Diaconescu Oana

Grupa 334CB

Proiectul consta intr-un baston pentru nevazatori, avand scopul de ajuta persoanele cu deficiente de vedere sa se deplaseze mai usor. Dispozitivul este conectat prin Bluetooth la o aplicatie de mobil si ofera mai multe functionalitati. Prin intermediul unui modul GPS si al unui card microSD, permite salvarea coordonatelor pentru un traseu predefinit si ghidarea persoanei nevazatoare catre o destinatie prin comenzi vocale simple transmise prin aplicatie. In plus, permite evitarea obstacolelor de pe traseu, avertizand persoana nevazatoare de apropierea unui obiect prin intermediul unei forme de feedback - sonor (un buzzer) sau tactil (un motor cu vibratie). De asemenea, bastonul are optiunea de identificare a culorii unui obiect la apasarea unui buton, culoarea rezultata fiind transmisa vocal prin aplicatie.

In implementarea proiectului am pornit de la ideea de a oferi o alternativa mai putin costisitoare la tehnologiile deja existente pentru persoane nevazatoare. In plus, dispozitivul functioneaza fara Internet, deci este accesibil si simplu de utilizat.

Detectia obstacolelor se realizeaza pe baza senzorului de distanta. Distanta se citeste in mod continuu de catre senzor, iar in momentul in care aceasta depaseste o limita prestabilita se declanseaza buzzer-ul sau motorul cu vibratie. La apasarea unui buton se poate activa sau dezactiva modul silentios, selectand una dintre cele doua forme de feedback.

Detectia culorii se efectueaza prin intermediul senzorului de culoare, capabil sa intoarca valoarea RGB asociata culorii unui obiect. Pentru a determina culoarea obiectului, utilizatorul il apropie de fotodioda si apasa un buton care declanseaza functia de citire a datelor de la senzor.

Functia de navigatie este limitata la un traseu prestabilit, ale carui coordonate se incarca pe cardul microSD. Modulul GPS furnizeaza locatia utilizatorului in timp real, iar aceasta este comparata cu traseul salvat in memorie pentru a transmite indicatii despre directia de mers.

• Arduino UNO ATMEGA328P
• Senzor Ultrasonic HC-SR04
• Modul Buzzer Activ
• Motor cu Vibratii tip Buton
• Modul GPS NEO-6M cu Antena
• Modul Bluetooth HC-05
• MicroSD 32GB
• Modul Card Slot MicroSD
• Tranzistor NPN 2n2222
• Rezistente 10kohm, 1kohm, 330ohm
• Baterie externa
• 2 Butoane
• Breadboard

Senzorul de distanta emite un ultrasunet de 40kHz care travereseaza mediul pana la intalnirea unui obstacol, moment in care se reflecta inapoi catre acesta. Astfel, distanta fata de obiect se calculeaza in functie de viteza sunetului si de timpul de propagare al undei. Functia Arduino corespunzatoare activeaza pinul “trigger” care transmite unda ultrasonica si citeste output-ul folosind functia pulseIn().

Pentru comunicarea Bluetooth am folosit un principiu simplu, prin care se trimite un byte pe Serial corespunzator fiecarei comenzi:

• 0, 1, 2, si 3 semnifica schimbarea directiei de mers la FRONT, LEFT, RIGHT sau TURN AROUND
• 4 sau 5 semnifica activarea/dezactivarea modului silentios
• 6, 7, 8 si 9 semnifica una din culorile RED, BLUE, GREEN sau CLEAR

Aplicatia de mobil a fost realizata pentru platforma Android folosind MIT App Inventor. Interfata este simpla si afiseaza rezultatele celor 3 functionalitati pentru a ilustra functionarea corecta a acestora. In plus, foloseste modulul “Text-to-Speech” pentru a transmite comenzile primite de la Arduino in forma vocala.

Aplicatia functioneaza in felul urmator:

• La primirea unui cod de culoare identifica culoarea potrivita, coloreaza casuta din interfata si transmite mesajul vocal: “Red”, “Green” sau “Blue”
• La primirea unui cod care semnifica activarea sau dezactivarea modului silentios, schimba iconita si transmite mesajul vocal “Silent mode On” sau “Silent Mode Off”
• La primirea unui cod care semnifica schimbarea directiei, modifica imaginea de pe ecran si transmite una din comenzile: “Walk straight ahead”, “Prepare to turn left.”, “Prepare to turn right” sau “Turn around”.

Pentru comunicarea cu placuta Arduino am folosit modulul Bluetooth din MIT App Inventor, cu comenzile descrise la inceput.

Proiectul indeplineste cu succes toate cele 3 functionalitati. Am aranjat componentele astfel incat dispozitivul sa fie usor de manevrat si de utilizat.

Ocazional, apar probleme din cauza lipsei de precizie a senzorilor. Senzorul GPS are o eroare de pana la 10 m, motiv pentru care nu poate determina cu precizie locatia utilizatorului, ci numai aria in care acesta se afla. Senzorul de culoare trebuie ajustat empiric in functie de masuratori proprii si astfel reuzltatele pot sa difere in functie de lumina ambientala.

Documentatie proiect: pm_smartcane_diaconescuoana.zip

• https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/arduino-color-sensing-tutorial-tcs230-tcs3200-color-sensor/
• https://techzeero.com/arduino-tutorials/vibration-motor-with-arduino/
• http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Vibration-motor-circuit.php
• https://maker.pro/arduino/tutorial/bluetooth-basics-how-to-control-led-using-smartphone-arduino
• https://create.arduino.cc/projecthub/ruchir1674/how-to-interface-gps-module-neo-6m-with-arduino-8f90ad
• https://create.arduino.cc/projecthub/abdularbi17/ultrasonic-sensor-hc-sr04-with-arduino-tutorial-327ff6
• https://create.arduino.cc/projecthub/electropeak/sd-card-module-with-arduino-how-to-read-write-data-37f390
• https://create.arduino.cc/projecthub/muhammedazhar/third-eye-for-the-blind-8c246d