Не так давно наткнулся на несколько разработок в области помощи слабовидящим. Все их объединяло одно — они основаны на ультразвуке и обратной связи, тактильной или аудио. Это были трости и перчатки. Что меня в таких сообщениях обычно расстраивает, что показали прототип, начали патентование, а до производства не доходит.
Изучив вопрос, я понял, что пока что белую тросточку для слабовидящих ничто заменить не может. А вот вспомогательные средства им не помешают. Уже есть ультразвуковой фонарик, перчатка, трость. Что-то из этого можно даже купить в магазинах. Моей задачей было сделать устройство, которое поможет слабовидящим ориентироваться в незнакомых помещениях и которое применяется совместно с тростью. А кроме того, устройство должно быть не сложным в сборке, чтобы любой радиолюбитель мог помочь в его создании. Получилась вот такая бейсболка:
Основной функционал устройства. Бейсболка одевается на голову, ультразвуковой датчик измеряет расстояние до препятствий, в зависимости от расстояния, в наушник подается сигнал, который изменяется по принципу парктроника — чем ближе препятствие, тем чаще сигнал.
Для создания бейсболки нам понадобятся:
- Бейсболка
- Контроллер Arduino
- Наушники
- Ультразвуковой сенсор
- Маленький выключатель
- Разъем для батарейки крона, разъем питания
- Батарейка крона
- Провода
Так как датчик имеет 4 ножки, то его удобно с их помощью крепить к козырьку бейсболки. Делаем шилом 4 дырочки, вставляем в них датчик, припаиваем к нему 4 провода и пропускаем их под козырек. Теперь мы решили задачу крепления датчика, так как это выступающая часть и поэтому обладает «повышенным риском» отвалиться.
Отрезаем от наушников одно из «ушей», к проводу припаиваем 2 контакта. Делаем сбоку в бейсболке дырочку и пропускаем через нее провод. Как правило, у бейсболки есть небольшой отворот ткани по внутреннему радиусу, под ним удобно пропускать провод. Дотягиваем его таким образом под козырек. Вставляем один из проводов наушника в аналоговый вход, второй в GND.
Доступ к батарейке нужно обеспечить для удобной ее замены, значит ее нужно крепить снаружи бейсболки. Поэтому нам нужно будет проделать еще одно отверстие. Выключатель также приделываем на провод от батарейки и выводим наружу.
Скетч для ардуино очень простой. В нем мы измеряем расстояние до объекта и издаем звуковой сигнал с разной паузой в зависимости от квадрата расстояния до препятствия. В нашем примере, мы начинаем реагировать на препятствие за 1.5 метра до него, как показала практика, для ориентирования в помещении, этого вполне хватает. Прибор действует по принципу парктроника. Чем ближе препятствие, тем чаще раздается звук. Ускорение не учитывается, но изменить программу соответствующим образом не сложно.
Ultrasonic ultrasonic(7, 6);
void setup() {
pinMode(14, OUTPUT);
pinMode(13, OUTPUT);
}
void beep(int d, int l, int p){
int to = l / (d / 1000);
digitalWrite(13, HIGH);
for (int i=0;i<to;i++){
analogWrite(14, 0);
analogWrite(14, 255);
delayMicroseconds(d);
}
digitalWrite(13, LOW);
delay(p);
}
void loop() {
dist = ultrasonic.Ranging(CM); // get distance
if(dist > 150 or dist == 0) {
digitalWrite(13, LOW);
}
else {
beep(3000, 100, 20);
delay(dist * dist/ 15);
}
}
Финальный штрих — закрываем тканью пространство под козырьком бейсболки. Крепить ли дополнительно контроллер — смотрите сами. Мне кажется, что достаточно довольно сильно натянуть ткань и приклеить ее не жалея клея. Это будет достаточно прочное соединение, конструкция будет жесткой, а контроллер будет зафиксирован.
Вот таким получается конечное изделие.
Затраты по деньгам не слишком большие. Основные затраты приходятся на саму бейсболку и контроллер — можно уложиться в 1 500 руб. Остальные детали можно уложить в 500 руб. Так что себестоимость близка к 2 000 руб. Но можно и сьэкономить, если заказывать все из Китая.
У меня был под рукой arduino uno, в данном случае это избыточный размер. Вполне подойдет нано или мини про. Ультразвуковой датчик можно купить там же где и ардуино — в интернет-магазинах на просторах нашей Родины (дороже, но быстрее) или в Китае (дешевле, но долго ждать). Столкнулся с тем, что в столице достаточно сложно найти за разумные деньги контроллеры ардуино малых форм-факторов, видимо мал спрос.
Понятно, что идея описана и можно все сделать самому. Также я понимаю, что не все хотят и могут этим заморачиваться. Поэтому я сделал сайт, на котором можно оформить предзаказ на такую бейсболку. Сайт sonarcap.ru. Сразу скажу, что на сайте ничего интересного нет и переходить на него стоит только в том случае, если вы хотите сделать заказ. Если из праздного любопытства, то лучше не надо, сайт не заточен под хабра-эффект.
Видео с полевых испытаний доступно по ссылке.
Автор: Captain
