Bagaimana Cara Membuat Smart Stick Untuk Tunanetra Dengan Menggunakan Arduino?

Saya sangat percaya pada kutipan Helen Keller yang menyatakan “Satu-satunya hal yang lebih buruk daripada menjadi buta adalah memiliki penglihatan tetapi tidak memiliki penglihatan”. Teknologi tersebut dapat membantu penyandang disabilitas menjalani kehidupan normal seperti halnya manusia lainnya. Semua orang tahu gadis India bernama Arunima Sinha yang kehilangan kakinya dalam kecelakaan kereta api dan dia harus berjalan dengan kaki palsu selama sisa hidupnya. Setelah kecelakaan, dia memutuskan untuk mendaki Gunung Everest dengan kaki palsu dan karenanya, teknologi terbaru membuka jalan baginya untuk mencapai mimpinya.

Teknologi memang bisa menetralkan kecacatan manusia; dengan pemikiran ini mari kita gunakan kekuatan Arduino dan sensor sederhana untuk membuat tongkat bagi seorang Tunanetra yang bisa menjadi penyelamat bagi orang-orang tunanetra. Sensor ultrasonik akan dipasang di tongkat yang akan mendeteksi jarak seseorang dari rintangan apa pun, LDR untuk mendeteksi kondisi pencahayaan, dan remote RF yang dapat digunakan orang buta untuk menemukan tongkatnya dari jarak jauh. Semua petunjuk arah akan diberikan kepada orang buta melalui Buzzer. Kita dapat menggunakan motor vibrator sebagai pengganti Buzzer dan lebih maju menggunakan kreativitas kita.

Bagaimana Cara Menggunakan Arduino Dalam Mendesain Sirkuit?

Sekarang karena kita mengetahui abstrak proyek, mari kita lanjutkan dan kumpulkan informasi yang berbeda untuk mulai bekerja. Pertama-tama kita akan membuat daftar komponen, kemudian mempelajarinya secara singkat, kemudian merakit semua komponen tersebut untuk membuat sistem kerja.

Langkah 1: Komponen yang Dibutuhkan (Perangkat Keras)

Langkah 2: Komponen yang Digunakan (Perangkat Lunak)

Langkah 3: Mempelajari Komponen

Sekarang kita telah membuat daftar semua komponen yang akan kita gunakan dalam proyek ini. Mari kita melangkah lebih jauh dan melakukan studi singkat tentang semua komponen utama.

1. Arduino Nano: Arduino nano adalah papan mikrokontroler yang digunakan untuk mengontrol atau menjalankan berbagai tugas dalam suatu rangkaian. Kami membakar Kode C. pada Arduino Nano untuk memberi tahu papan mikrokontroler bagaimana dan operasi apa yang harus dilakukan. Arduino Nano memiliki fungsi yang persis sama dengan Arduino Uno tetapi dalam ukuran yang cukup kecil. Mikrokontroler pada papan Arduino Nano adalah ATmega328p.
2. Sensor Ultrasonik HC-SR04: Papan HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik yang digunakan untuk mengetahui jarak antara dua benda. Ini terdiri dari pemancar dan penerima. Pemancar mengubah sinyal listrik menjadi sinyal ultrasonik dan penerima mengubah sinyal ultrasonik kembali menjadi sinyal listrik. Ketika pemancar mengirimkan gelombang ultrasonik, itu memantulkan setelah bertabrakan dengan objek tertentu. Jarak dihitung dengan menggunakan waktu, yang dibutuhkan sinyal ultrasonik untuk pergi dari pemancar dan kembali ke penerima.
3. Pemancar dan penerima RF 433mhz: Ini beroperasi pada frekuensi tertentu 433MHz. Ada beberapa perangkat frekuensi radio lain yang tersedia di pasaran dan dibandingkan dengan mereka, kinerja modul RF akan bergantung pada beberapa faktor seperti ketika kami meningkatkan daya pemancar, jarak komunikasi yang jauh akan dikumpulkan. Ini akan menyebabkan pengurasan daya listrik yang tinggi pada perangkat pemancar, yang menyebabkan masa pengoperasian perangkat bertenaga baterai lebih pendek. Jika kita menggunakan perangkat ini dengan daya pancar yang lebih tinggi maka perangkat tersebut akan menimbulkan interferensi dengan perangkat RF lainnya.
4. 7805 Pengatur tegangan:Regulator tegangan sangat penting dalam rangkaian listrik. Sekalipun terjadi fluktuasi tegangan masukan, regulator tegangan ini memberikan tegangan keluaran yang konstan. Kami dapat menemukan penerapan IC 7805 di sebagian besar proyek. Nama 7805 berarti dua arti, "78" berarti itu adalah regulator tegangan positif dan "05" berarti menyediakan 5V sebagai keluaran. Jadi regulator tegangan kita akan memberikan tegangan output +5V. IC ini dapat menangani arus sekitar 1.5A. Heat sink direkomendasikan untuk proyek yang mengonsumsi lebih banyak arus. Misalnya, jika tegangan input 12V dan Anda mengonsumsi 1A, maka (12-5) * 1 = 7W. 7 Watt ini akan dihamburkan sebagai panas.

Langkah 4: Merakit Sirkuit

Kami perlu merancang dua sirkuit untuk proyek ini. Sirkuit pertama akan ditempatkan di tempat yang cocok di tongkat orang buta dan yang kedua akan menjadi Pemancar RF sirkuit dan itu akan digunakan untuk mengetahui sirkuit utama. Sebelum mendesain rangkaian pada Proteus, kita perlu menyertakan pustaka proteus penerima RF dalam perangkat lunak. Anda dapat mengunduh perpustakaan dari Sini dan setelah mengunduh perpustakaan, buka Perpustakaan folder dan salin MODULO_RF.LIB file dan tempel di folder Library Proteus. Jika Anda tidak menemukan folder perpustakaan, klik (C: \ Program Files (x86) \ Labcenter Electronics \ Proteus 8 Professional \ LIBRARY). Setelah Anda melakukan ini, buka folder MODELS dan salin RX.MDF dan tempelkan di folder proteus MODELS. Jika Anda tidak menemukan folder model, klik (C: \ Program Files (x86) \ Labcenter Electronics \ Proteus 8 Professional \ MODELS).

Mikrokontroler yang akan digunakan untuk mengontrol semua sensor yang ada di rangkaian tersebut Arduino Nano. Catu daya yang digunakan untuk kerja rangkaian adalah baterai 9V dan tegangan 9V ini diturunkan menjadi 5V menggunakan a 7805 Regulator tegangan. Dapat dilihat di sirkuit bahwa Sensor ultrasonik didukung oleh Vout dari pengatur tegangan. Pin pemicu dan gema dari sensor masing-masing terhubung ke pin 3 dan pin 2 Arduino. Itu Resistor Tergantung Cahaya (LDR) terhubung ke potensiometer bernilai 10k dan Analog ke Digital pin konversi A1 Arduino terhubung ke titik itu untuk mencatat perbedaan tegangan. Kita perlu mengetahui sinyal yang dipancarkan oleh penerima RF maka kita telah menghubungkan pin ADC A0 untuk membaca sinyal dari penerima RF. Output dari seluruh rangkaian diberikan oleh bel jadi, pin positif dari bel terhubung ke pin 12 Arduino dan pin negatif terhubung ke ground sensor ultrasonik.

Kami belum menyertakan pemancar RF dalam diagram sirkuit kami karena kami akan merakitnya pada perangkat keras secara terpisah. Setiap kali kami menggunakan pemancar dan penerima superheterodyne 433 MHz kami memerlukan mikrokontroler untuk menghubungkannya dengan itu tetapi dalam proyek ini kami membutuhkan satu-satunya pemancar untuk mengirim sinyal ke penerima, jadi, kami telah menghubungkan pin data pemancar dengan Vcc. Pin data penerima dilewatkan melalui filter RC dan kemudian dihubungkan ke pin data A0 dari Arduino masing-masing. Kami akan menekan tombol tekan yang ditempatkan pada pemancar berulang kali dan ketika tombol ditekan penerima akan memberikan nilai konstan sebagai output.

Langkah 5: Merakit Perangkat Keras

Karena kami telah menjalankan simulasi tidak, kami berada dalam posisi untuk membuat prototipe. Saat menyolder komponen pada papan Perf, berikan perhatian khusus pada pin Arduino Nano. pastikan pin tidak saling bersentuhan, jika tidak, Arduino bisa rusak. Temukan tongkat di rumah Anda dan pasang sirkuit yang terdiri dari Arduino dan penerima RF di atasnya. Anda dapat menggunakan lem tembak panas untuk memasang sirkuit pada tongkat dan lebih baik menempelkan lem pada terminal positif dan negatif sehingga kabel catu daya tidak terlepas jika tongkat dibelai dengan kuat ke tanah.

Langkah 6: Memulai dengan Arduino

Jika sebelumnya Anda belum familiar dengan Arduino IDE, jangan khawatir karena di bawah ini, Anda dapat melihat langkah-langkah jelas burning code pada papan mikrokontroler menggunakan Arduino IDE. Anda dapat mengunduh Arduino IDE versi terbaru dari sini dan ikuti langkah-langkah di bawah ini:

1. Ketika papan Arduino terhubung ke PC Anda, buka "Control panel" dan klik "Hardware and Sound". Kemudian klik "Perangkat dan Pencetak". Temukan nama port tempat papan Arduino Anda terhubung. Dalam kasus saya ini adalah "COM14" tetapi mungkin berbeda di PC Anda.
2. Klik pada menu Alat. dan atur papan ke Arduino Nano dari menu tarik-turun.
3. Di menu Alat yang sama, setel port ke nomor port yang Anda amati sebelumnya di Perangkat dan Printer.
4. Di menu Alat yang sama, Setel Prosesor ke ATmega328P (Old Bootloader).
5. Unduh kode yang terlampir di bawah ini dan tempelkan ke Arduino IDE Anda. Klik pada unggah tombol untuk membakar kode pada papan mikrokontroler Anda.

Untuk mengunduh kodenya, klik di sini.

Langkah 7: Memahami Kode

Kode ini dikomentari dengan baik dan cukup jelas. Tapi tetap saja dijelaskan di bawah ini:

1. Di awal kode, semua pin papan Arduino Nano yang terhubung ke sensor ultrasonik dan modul RF, diinisialisasi.

const int pemicu = 3; // Pin pemicu dari 1st Sensor const int echo = 2; // Pin gema dari Sensor pertama const int Buzz = 13; // Sematkan untuk menghubungkan buzzer const int Remote = A0; const int Cahaya = A1; lama waktu_diambil; int dist; sinyal int; int Intens; int similar_count;

2. batal penyiapan () adalah fungsi yang digunakan untuk mengatur semua pin yang digunakan, sebagai MEMASUKKAN dan KELUARAN.Baud Rate ditentukan dalam fungsi ini. Baud Rate adalah kecepatan komunikasi dimana papan mikrokontroler berkomunikasi dengan sensor yang terintegrasi dengannya.

batal penyiapan () {Serial.begin (9600); pinMode (Buzz, OUTPUT); digitalWrite (Buzz, LOW); pinMode (pemicu, OUTPUT); pinMode (echo, INPUT); }

3. Sekarang, kita akan membuat fungsi yang akan menghitung jarak.

void count_distance (int trigger, int echo) {digitalWrite (trigger, LOW); delayMicroseconds (2); digitalWrite (pemicu, TINGGI); delayMicroseconds (10); digitalWrite (trigger, LOW); time_taken = pulseIn (gema, TINGGI); dist= waktu_diambil*0.034/2; jika (dist> 300) dist = 300; }

4.void loop () adalah fungsi yang berjalan berulang kali dalam satu siklus. Dalam fungsi ini, kami memberi tahu papan mikrokontroler bagaimana dan operasi apa yang harus dilakukan. Di loop utama, kita akan membaca data dari sensor. Di sini, pertama, pin pemicu diatur untuk mengirim sinyal yang akan dideteksi oleh pin gema. Beberapa kondisi diterapkan untuk membunyikan bel secara terus menerus jika suatu objek terdeteksi pada jarak tertentu. Bel akan berbunyi bip dengan jeda kecil jika mendeteksi gelap dan akan berbunyi bip dengan jeda yang sedikit lebih besar jika mendeteksi terang.

void loop () {// count_distance loop tak terbatas (trigger, echo); Sinyal = analogRead (Remote); Intens = analogRead (Cahaya); // Periksa apakah Remote ditekan int temp = analogRead (Remote); jumlah_sama = 0; sementara (Signal == temp) {Signal = analogRead (Remote); Similar_count ++; } // Jika ditekan dari jarak jauh if (similar_count <100) {Serial.print (similar_count); Serial.println ("Remote Pressed"); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (3000); digitalWrite (Buzz, LOW); } // Jika sangat gelap if (Intens <200) {Serial.print (Intens); Serial.println ("Cahaya Terang"); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (200); digitalWrite (Buzz, LOW); delay (200); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (200); digitalWrite (Buzz, LOW); penundaan (200); penundaan (500); } // Jika sangat cerah if (Intens> 800) {Serial.print (Intens); Serial.println ("Cahaya Rendah"); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (500); digitalWrite (Buzz, LOW); delay (500); digitalWrite (Buzz, HIGH); delay (500); digitalWrite (Buzz, LOW); penundaan (500); } jika (dist <50) {Serial.print (dist); Serial.println ("Peringatan Objek"); digitalWrite (Buzz, HIGH); untuk (int i = dist; i> 0; i--) delay (10); digitalWrite (Buzz, LOW); untuk (int i = dist; i> 0; i--) delay (10); } //Serial.print("dist= "); //Serial.println(dist); //Serial.print("Similar_count= "); //Serial.println(similar_count); //Serial.print("Intens= "); //Serial.println(Intens); }

Langkah 8: Pengujian

Karena kita sudah memahami kodenya, menguploadnya ke mikrokontroler dan juga merakit perangkat kerasnya, sekarang saatnya menguji project kita. Sebelum pengujian pastikan bahwa sambungan dibuat dengan benar dan verifikasi kontinuitas rangkaian menggunakan Multi Meter Digital. Untuk berbelok DI kedua sirkuit tersebut menggunakan baterai 9V. Tempatkan objek ke permukaan tempat Anda menguji dan gerakkan sensor Ultrasonik di depannya dan diketahui bahwa suara bel meningkat saat sensor bergerak lebih dekat ke objek. Ada dua kemungkinan jika LDR tertutup dalam gelap atau jika Anda menguji di bawah sinar matahari bel akan mulai berbunyi bip. Jika tombol pemancar RF ditekan, bel akan berbunyi bip lama. Jika bel terus berbunyi bip untuk waktu yang lama, itu berarti alarm dipicu secara keliru. Jika Anda menghadapi kesalahan semacam ini, buka monitor serial Arduino IDE dan periksa parameter yang menyebabkan masalah seperti itu.

Itu tadi cara paling sederhana membuat tongkat pintar untuk tunanetra dengan menggunakan Arduino. Ikuti semua langkah yang disebutkan di atas dan setelah pengujian proyek yang berhasil, cari orang cacat dan tawarkan proyek ini untuk membuat hidupnya lebih mudah.