Óculos Inteligentes Ultrassônicos: Melhorando a Mobilidade de Deficientes Visuais

Componentes e Materiais

Ferramentas e Máquinas Necessárias

• Ferro de solda (genérico)
• Pistola de cola quente (genérica)

Aplicativos e Serviços Online

• Arduino IDE (também pode usar a Cloud IDE)

Sobre o Projeto

Este é o projeto de feira de ciências STEM do meu filho, Jacob, este ano na 5ª série. Ele decidiu fazer um projeto de engenharia em vez de um projeto experimental. Ele queria inventar algo que beneficiasse pessoas com deficiência de alguma forma. Ele teve a ideia de óculos que pudessem ajudar pessoas cegas a detectar se havia um objeto à frente que poderiam bater a cabeça. A bengala branca que usam ao caminhar serve para ajudar a navegar no chão, mas não ajuda muito para cima. Usando um microcontrolador Arduino Pro Mini, Sensor Ultrassônico e um buzzer, ele criou estes óculos que detectam a distância de um objeto à frente e emitem bip para alertar a pessoa que algo está à frente. Simples e barato de fazer. Crédito ao hackerboxes.com por algumas das peças.

Código

Óculos Ultrassônicos para CegosArduino

Este código Arduino usa o sensor ultrassônico HC-SR04 e um microcontrolador Arduino Pro Mini. Você pode usar qualquer microcontrolador Arduino com este código. O código detecta a distância convertendo o tempo em milissegundos que leva para as ondas sonoras retornarem em distância em centímetros. Ele bipa intermitentemente se um objeto estiver dentro de 62cm (cerca de 2 pés). A 31cm (ou cerca de 1 pé de distância) é apenas um bip contínuo sólido. O código é muito simples pois não requer bibliotecas de hardware adicionais além do que já vem na Arduino IDE.

/* Código Arduino usado para Óculos de Sol com Sensor Ultrassônico
   Jacob Gardner - Projeto de Engenharia STEM 5ª Série */

#define trigPin 8 // Estas linhas atribuem nomes a valores
#define echoPin 7 // para que possam ser facilmente identificados.
#define buzzer 12 // Estes são definidos antes do código

/* Esta seção do código abaixo roda apenas uma vez.
 * Habilita o monitor serial para ver saída e
 * define os pinos como entrada ou saída. */
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(buzzer, OUTPUT);
}

/* A parte restante do código roda em loop constante.
 * Dispara o sensor ultrassônico e calcula o
 * tempo que levou para as ondas sonoras retornarem.
 * Converte o tempo em milissegundos em distância em centímetros. */
void loop() {
  long duration, distance;
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration/2) / 29.1;
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  
  // Esta parte do código abaixo determina se deve
  // bipar dependendo da distância detectada. Se o objeto
  // estiver dentro de 62cm inicia os bips.
  if (distance > 30 && distance < 62) {
    tone(buzzer, 100, 50); // Bips intermitentes
  }
  if (distance > 0 && distance < 31) {
    tone(buzzer, 100); // Bip longo contínuo
  } else {
  }
  delay(500);
}

Esquemáticos

Este é o esquemático para os óculos ultrassônicos. Usa um Arduino Pro Mini e o sensor ultrassônico HC-SR04. É alimentado por uma bateria 9V.