Terceiro Olho Arduino: Dispositivo Assistivo de Visão para Cegos

Componentes e Materiais

SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 5V/16MHz	×	5
5 Sensores Ultrassônicos	×	5
Placa de Circuito Impresso (Perfboard)	×	5
Motor Vibratório	×	5
Buzzer	×	5
LED 5 mm: Vermelho	×	5
Chave Deslizante	×	5
Header Fêmea 8 Posições 1 Linha (0.1")	×	2
Header Macho 40 Posições 1 Linha (0.1")	×	2
Fios Jumper (genéricos)	×	4
Power Bank	×	1
Elásticos e adesivos (para fazer como uma bandana para usar)	×	1
Bateria LiPo 3.7 V	×	1

Ferramentas e Máquinas Necessárias

• Ferro de Solda (genérico)
• Pistola de Cola Quente (genérica)

Aplicativos e Serviços Online

• Arduino IDE

Sobre o Projeto

• Primeira tecnologia vestível para pessoas cegas
• Usando ondas ultrassônicas para detectar obstáculos
• Notificando o usuário através de vibrações/som do buzzer

Terceiro olho para pessoas cegas é uma inovação que ajuda pessoas cegas a navegar com velocidade e confiança, detectando obstáculos próximos usando ondas ultrassônicas e notificando-os com som de buzzer ou vibração. Eles só precisam usar este dispositivo como uma bandana ou roupa.

Segundo a OMS, 39 milhões de pessoas são estimadas como cegas no mundo. Elas sofrem muitas dificuldades em sua vida diária. As afetadas têm usado a bengala branca tradicional por muitos anos, que embora eficaz, ainda tem muitas desvantagens. Outra maneira é ter um animal de estimação como um cão, mas é realmente caro. Então o objetivo do projeto é desenvolver uma forma barata e mais eficiente de ajudar deficientes visuais a navegar com maior conforto, velocidade e confiança.

Vídeo

Assista ao vídeo do funcionamento.

Assista ao vídeo que passou em um canal de notícias (língua Malayalam)

Novidade do projeto: Esta é a primeira tecnologia vestível para cegos que resolve todos os problemas das tecnologias existentes. Hoje em dia existem tantos instrumentos e dispositivos inteligentes para pessoas com deficiência visual para navegação, mas a maioria tem certos problemas para carregar e a principal desvantagem é que precisam de muito treinamento para usar. Uma das principais peculiaridades desta inovação é que é acessível para todos, o custo total sendo menos de $25 (~1500 INR). Não existem tais dispositivos disponíveis no mercado que possam ser usados como roupa e tenham tão baixo custo e simplicidade. Quando usado em larga escala, com melhorias no protótipo, beneficiará drasticamente a comunidade.

Passo 1: Sistemas Existentes

• Bengala branca
• Cão guia
• Dispositivos inteligentes (ex: Vision a torch for blinds)

Problema dos Sistemas Existentes:

• Bengala branca – Pode rachar/quebrar facilmente, a bengala pode travar em rachaduras de calçada ou outros objetos.
• Cão guia – Custo enorme. (~$42.000 / 280.000 Rs)
• Desvantagens Comuns (Incluindo dispositivos inteligentes) Não podem ser carregados facilmente, precisam de muito treinamento para usar

Características do Terceiro Olho para cegos: Ao usar este dispositivo, eles podem evitar totalmente o uso de bengala branca e outros dispositivos. Este dispositivo ajudará os cegos a navegar sem segurar uma bengala, o que é um pouco irritante para eles. Eles podem simplesmente usá-lo como uma bandana ou roupa e ele pode funcionar muito precisamente e eles só precisam de muito pouco treinamento para usá-lo.

Passo 2: Descrição Completa do Projeto

Projetei um dispositivo vestível especial baseado na placa Arduino que pode ser usado como roupa para cegos. Este dispositivo é equipado com cinco sensores ultrassônicos, consistindo de cinco módulos conectados a diferentes partes do corpo. Entre eles, dois para ambos os ombros, outros dois para ambos os joelhos e um para a mão. Usando os cinco sensores ultrassônicos, pessoas cegas podem detectar objetos em uma visão de cinco dimensões ao redor delas e podem viajar facilmente para qualquer lugar. Quando o sensor ultrassônico detecta obstáculo, o dispositivo notificará o usuário através de vibrações e bipes sonoros. A intensidade da vibração e a taxa de bip aumentam com a diminuição da distância e este é um dispositivo totalmente automatizado.

Melhorias de recursos:

O projeto inteiro pode ser feito na forma de jaqueta, para que o dispositivo não precise ser usado um por um. Uso de placas especialmente projetadas em vez de Arduino e sensores ultrassônicos de alta qualidade torna a resposta mais rápida, o que torna o dispositivo capaz de funcionar em ambientes lotados.

Passo 3: Testado com Sucesso com Ajuda de uma Pessoa com Deficiência Visual.

Leia mais sobre isso aqui no post do FB pelo nosso professor de ciências da escola.

Prêmios ganhos por esta inovação.

• 1º lugar no prêmio de inovação PPT
• 2º lugar em feira de ciências estadual. (Realizada pelo Governo de Kerala)

Passo 4: Prototipagem da Ideia - Peças Usadas

Materiais

• 5 x Arduino Pro Mini
• 5 x Sensor ultrassônico
• 5 x Perfboard
• 5 x Motor vibratório
• 5 x Buzzers
• 5 x LEDs vermelhos
• 5 x Chaves
• Pinos header macho e fêmea
• 4 x Cabo jumper
• Um power bank
• Uma bateria de celular velha 3.3 volt
• Alguns elásticos e adesivos (para fazer como bandana para usar)

Passo 5: Diagrama de Circuito

Instruções de fiação.

• Terra do LED, buzzer e motor de vibração para GND do Arduino
• + do LED e perna do meio da chave para pino 5 do Arduino
• + do Buzzer para primeira perna da chave
• + do Motor de vibração para terceira perna da chave
• Sensor ultrassônico
• Pino VCC do sensor ultrassônico – Pino VCC do Arduino
• Pino GND do sensor ultrassônico – Pino GND do Arduino
• Pino Trig do sensor ultrassônico – Pino 12 do Arduino
• Pino Echo do sensor ultrassônico – Pino 10 do Arduino

A chave usada aqui é para selecionar o modo (buzzer ou modo vibração.)

Figura 2 – Alimentando os módulos – Conecte os 4 Arduino Pro Mini a um pino USB macho e conecte a um power bank. Para o módulo na mão use uma pequena bateria de lítio.

Passo 6: Fazendo os Módulos

• Primeiro corte a perfboard na dimensão 5 x 3 cm e solde os headers fêmea para o Arduino na placa.
• Depois solde o buzzer.
• Depois conecte o motor vibratório usando a pistola de cola quente e solde fios nele.
• Depois conecte o LED.
• Depois conecte a chave.
• Depois conecte headers para sensores ultrassônicos e para entrada de bateria.
• Depois solde tudo como mostrado no diagrama de circuito.
• Agora conecte o Arduino e o sensor ultrassônico à placa

Também conecte a banda elástica a todos os módulos.

Mais 3 módulos devem ser feitos da mesma forma descrita acima, mas para o da mão, há uma pequena diferença. Visite o próximo passo antes de fazer esse último módulo.

Passo 7: Código + Fazendo o Módulo para a Mão

• Conecte o sensor ultrassônico à placa usando 4 cabos jumper.
• Depois conecte uma bateria móvel de 3.7 volt a este módulo.
• Depois conecte a banda elástica como mostrado na figura.

Por fim, carregue o código em cada placa Arduino e alimente os outros 4 módulos usando um power bank.

Código usado no Arduino:

//VISITE : www.robotechmaker.com
const int pingTrigPin = 12; //Trigger conectado ao PINO 12
const int pingEchoPin = 10; //Echo conectado ao PINO 10
int buz=5; //Buzzer no PINO 5
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(buz, OUTPUT);
}
void loop() {
  long duration, cm;
  pinMode(pingTrigPin, OUTPUT);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(pingTrigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  pinMode(pingEchoPin, INPUT);
  duration = pulseIn(pingEchoPin, HIGH);
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);
  if(cm<=50 && cm>0) {
    int d= map(cm, 1, 100, 20, 2000);
    digitalWrite(buz, HIGH);
    delay(100);
    digitalWrite(buz, LOW);
    delay(d);
  }
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();
  delay(100);
}
long microsecondsToCentimeters(long microseconds) {
  return microseconds / 29 / 2;
}

Third_eye_for_blinds.ino

Código

• Código usado no arduino

Código usado no arduino C/C++

//VISITE : www.robotechmaker.com
const int pingTrigPin = 12; //Trigger conectado ao PINO 12
const int pingEchoPin = 10; //Echo conectado ao PINO 10
int buz=5; //Buzzer no PINO 5
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(buz, OUTPUT);
}
void loop() {
  long duration, cm;
  pinMode(pingTrigPin, OUTPUT);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(pingTrigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  pinMode(pingEchoPin, INPUT);
  duration = pulseIn(pingEchoPin, HIGH);
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);
  if(cm<=50 && cm>0) {
    int d= map(cm, 1, 100, 20, 2000);
    digitalWrite(buz, HIGH);
    delay(100);
    digitalWrite(buz, LOW);
    delay(d);
  }
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();
  delay(100);
}
long microsecondsToCentimeters(long microseconds) {
  return microseconds / 29 / 2;
}

Esquemáticos