Akselerometru pagrįstas neįgaliųjų vežimėlis žmonėms su negalia: 13 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Mūsų šalyje, kurioje yra 1,3 milijardo gyventojų, vis dar turime daugiau nei 1% senyvo amžiaus ar neįgalių žmonių, kuriems reikalinga parama asmeniniam judumui. Mūsų projekto tikslas yra patenkinti jų mobilumo reikalavimus naudojant išmaniąsias technologijas. Jų problema ta, kad dėl nelaimingo atsitikimo jų kojų kaulai susilpnėja arba sulūžta ir sukelia skausmą judant, todėl vežimėliui judėti naudojame rankos ar galvos pakreipimo judesius. Akselerometras nustato posvyrį ir sukuria lygiavertę įtampą, kurią Arduino suvokia ir konvertuoja į lygiavertį relės signalą. Remdamasi „Arduino“signalu, relė varo atitinkamą variklį. Dėl variklio judesio vežimėlis juda tam tikra kryptimi. Tai suteikia vartotojui galimybę valdyti vežimėlio judėjimą ranka ar pakreipus galvą. Mes naudojome ultragarsinį išmanųjį jutiklį, kad valdytume vežimėlio stabdymą pagal atstumą tarp vežimėlio ir kliūčių. Jei atstumas yra mažesnis nei 20 cm, „Arduino“siunčia stabdymo signalą į relę ir variklio sustojimą, tai sumažina greitį ir po 2-3 sekundžių vežimėlis pagaliau sustoja. Naudodamiesi išmaniaisiais metodais, tai padeda vartotojui patirti didelę ir nedidelę avariją kelyje. Skystųjų kristalų ekrane rodomas vartotojo atstumas į priekį ir atgal. Dėl šių funkcijų vežimėlis yra paprastas, saugus ir išmanus vartotojui.

Reikalingi komponentai:

Arduino nano, Relė 5V, Medinė lenta mechaniniam surinkimui, 4 nuolatinės srovės reduktorius 24V, 2A, Baterijos 12V, 4A, Aliuminio plokštė, Pirštinė, „Adxl 335“moduliai, Vežimėlio ratai, Kėdė su varžtais tvirtinimui, 12V, 5V reguliatoriaus IC.

1 žingsnis: BOCK DIAGRAM

Blokinę schemą sudaro jutiklio blokas, maitinimo šaltinis, „Arduino“, relė, LCD ir varikliai. „Arduino“turi įvestis iš automatinio saugos diržo mechanizmo, kad būtų galima nustatyti, ar naudotojas užsisegęs saugos diržą, ar ne. Kai naudotojas prisisegia saugos diržą, „Arduino“pajunta ir įjungia sistemą. Tada rodomas pasveikinimo pranešimas ir vartotojas paprašė pasirinkti darbo režimą. Yra trys darbo režimai ir pasirenkami rankiniais jungikliais. Pasirinkus režimą, jis pradeda jausti akselerometro jutiklio išvesties pasikeitimą ir atitinkamai pakeičia „Arduino“relės įvesties signalą. Remdamasi „Arduino“signalu, relė varo variklį tam tikra kryptimi, kol „Arduino“pakeis relės įvestį. Ultragarso jutiklis naudojamas matuoti kliūčių atstumą šalia neįgaliojo vežimėlio, ši informacija rodoma LCD ekrane ir saugoma „Arduino“stabdymui. Kai atstumas yra mažesnis nei 20 cm, „Arduino“generuoja stabdymo signalą ir sustabdo neįgaliojo vežimėlio judėjimą. Yra du maitinimo šaltiniai, naudojami „Arduino“ir variklio tiekimui, „Arduino“maitinimas yra 5 V, o variklis - 24 V.

2 veiksmas: RĖMO PLĖTROS DUOMENYS

Vežimėlių kūrimas prasideda nuo mechaninio rėmo surinkimo. Apatinis vežimėlio rėmas gali būti naudojamas akrilo arba medžio lenta. Tada lenta supjaustoma 24 * 36 colių rėmo dydžiu, 24 coliai yra ilgis ir 36 coliai yra rėmo plotis.

3 veiksmas: variklio montavimas ant rėmo

Variklis sumontuotas ant rėmo plokštės, naudojant L laikiklį. Palikdami 2 colių erdvę ilgio pusėje ir gręždami skylę varikliui pritvirtinti. Kai gręžimas baigtas, mes įdedame L laikiklį ir pradedame uždėti varžtą, o tada pritvirtiname variklį prie prisukamo veleno korpuso. Po to laidai prailginami sujungiant kitą prailginimo laidą ir prijungiant jį prie relės išvesties.

4 žingsnis: Kėdės montavimas ant rėmo

Keturių kojų kėdė naudojama tam, kad sistema būtų stabilesnė dirbant kelyje. Šių kojų kraštas gręžiamas su skylute ir dedamas ant rėmo, o gręžimas taip pat atliekamas ant rėmo. Po to kėdė pritvirtinama prie rėmo varžtu.

5 veiksmas: MAITINIMO JUNGIKLIO IR LCD MONTAVIMAS RANKOS KĖDĖJE

Maitinimo jungiklis naudojamas tiekti variklį ir, jei įvyksta trumpasis jungimas, išjunkite sistemos maitinimą šiuo jungikliu. Šie jungikliai ir LCD pirmiausia tvirtinami ant medinės lentos, o po to pritvirtinami prie kėdės atramos, išgręžiant skylę ir tada pritvirtinant varžtu.

6 žingsnis: SAUGOS DIRŽŲ MECHANIZMO MONTAVIMAS

Kuriant saugos diržų mechanizmą, naudojama aliuminio rankenos dalis ir sulenkiama per kraštą. Naudojamos dvi rankenos, naudojamas nailono diržas ir pritvirtintas prie kėdės peties. Rankena pritvirtinta prie kėdės sėdimojo krašto.

7 žingsnis: ULTRASONINIO JUTIKLIO MONTAVIMAS

Du ultragarso jutikliai naudojami atstumui į priekį ir atgal matuoti. Jie pritvirtinami prie vežimėlio centrinio krašto varžtu.

8 žingsnis: KOJŲ PALIEKIMO PADĖKLIO MONTAVIMAS

Kojų atlošimui naudojamos dvi 2 * 6 colių dydžio medinės lentos. Jie pritvirtinti prie vežimėlio krašto v formos padėtyje.

9 veiksmas: RATŲ KĖDŲ Aparatūros diegimas

Automatinio saugos diržo ir pirštinių pagrindu sukurtas mygtukas, naudojamas trumpojo jungimo koncepcijoje ir prijungtas prie 5 v. Skystųjų kristalų ekranas yra prijungtas prie „Arduino Nano“4 bitų sąsajos režimu, ir jis parodys sveikinimo pranešimą, kai pradedamas vežimėlis. Po to vežimėlio pasirinkimas pasirenkamas naudojant pirštinių mygtuką. Pirštinės yra prijungtos prie 0, 1, 2, 3 kaiščio „Arduino“, o akselerometras prijungtas prie „Arduino“A0, A1. Pakreipus akselerometrą, pagreitis paverčiamas X ir Y ašių įtampomis. Remiantis juo, atliekamas vežimėlio judėjimas. Pagreitėjimo kryptis paverčiama neįgaliojo vežimėlio judesiu, naudojant relę, prijungtą prie 4, 5, 6, 7 „Arduino“kaiščių, ir prijungta taip, kad signalas būtų paverstas 4 krypčių vežimėlio judesiu, kaip į priekį, atgal, į kairę, teisingai. Nuolatinės srovės variklis yra tiesiogiai prijungtas prie relės be jungties, atvira jungtis, bendras gnybtas. Ultragarsinis paleidimo kaištis yra prijungtas prie „Arduino“kaiščio Nr. 13, o aidas - prie 10, 11 „Arduino“kaiščio. Jis naudojamas automatiniam stabdymui, kai aptinkama 20 cm diapazono kliūtis ir LCD ekrane rodomas atstumas. LCD duomenų kaiščiai yra prijungti prie A2, A3, A4, A5, o įjungimo kaištis prijungtas prie 9 kontaktų, registro pasirinkimas yra prijungtas prie 10 kaiščio

10 žingsnis: ALGORITHM

Vežimėlio vežimo algoritmo srauto valdymas atliekamas taip

1. Pradėkite prijungdami 24 V ir 5 V maitinimo šaltinį.

2. Prijunkite saugos diržą, jei neprijungtas, pereikite prie 16.

3. Patikrinkite, ar akselerometro būklė stabili?

4. Įjunkite variklio maitinimo jungiklį.

5. Pasirinkite darbo režimą pirštinių mygtuku, procesorius atlieka 6, 9, 12, o jei nepasirinktas, pereikite prie 16.

6. Pasirinktas 1 režimas, tada

7. Perkelkite akselerometrą ta kryptimi, kuria norime perkelti vežimėlį.

8. Akselerometras juda arba pakreipia savo padėtį, todėl Arduino gauna analoginį signalą ir paverčia jį netinkamu

skaitmeninį lygį, kad būtų galima perkelti neįgaliųjų vežimėlio variklius.

9. Pasirinktas 2 režimas, tada

10. Remdamiesi pirštinės mygtuku paspaudžiame kryptimi, norime perkelti vežimėlį.

11. „Arduino“jaučia, kaip įjungiamas/išjungiamas pirštinių perjungimo režimas, ir paverčia jį netinkamu skaitmeniniu lygiu, kad judėtų vežimėlio varikliai.

12. Pasirinktas 3 režimas, tada

13. Perkelkite akselerometrą ta kryptimi, kuria norime perkelti vežimėlį.

14. Akselerometras juda arba pakreipia savo padėtį, todėl Arduino duoda analoginį signalą ir jį paverčia

tinkamą skaitmeninį lygį ir patikrinkite, ar nėra ultragarso skirtumo atstumo.

15. Kliūtims aptikti naudojami ultragarsiniai jutikliai. Jei aptinkama kokia nors kliūtis, tada

duoda signalą „Arduino“, jis stabdo ir sustabdo variklius.

16. Vežimėlis yra ramybės padėtyje.

17. Nuimkite saugos diržą.

11 žingsnis: kodas

12 žingsnis: galutinis bandymas

Buvo stengtasi, kad sistema būtų kompaktiška ir nešiojama, buvo naudojami minimalūs laidai, o tai sumažina sistemos sudėtingumą. „Arduino“yra sistemos širdis, todėl ją reikia tinkamai užprogramuoti. Buvo išbandyti įvairūs gestai ir išėjimai, siekiant patikrinti, ar tinkamas signalas siunčiamas į relę. Vežimėlio modelis veikia perjungimo relėse ir varikliuose su akselerometro jutikliu ant paciento rankos. „Arduino“su pagreičio matuokliu naudojamas judėjimo signalui į vežimėlį siųsti, ty kairėn arba dešinėn, priekyje arba gale. Čia relė veikia kaip perjungimo grandinė. Pagal relės veikimą, vežimėlis judės atitinkama kryptimi. Tinkama visų komponentų sąsaja pagal schemą suteikia mums neįgaliųjų vežimėlių prototipų aparatinės įrangos schemą su gestais rankomis ir pirštinėmis valdomą automatinį stabdymą, kad būtų užtikrintas pacientų saugumas.

13 žingsnis: IŠVADA

Mes įdiegėme automatinį vežimėlį, kuris turi įvairių privalumų. Jis veikia trimis skirtingais režimais, ty rankiniu režimu, akselerometru ir akselerometru su stabdymo režimu. Taip pat yra du ultragarso jutikliai, kurie padidina vežimėlio tikslumą ir užtikrina automatinį stabdymą. Šis vežimėlis yra ekonomiškas ir gali būti prieinamas paprastiems žmonėms. Plėtojant šį projektą, jis gali būti sėkmingai įgyvendintas platesniu mastu neįgaliesiems. Dėl mažos surinkimo kainos tai tikrai yra premija plačiajai visuomenei. Prie šio vežimėlio taip pat galime pridėti naujų technologijų. Remdamiesi aukščiau gautais rezultatais, darome išvadą, kad visi trys neįgaliojo vežimėlio valdymo režimai yra išbandyti ir patenkinamai veikia patalpų aplinkoje su minimalia pagalba fiziškai neįgaliam asmeniui. Jis gerai reaguoja į akselerometrą, suaktyvinantį variklius, prijungtus prie kėdės ratų. Vežimėlio vežimo greitį ir atstumą galima dar labiau pagerinti, jei prie variklių prijungta pavarų sistema pakeičiama alkūnine ir krumpliaračio jungtimi, kuri turi mažiau trinties ir mechaninio nusidėvėjimo. Šios sistemos eksploatacinės išlaidos yra daug mažesnės, palyginti su kitomis tuo pačiu tikslu naudojamomis sistemomis.