Тема работы: Электронные Ботинки для Слабовидящих и незрячих Людей или ЭБСЛ 2 (с функцией слежения и определения местоположения).

Цель работы: создать Электронные Ботинки для Слабовидящих и незрячих Людей, оснащенные датчиками определения расстояния и GPS - тракером, позволяющим определять местонахождение человека.

Задачи работы:

    спроектировать и собрать ЭБСЛ2, используя плату Arduino и радиотехнические детали, GPS - тракер; запрограммировать ЭБСЛ2 и настроить программу слежения Simotracking в части местонахождения незрячего человека, а в случае выхода его за заданный периметр, информировать родственников смс сообщением об этом; провести экспериментальные запуски; исправить выявленные недочёты.

  Актуальность: ЭБСЛ-2 является полезным гаджетом для незрячих и слабовидящих людей, который позволяет облегчить передвижение по оживленному городу, помогает людям, недавно потерявшим зрение, пройти период адаптации, а родственникам видеть местонахождение незрячего человека и в случае его выхода за заданный периметр уведомить их об этом с помощью смс.


Теоретические аспекты создания робота ЭБСЛ 2. Краткая характеристика Arduino.

  Arduino — торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники. Аппаратная часть представляет собой набор смонтированных печатных плат. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino.

1.2. Обзор среды программирования

  Язык программирования Arduino является стандартным C++ с некоторыми особенностями, облегчающими новичкам написание первой работающей программы.

  Программы, написанные программистом Arduino называются наброски и сохраняются в файлах с расширением ino. Так же существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Модуль Arduino nano 

Платформа Nano, построенная на микроконтроллере ATmega328 (Arduino Nano 3.0), имеет небольшие размеры и может использоваться в лабораторных работах.

Рис.1. Платформа Nano

Краткие характеристики

Табл.1 краткая характеристика микроконтроллера

№

Микроконтроллер ATmega328

1

Рабочее напряжение

5 В

2

Входное напряжение (рекомендуемое)

7-12 В

3

Входное напряжение (предельное)

6-20 В

4

Цифровые Входы/Выходы

14

5

Постоянный ток через вход/выход

40 мА

6

Флеш-память

16 Кб при этом 2 Кб используются для загрузчика

7

Размеры

1.85 см x 4.2 см

1.4. Краткое сравнение Arduino Nano и Arduino Uno

       Почему же для сборки ЭБСЛ2 была выбрана именно плата Arduino Nano, ведь самой популярной платой является Arduino Uno? Под задачи данной работы - сборки ЭБСЛ2, удобнее использовать nano, потому что она значительно меньше в размере, а значит компактнее и удобнее для размещения в подошве ботинка.

2. Характеристика робота ЭБСЛ2: создание, среда программирование и запуск

2.1. Моторы, датчики

  Ультразвуковой датчик HC-SR04 используя ультразвуковые волны измеряет расстояние до объекта или просто обнаруживает препятствие на пути движения подвижной конструкции. В отличие от инфракрасных дальномеров на ультразвуковой датчик HC-SR04 не влияют источники света или цвет препятствия. Типичными областями применения являются парковочные датчики, контроллеры уровня, устройства мониторинга местности и другие.

Рис.2. Ультразвуковой датчик HC-SR04

Остальные электронные компоненты ЭБСЛ2:

    Вибро-мотор; Аккумулятор Samsung ICR18650-26F 3.7v; Провода; Кнопка включения/выключения; Зарядное устройство TP4056К; GPS тракер.

2.2. Программирование на C++

  Язык программирования Arduino является стандартным C++ (используется компилятор AVR-GCC) с некоторыми особенностями, облегчающими новичкам написание первой работающей программы.

Программы, написанные программистом Arduino называются наброски (и сохраняются в файлах с расширением ino.) Эти файлы перед компиляцией обрабатываются препроцессором Ардуино. Также существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Функция слежения осуществляется при помощи программы Sinotracking.

3. Практическое воплощение и испытание ЭБСЛ2

3.1. Этапы сборки

Сначала была собрана схема из электронных компонентов

Рис. 3 Схема из электронных компонентов

Для основы, в которую будет помещена схема, был взят ботинок на высокой подошве.

Рис.4 Подготовка основы для сборки

GPS тракер с встроенным микроконтроллером

Далее схема была помещена в ботинок.

В итоге все компоненты были надежно приделаны и закреплены в ботинке. Ботинок был готов к испытаниям.

Рис.6 Готовый ЭБСЛ2

3.2. Программирование структуры

После  была написана программа на C++ ( с использованием компилятора AVR-GCC)

Рис. 8 и 9 Программа для ЭБСЛ2