một bộ điều khiển vi mô, về cơ bản là bộ não của toàn bộ dự án. Cảm biến siêu âm cảm nhận chướng ngại vật bằng cách sử dụng nguyên lý SONAR. Nó liên tục đo khoảng cách giữa các chướng ngại vật gần nhất phía trước người đeo.

b) Khi Arduino biết rằng khoảng cách nhỏ hơn một mét, nó sẽ gửi một sóng vuông 0,5Hz đến bộ rung, có nghĩa là bộ rung bật trong một giây, sau đó tắt trong một giây nữa và mô hình tiếp tục miễn là vật cản còn lại trong phạm vi 1m. Nó hoạt động như một lời cảnh báo cho người mặc.

c) Nếu chướng ngại vật di chuyển gần hơn, tức là khoảng cách giữa giày và chướng ngại vật nhỏ hơn 50 cm, Arduino sẽ gửi một điện áp +5 vôn không đổi đến động cơ rung cũng như còi. Nó tạo ra một rung động mạnh và một tiếng bíp khó chịu, giống như một lời cảnh báo cuối cùng.

d) Cảm biến siêu âm thứ hai được gắn theo cách để đọc khoảng cách giữa giày và mặt đất trước mặt anh ta. Nếu Arduino, với sự trợ giúp của cảm biến này phát hiện bất kỳ loại hố hoặc lỗ nào phía trước giày, nó sẽ gửi một sóng vuông 1Hz đến bộ rung cũng như động cơ rung. Thời gian của hai tín hiệu được lập trình theo cách làm cho còi và động cơ bật và tắt luân phiên.

Mô-tơ rung được gắn ngay tại điểm mà gót chân chạm vào đế giày, do đó người mặc biết rằng có một số chướng ngại vật phía trước và họ phải thay đổi hướng của mình

Bước 2: Chọn giày phù hợp

Bạn sẽ thực hiện rất nhiều vết hàn gần giày, và rất có thể một lúc nào đó bạn sẽ vô tình làm hỏng giày. Vì vậy, hãy chọn một chiếc giày cũ mà bạn có thể đã nằm xung quanh. Giày cũng không được quá nhỏ nếu không sẽ khó làm việc với nó.

Bước 3: Tạo mạch

Như bạn có thể thấy trong sơ đồ mạch ở trên, tất cả các thành phần riêng lẻ cần thiết để kết nối với Arduino. Thực hiện theo các sơ đồ và lắp ráp mạch.

Bước 4: Mã hóa Arduino

Bây giờ bạn cần cho Arduino biết phải làm gì. Mã có trong các tệp đính kèm, cả dưới dạng tệp từ (để bạn đọc) hoặc dưới dạng tệp.ino có thể được tải trực tiếp lên Arduino của bạn. Nếu bạn đang sử dụng promini, thì bạn sẽ phải sử dụng bảng FTDI để tải mã lên

Bước 5: Chuẩn bị sẵn sàng mọi thứ

Nếu sau khi tải lên mã, mọi thứ hoạt động như giả định, thì bạn cần ngắt kết nối toàn bộ mạch để lắp nó vào giày.

Bước 6: Hỗ trợ cảm biến

Bạn cần tạo một lỗ trên mũi giày để dây luồn vào trong. Sau đó, với sự trợ giúp của một số bìa cứng, bạn cần làm một giá đỡ để gắn các cảm biến trên đỉnh giày (tham khảo hình ảnh). Trước khi cố định vĩnh viễn mọi thứ bằng keo nóng, hãy đảm bảo hàn các dây dài bằng chiều dài của giày vào mỗi chốt của hai cảm biến và sau đó luồn chúng qua lỗ bạn đã tạo trước đó.

Bước 7: Nhúng động cơ rung

Tiếp theo, bạn cần nhúng mô tơ rung vào điểm gót chân người mang giày chạm vào đế giày. Đảm bảo nhúng mô-tơ bên dưới đế vì nó sẽ che đi mọi thứ và người mặc sẽ không cảm thấy khó chịu.

Bước 8: Nguồn điện

Đối với nguồn điện, bạn có hai tùy chọn:

1. Pin 9V và LM7805
2. Ngân hàng điện giá rẻ (thực sự rất rẻ)

Tôi đã sử dụng pin trong một mẫu thử nghiệm trước đó nhưng trong mẫu mới nhất, tôi sử dụng một bộ sạc dự phòng giá rẻ từ amazon. Trong cả hai trường hợp, bạn nên gắn nguồn điện ở bên ngoài. Đảm bảo kết nối pin với LM7805 đúng cách (nếu bạn thích điều đó). Tạo một lỗ nhỏ nhỏ bên hông để luồn dây điện vào bên trong giày.

Bước 9: Thêm công tắc

Tiêu đề đã nói lên tất cả, hãy cắt đường dây điện đi vào giày để thêm công tắc.

Bước 10: Kết nối bộ não với cơ thể

Bây giờ đã đến lúc kết nối tất cả các thiết bị điện tử với Arduino. Đầu tiên kết nối bộ rung với Arduino và sau đó là động cơ rung, tiếp theo là kết nối cho các cảm biến và đường dây điện ở cuối

Bước 11: Ẩn trong Plain Sight

Ẩn Arduino trong các bức tường bên của chiếc giày. Bạn có thể phải thực hiện một số khâu và siêu dán, nhưng tôi đã cố gắng làm được mà không cần bất kỳ khâu nào trong số đó.