Haptischer Schuh für Sehbehinderte - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Weltweit gibt es mehr als 37 Millionen sehbehinderte Menschen. Die meisten dieser Leute benutzen einen Stock, Stock oder sind auf eine andere Person angewiesen, um zu pendeln. Es verringert nicht nur ihre Selbständigkeit, sondern schadet in einigen Fällen auch ihrem Selbstwertgefühl. Das vorliegende Modell konzentriert sich auf diese Probleme und versucht, ihre Abhängigkeit von anderen Menschen zu beseitigen. Mit diesem Schuh können sie ohne fremde Hilfe leicht überall hingehen, wo sie wollen.

Lieferungen

• Schuh
• 2 x Ultraschallsensor (HC-SR04)
• Arduino Pro Mini (oder Arduino Nano)
• Vibratormotor (kann von einem alten Handy gerettet werden)
• Summer (5 Volt)
• Überbrückungsdrähte
• 5V Stromquelle (9V Batterie + LM7805 oder eine günstige Powerbank)

Schritt 1: Verstehen, wie es funktioniert

a) Arduino ist ein Mikrocontroller, der im Grunde das Gehirn des gesamten Projekts ist. Der Ultraschallsensor erkennt Hindernisse nach dem SONAR-Prinzip. Es misst ständig den Abstand zwischen den nächsten Hindernissen vor dem Träger.

b) Wenn der Arduino weiß, dass der Abstand weniger als einen Meter beträgt, sendet er eine 0,5-Hz-Rechteckwelle an den Summer, was bedeutet, dass der Summer eine Sekunde lang eingeschaltet und dann für eine weitere Sekunde ausgeschaltet wird, und das Muster wird so lange fortgesetzt, wie das Hindernis bleibt innerhalb von 1 m Reichweite. Es dient als Warnung für den Träger.

c) Bewegt sich das Hindernis noch näher, d.h. der Abstand zwischen Schuh und Hindernis beträgt weniger als 50 cm, sendet der Arduino konstant +5 Volt an den Vibrationsmotor sowie an den Summer. Es erzeugt eine starke Vibration und einen nervigen Piepton, eine Art letzte Warnung.

d) Der zweite Ultraschallsensor ist so angebracht, dass er den Abstand zwischen Schuh und Boden vor ihm ablesen kann. Wenn der Arduino mit Hilfe dieses Sensors irgendeine Art von Grube oder Loch vor dem Schuh erkennt, sendet er eine 1Hz-Rechteckwelle an den Summer sowie den Vibrationsmotor. Die Timings der beiden Signale sind so programmiert, dass der Summer und der Motor abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden.

Der Vibratormotor ist genau dort eingelassen, wo die Ferse die Schuhsohle berührt, so erkennt der Träger, dass sich vor ihm ein Hindernis befindet und er seine Richtung ändern muss

Schritt 2: Wählen Sie den richtigen Schuh

Sie werden viel in der Nähe des Schuhs löten und es ist sehr wahrscheinlich, dass Sie den Schuh irgendwann versehentlich beschädigen. Wählen Sie also einen alten Schuh, den Sie vielleicht herumliegen haben. Der Schuh sollte auch nicht zu klein sein, sonst wird es schwer damit zu arbeiten.

Schritt 3: Herstellen der Schaltung

Wie Sie in den obigen Schaltplänen sehen können, werden alle Einzelkomponenten zum Anschluss an den Arduino benötigt. Folgen Sie dem Schaltplan und bauen Sie die Schaltung zusammen.

Schritt 4: Codieren des Arduino

Jetzt müssen Sie dem Arduino sagen, was er tun soll. Der Code ist in den angehängten Dateien vorhanden, sowohl als Word-Datei (zum Lesen) oder als.ino-Datei, die direkt auf Ihren Arduino hochgeladen werden kann. Wenn Sie einen Promini verwenden, müssen Sie ein FTDI-Board verwenden, um den Code hochzuladen

Schritt 5: Alles für die Montage vorbereiten

Wenn nach dem Hochladen des Codes alles wie gewünscht funktioniert, müssen Sie den gesamten Stromkreis trennen, um ihn in den Schuh zu passen.

Schritt 6: Unterstützung für die Sensoren herstellen

Sie müssen ein Loch in die Spitze des Schuhs bohren, damit die Drähte hineinpassen. Dann müssen Sie mit Hilfe von etwas Pappe eine Stütze machen, um die Sensoren auf der Oberseite des Schuhs zu montieren (siehe Bilder). Bevor Sie alles mit Heißkleber dauerhaft befestigen, verlöten Sie unbedingt Drähte von der Länge des Schuhs an jeden Stift der beiden Sensoren und führen Sie sie dann durch das zuvor gemachte Loch.

Schritt 7: Einbetten des Vibrationsmotors

Als nächstes müssen Sie den Vibrationsmotor dort einbetten, wo die Ferse des Trägers die Schuhsohle berührt. Achten Sie darauf, den Motor unter der Einlegesohle einzubetten, da er alles bedeckt und der Träger keine Beschwerden verspürt.

Schritt 8: Stromquelle

Für die Stromquelle haben Sie zwei Möglichkeiten:

1. 9V Batterie und ein LM7805
2. Günstige (wirklich wirklich günstige) Powerbank

Ich habe den Akku in einem früheren Prototyp verwendet, aber im neuesten Modell verwende ich eine billige Powerbank von Amazon. In beiden Fällen sollten Sie die Stromquelle außen montieren. Stellen Sie sicher, dass der Akku richtig an den LM7805 angeschlossen ist (wenn Sie das bevorzugen). Machen Sie ein kleines Loch an der Seite, um beide Stromleitungen in den Schuh zu bekommen.

Schritt 9: Einen Schalter hinzufügen

Der Titel sagt alles, schneide die Stromleitung, die in den Schuh führt, um einen Schalter hinzuzufügen.

Schritt 10: Verbinden Sie die Gehirne mit dem Körper

Jetzt ist es an der Zeit, die gesamte Elektronik mit dem Arduino zu verbinden. Verbinden Sie zuerst den Summer mit dem Arduino und dann den Vibrationsmotor, gefolgt von den Anschlüssen für die Sensoren und die Stromleitungen am Ende

Schritt 11: In Sichtweite verstecken

Verstecke den Arduino in den Seitenwänden des Schuhs. Sie müssen vielleicht etwas nähen und superkleben, aber ich habe es ohne diese geschafft.