Мүмкіндігі шектеулі адамдарға арналған акселерометрлік мүгедектер арбасы: 13 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

1,3 миллиард халқы бар біздің елде бізде әлі де 1% -дан астам қарттар мен мүгедектер бар, олар жеке ұтқырлықты қолдауды қажет етеді. Біздің жобаның мақсаты - олардың мобильділік талаптарын ақылды технологиямен қанағаттандыру. Олардың проблемасы мынада: аяқ сүйектері апат салдарынан әлсірейді немесе үзіледі және қозғалу кезінде ауырсыну тудырады, сондықтан біз мүгедектер арбасын жылжыту үшін қолмен немесе басын еңкейту қозғалысын қолданамыз. Көлбеуді акселерометрмен сезеді және эквивалентті кернеуді Ардуино сезеді және оларды реле үшін эквивалентті сигналға айналдырады. Arduino сигналының негізінде реле сәйкес қозғалтқышты басқарады. Қозғалтқыштың қозғалысы мүгедектер арбасының белгілі бір бағытта қозғалуына әкеледі. Бұл қолданушыға мүгедектер арбасының қозғалысын қолмен немесе басын еңкейту арқылы басқаруға мүмкіндік береді. Біз мүгедектер арбасы мен кедергілер арасындағы қашықтыққа негізделген мүгедектер арбасының тежелуін бақылау үшін ультрадыбыстық ақылды сенсорды қолдандық. Егер айырмашылық қашықтығы 20 см-ден аз болса, онда Arduino реле мен қозғалтқышты тоқтату үшін тежегіш сигналын жібереді, бұл жылдамдықты төмендетеді және 2-3 секундтан кейін мүгедектер арбасы тоқтайды. Бұл пайдаланушыға ақылды техниканың көмегімен жолдағы үлкен және кішігірім апаттан көмектеседі. СКД пайдаланушы үшін дисплейде алға және артқа айырмашылықты көрсетеді. Бұл мүмкіндіктер мүгедектер арбасын пайдаланушы үшін қарапайым, қауіпсіз және ақылды етеді.

Қажетті компоненттер:

Ардуино нано, 5В релесі, Механикалық жинауға арналған ағаш тақтайша, 4 тұрақты кернеу 24В, 2А, 12В, 4А батареялары

Алюминий пластина, Қолғап, Adxl 335 модульдері, Арбаға арналған дөңгелектер, Бекітуге арналған бұрандалары бар орындық, 12В, 5В реттегіш IC.

1 -қадам: Диаграмманы BOCK

Блок -схема сенсорлық блоктан, қуат көзінен, Arduino, реле, СКД және қозғалтқыштардан тұрады. Arduino қауіпсіздік белбеуін пайдаланушы киетінін немесе тағылмайтынын анықтауға арналған автоматты қауіпсіздік белбеу механизмінен кірулерге ие. Пайдаланушы қауіпсіздік белбеуін таққанда, Arduino сезеді және жүйені қосады. Содан кейін сәлемдесу хабары көрсетіледі және пайдаланушы жұмыс режимін таңдауды сұрайды. Жұмыс істеудің үш режимі бар және олар қолмен қосқыштармен таңдалады. Режим таңдалғаннан кейін, ол акселерометр датчигінің өзгерісін сезе бастайды және сәйкесінше Arduino релесі үшін кіріс сигналын өзгертеді. Arduino сигналына сүйене отырып, реле қозғалтқышты Arduino реле кірісін өзгертпейінше белгілі бір бағытта жүргізеді. Ультрадыбыстық сенсор мүгедектер арбасының жанындағы кедергілердің қашықтығын өлшеу үшін қолданылады, бұл ақпарат LCD -де көрсетіледі және тежеу үшін Ардуинода сақталады. Қашықтық 20 см -ден аз болғанда, Arduino реле үшін тежеу сигналын береді және ол мүгедектер арбасының қозғалысын тоқтатады. Arduino және мотормен жабдықтау үшін екі қуат көзі бар, Arduino 5в, қозғалтқыш 24в қуат көзі бар.

2 -қадам: ЕРТЕГІ ЖАУАПТЫ ДАМУ

Механикалық рамадан құрастырудан мүгедектер арбасының басталуын дамыту. Мүгедектер арбасының төменгі жақтауы үшін акрил немесе ағаш тақтаны қолдануға болады. Содан кейін тақтаның өлшемі 24 * 36 дюйм, ұзындығы 24 дюйм және ені 36 дюйм.

3 -қадам: Моторды жақтауда монтаждау

Қозғалтқыш жақтау тақтасына L кронштейнінің көмегімен орнатылады. Ұзындығы жағынан 2 дюйм бос орын қалдырып, қозғалтқышты орнатуға арналған тесік. Бұрғылау аяқталғаннан кейін біз L кронштейнін орнатамыз және бұранданы бастаймыз, содан кейін қозғалтқышты бұрандалы білік корпусымен бекітеміз. Осыдан кейін сымдар басқа ұзартқыш сымға қосылып, оны реле шығысына қосу арқылы ұзартылады.

4 -қадам: ОРЫНДЫҚТЫ ЖАҚТАУҒА ҚОСУ

Жолда жұмыс кезінде жүйенің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін төрт аяқты орындық қолданылады. Бұл аяқтың шеті тесікпен бұрғыланады және жақтауға қойылады, сонымен қатар бұрғылау рамада жасалады. Осыдан кейін орындық бұрандалы болтпен жақтауға бекітіледі.

5 -қадам: Қуат қосқышы мен креслоларды қолмен тіреуішке орнату

Қуат көзінің қосқышы қозғалтқышты қамтамасыз ету үшін пайдаланылады, ал егер қысқа тұйықталу орын алса, жүйені осы қосқыш арқылы өшіріңіз. Бұл ажыратқыштар мен СКД алдымен ағаш тақтаға бекітіледі, содан кейін орындықтың қалған бөлігіне тесік арқылы бекітіледі, содан кейін бұрандалы болтпен бекітіледі.

6 -қадам: ОРЫНДЫҚ БАСЫН МЕХАНИЗМДІ ОРНАТУ

Қауіпсіздік белбеуінің механизмін құру үшін алюминий тұтқасы пайдаланылады және шетінен бүгіледі. Екі тұтқасы қолданылады және нейлон белбеуі қолданылады және орындықтың иығына бекітіледі. Тұтқа орындықтың отырғыш шетіне бекітілген.

7 -қадам: Ультрадыбыстық сенсорды монтаждау

Алға және артқа қашықтықты өлшеу үшін екі ультрадыбыстық сенсор қолданылады. Олар мүгедектер арбасының ортаңғы шетіне бұрандалы бекітілген.

8 -қадам: LEG REST PAD орнату

2 * 6 дюйм өлшемді екі ағаш тақтайша аяқты тіреу үшін қолданылады. Олар мүгедектер арбасының шетіне v пішінінде бекітілген.

9 -қадам: ДАҢҒАЛДЫҚ ОРЫНДЫҚ ЖАБДЫҚТАРДЫ ІСке асыру

Автоматтандырылған қауіпсіздік белбеуі мен қолғапқа негізделген түйме қысқа тұйықталу концепциясын қолданады және 5в -ке қосылады. СКД Arduino Nano-ға 4 биттік интерфейс режимінде қосылған және ол мүгедектер арбасының басталуында сәлемдесу хабарламасын көрсетеді. Осы режимнен кейін мүгедектер арбасын таңдау қолғап түймесі арқылы жүзеге асырылады. Қолғаптар Arduino -ның 0, 1, 2, 3 істікшелеріне, ал акселерометр A0, A1 Arduino -ға қосылған. Акселерометр қисайған кезде үдеу X осі мен Y осінің кернеуіне айналады. Оның негізінде мүгедектер арбасының қозғалысы жасалады. Жылдамдық бағыты Arduino 4, 5, 6, 7 түйреуіштеріне қосылған реле көмегімен мүгедектер арбасының қозғалысына айналады және сигнал мүгедектер арбасының алға, артқа, солға 4 бағытты қозғалысына айналатындай етіп қосылады., дұрыс. Тұрақты ток қозғалтқышы тікелей байланыссыз, ашық қосылыммен, жалпы терминалмен релеге қосылады. Ультрадыбыстық триггер түйреуіші Arduino 13 -ші түйреуішіне қосылады, ал жаңғырық Arduino -ның 10, 11 істігіне қосылады. Ол 20 см қашықтықта кедергі анықталған кезде автоматты тежеу үшін қолданылады және ол СКД қашықтықты көрсетеді. СКД деректер түйрегіштері A2, A3, A4, A5 қосылады және қосқыш түйреуіші 9 істікшеге қосылады, регистрді таңдау 10 түйреуге қосылады.

10 -қадам: АЛГОРИТМ

Мүгедектер арбасының қозғалысының алгоритмі келесі түрде орындалады

1. 24 В және 5 В қуат көзін қосу арқылы бастаңыз.

2. Қауіпсіздік белдігін жалғаңыз, егер қосылмаған болса, 16 -ға өтіңіз.

3. Акселерометр тұрақты күйде екенін тексеріңіз?

4. Қозғалтқышты беру қосқышын қосыңыз.

5. Жұмыс режимін қолғап түймесі арқылы таңдаңыз, процессор 6, 9, 12 -де орындалады, егер таңдалмаған болса, 16 -ға өтіңіз.

6. 1 режимі таңдалған, содан кейін

7. Акселерометрді мүгедектер арбасын жылжытқымыз келетін бағытқа жылжытыңыз.

8. Акселерометр өз орнын жылжытады немесе қисайтады, осылайша Arduino -ға аналогтық сигнал береді және оны сәйкес емес түрлендіреді

мүгедектер арбасының қозғалтқыштарын жылжыту үшін цифрлық деңгей.

9. 2 режимі таңдалған, содан кейін

10. Қолғаптың түймесі бағытта басылғандықтан, біз мүгедектер арбасын жылжытқымыз келеді.

11. Arduino мүгедектер арбасының қозғалтқыштарын жылжыту үшін қолғапты ауыстыру режимін қосады/өшіреді және оны сәйкес емес цифрлық деңгейге ауыстырады.

12. 3 режимі таңдалған, содан кейін

13. Акселерометрді мүгедектер арбасын жылжытқымыз келетін бағытқа жылжытыңыз.

14. Акселерометр өз орнын жылжытады немесе қисайтады, осылайша Arduino -ға аналогтық сигнал береді және оны түрлендіреді

тиісті цифрлық деңгей және ультрадыбыстық айырмашылық қашықтығын тексеріңіз.

15. Кедергілерді анықтау үшін ультрадыбыстық датчиктер қолданылады. Егер қандай да бір кедергі анықталса

сигналды Arduino -ға береді, ол тежеуді қолданады және қозғалтқыштарды тоқтатады.

16. Мүгедек арбасы тыныштық күйде.

17. Қауіпсіздік белдігін алыңыз.

11 -қадам: код

12 -қадам: Қорытынды тестілеу

Жүйені жинақы және тозуға қабілетті ету үшін күш жұмсалды, минималды сымдар қолданылды, бұл жүйенің күрделілігін төмендетеді. Arduino - бұл жүйенің жүрегі, сондықтан оны дұрыс бағдарламалау қажет. Әр түрлі қимылдар тексерілді және реле үшін дұрыс сигналдың жіберілгенін тексеру үшін шығулар зерттелді. Мүгедектер арбасының үлгісі науқастың қолына акселерометр датчигі бар коммутациялық реле мен қозғалтқыштарда жұмыс істейді. Акселерометрі бар Arduino мүгедектер арбасына көлбеу сигнал жіберу үшін қолданылады, яғни солға немесе оңға, алдыңғыға немесе артқа. Мұнда реле коммутациялық схема ретінде әрекет етеді. Эстафеталық операцияға сәйкес, мүгедектер арбасы сол бағытта қозғалады. Диаграммаға сәйкес барлық компоненттердің дұрыс интерфейсі бізге мүгедектер арбасының прототипінің аппараттық схемасын береді, ол қолмен қимылмен және науқастардың қауіпсіздігі үшін автоматты тежеуішпен қолғапқа негізделген басқаруымен.

13 -қадам: Қорытынды

Біз әр түрлі артықшылықтары бар автоматты мүгедектер арбасын енгіздік. Ол үш түрлі режимде жұмыс істейді: қол режимі, акселерометр және тежеу режимі бар акселерометр. Сондай -ақ, мүгедектер арбасының дәлдігін арттыратын және автоматты тежеуді қамтамасыз ететін екі ультрадыбыстық сенсор бар. Бұл мүгедектер арбасы үнемді және қарапайым адамдарға қол жетімді. Бұл жобаның дамуымен мүмкіндігі шектеулі жандар үшін табысты түрде жүзеге асырылуы мүмкін. Ассамблеяның төмен бағасы оны қарапайым жұртшылық үшін бонус етеді. Біз де осы мүгедектер арбасына жаңа технологияны қоса аламыз. Жоғарыда келтірілген нәтижелерден біз мүгедектер арбасының барлық үш басқару режимінің дамығанын тексереміз және физикалық мүмкіндіктері шектеулі адамға минималды көмек көрсете отырып, жабық ортада қанағаттанарлық жұмыс жасайды деген қорытындыға келеміз. Ол орындық дөңгелектеріне қосылған қозғалтқыштарды іске қосатын акселерометрге жақсы жауап береді. Моторлы арбамен жүретін жылдамдық пен арақашықтықты қозғалтқыштарға қосылған редукторды үйкеліс пен механикалық тозуы аз иінді және бұрандалы қосылысқа ауыстырған жағдайда жақсартуға болады. Бұл жүйенің пайдалану құны сол мақсатта қолданылатын басқа жүйелермен салыстырғанда әлдеқайда төмен.