Invalidska kolica zasnovana na ubrzanju za tjelesno ometene osobe: 13 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

U našoj zemlji s 1,3 milijarde stanovnika još uvijek imamo više od 1% populacije starijih osoba ili osoba s invaliditetom, kojima je potrebna podrška za osobnu mobilnost. Naš projekt ima za cilj ispuniti njihove zahtjeve mobilnosti pomoću pametne tehnologije. Problem s njima je u tome što im kosti noge postaju slabije ili se zbog nesreće mogu slomiti i uzrokovati bol tijekom kretanja, pa za kretanje invalidskih kolica koristimo pokrete rukama ili nagibom glave. Nagib se mjeri akcelerometrom i razvija ekvivalentni napon, taj napon mjeri Arduino i pretvara ih u ekvivalentni signal za relej. Na temelju Arduino signala, relej pokreće odgovarajući motor. Kretanje motora uzrokuje pomicanje invalidskih kolica u određenom smjeru. To korisniku daje mogućnosti upravljanja rukom ili nagibom glave za kretanje invalidskih kolica. Koristili smo ultrazvučni pametni senzor za upravljanje kočenjem invalidskih kolica na temelju udaljenosti između invalidskih kolica i prepreka. Ako je razlika udaljenosti manja od 20 cm, Arduino šalje signal kočenja releju i zaustavljanju motora, to smanjuje brzinu i nakon 2-3 sekunde invalidska kolica se konačno zaustavljaju. To pomaže korisniku u velikoj i manjoj nesreći na cesti, uz pomoć pametnih tehnika. LCD prikazuje razliku udaljenosti za naprijed i natrag na zaslonu za korisnika. Ove značajke čine invalidska kolica jednostavnim, sigurnim i pametnim za korisnika.

Potrebne komponente:

Arduino nano, Relej 5V, Drvena ploča za strojno sastavljanje, 4 DC motor zupčanika 24V, 2A, Baterije 12V, 4A, Aluminijska ploča, Rukavica, Moduli Adxl 335, Točkovi za invalidska kolica, Stolica s vijcima za pričvršćivanje, 12V, 5V Regulator IC.

Korak 1: DIJAGRAM BOKOVANJA

Blok dijagram sastoji se od senzorske jedinice, napajanja, Arduina, releja, LCD -a i motora. Arduino ima ulaze iz automatskog mehanizma pojasa za otkrivanje da li je korisnik vezan ili ne. Kad korisnik veže sigurnosni pojas, Arduino osjeti i uključi sustav. Zatim se prikazuje poruka dobrodošlice i korisnik traži da odabere način rada. Postoje tri načina rada i biraju se ručnim prekidačima. Nakon što je odabran način rada, počinje osjetiti promjenu u izlazu senzora akcelerometra i na odgovarajući način mijenja ulazni signal za relej od strane Arduina. Na temelju Arduino signala, relej pokreće motor u određenom smjeru sve dok Arduino ne promijeni relejni ulaz. Ultrazvučni senzor koristi se za mjerenje udaljenosti prepreke u blizini invalidskih kolica, te se informacije prikazuju na LCD -u i spremaju u Arduino za kočenje. Kad je udaljenost manja od 20 cm, Arduino generira signal kočenja za prijenos i zaustavlja kretanje invalidskih kolica. Za Arduino i napajanje motora koriste se dva izvora napajanja, Arduino ima napajanje od 5V, a motor ima napajanje od 24V.

Korak 2: RAZVOJ DONJEG OKVIRA

Razvoj invalidskih kolica počinje od sastavljanja mehaničkog okvira. Za donji okvir invalidskih kolica može se koristiti akrilna ili drvena ploča. Zatim se ploča reže u okviru veličine 24 * 36 inča, 24 inča je duljina, a 36 inča širina okvira.

Korak 3: MONTAŽA MOTORA NA OKVIR

Motor se montira na ploču okvira pomoću L držača. Ostavljanjem prostora od 2 inča na bočnoj strani i izbušite rupu za montažu motora. Kad bušenje završi, postavljamo L nosač i počinjemo stavljati vijak, a zatim učvršćujemo motor za tijelo navojne osovine. Nakon toga žice se produžuju spajanjem druge produžne žice i povezivanjem na relejni izlaz.

Korak 4: MONTAŽA STOLICE NA OKVIR

Stolica s četiri noge koristi se kako bi sustav bio stabilniji tijekom rada na cesti. Ovi krakovi nogu izbušeni su rupom i postavljeni na okvir, a bušenje se vrši i na okviru. Nakon toga stolica se pričvršćuje na okvir vijkom.

Korak 5: MONTAŽA PREKIDAČA SNAGE I LCD -a NA PODLOGU ZA STOLICE

Za opskrbu motora koristi se prekidač za napajanje, a ako dođe do kratkog spoja, isključite napajanje sustava pomoću ove sklopke. Ovi prekidači i LCD su prvo pričvršćeni na drvenu ploču, a zatim fiksirani na podlogu za naslon stolice bušenjem rupe, a zatim pričvršćivanjem vijkom.

Korak 6: MONTAŽA MEHANIZMA POJASA

Za izradu mehanizma pojasa koristi se aluminijski dio ručke koji se savija preko ruba. Koriste se dvije ručke, a najlonski remen se koristi i učvršćuje u položaju ramena stolice. Ručka je fiksirana na rubu sjedala stolice.

Korak 7: MONTAŽA ULTRAZVUČNOG OSJETNIKA

Dva ultrazvučna senzora koriste se za prosljeđivanje i mjerenje udaljenosti unatrag. Fiksirani su na središnji rub invalidskih kolica vijkom.

Korak 8: MONTAŽA PODLOGE ZA NOGE

Dvije drvene ploče veličine 2 * 6 inča koriste se za naslon za noge. Oni su pričvršćeni na rub invalidskih kolica u položaju v oblika.

Korak 9: PROVEDBA HARDVERA ZA INVALIDSKA KOLICA

Automatski pojas i gumb temeljen na rukavicama koristi koncept kratkog spoja i spojen na 5V. LCD je spojen na Arduino Nano u 4-bitnom načinu povezivanja i prikazat će poruku dobrodošlice na početku invalidskih kolica. Nakon tog načina odabira invalidskih kolica vrši se gumb za rukavice. Rukavice su spojene na 0, 1, 2, 3 pin Arduina, a mjerač ubrzanja spojen je na A0, A1 Arduina. Kad se mjerač ubrzanja nagne, ubrzanje se pretvara u napone na osi X i osi Y. Na temelju toga se vrši kretanje invalidskih kolica. Smjer ubrzanja pretvara se u kretanje invalidskih kolica pomoću releja spojenog na 4, 5, 6, 7 igle Arduina i povezan je na način da se signal pretvara u kretanje invalidskih kolica u 4 smjera, naprijed, natrag, ulijevo, točno. DC motor spojen je izravno na relej bez ikakve veze, otvorena veza, zajednički terminal. Ultrazvučni pin okidača spojen je na pin broj 13 Arduina, a echo je spojen na 10, 11 pin Arduina. Koristi se za automatsko kočenje kada se uoči prepreka u rasponu od 20 cm i prikazuje udaljenost na LCD -u. LCD podatkovni pinovi spojeni su na A2, A3, A4, A5 i omogućavanje pina je spojeno na 9 pina, odabir registra spojen je na pin 10

Korak 10: ALGORITAM

Operacija protoka algoritma u invalidskim kolicima vrši se na sljedeći način

1. Počnite spajanjem napajanja od 24 V i 5 V.

2. Priključite sigurnosni pojas, ako nije povezan, idite na 16.

3. Provjerite je li mjerač ubrzanja u stabilnom stanju?

4. Uključite prekidač napajanja motora.

5. Odaberite način rada tipkom za rukavice, procesor će izvršiti 6, 9, 12, a ako nije odabran, prijeđite na 16.

6. Zatim je odabran način rada 1

7. Pomaknite mjerač ubrzanja u smjeru u kojem želimo pomaknuti invalidska kolica.

8. Akcelerometar pomiče ili naginje svoj položaj pa daje analogni signal Arduinu i pretvara ga u neprikladan

digitalnu razinu, za pomicanje motora invalidskih kolica.

9. Zatim je odabran način rada 2

10. Na temelju gumba rukavice pritisnute u smjeru, želimo premjestiti invalidska kolica.

11. Arduino osjeti promjenu načina uključivanja/isključivanja prekidača za rukavice i pretvara je u neprikladnu digitalnu razinu kako bi pomaknuo motore invalidskih kolica.

12. Zatim je odabran način rada 3

13. Pomaknite mjerač ubrzanja u smjeru u kojem želimo pomaknuti invalidska kolica.

14. Akcelerometar pomiče ili naginje svoj položaj pa daje analogni signal Arduinu i pretvara ga u

odgovarajuću digitalnu razinu i provjerite ultrazvučnu razliku udaljenosti.

15. Ultrazvučni senzori koriste se za otkrivanje prepreke. Ako se otkrije bilo koja prepreka, onda je to

daje signal Arduinu te primjenjuje rad kočenja i zaustavit će motore.

16. Invalidska kolica su u položaju mirovanja.

17. Skinite sigurnosni pojas.

11. korak: Kodirajte

Korak 12: Završno testiranje

Učinjeni su napori da se sustav učini kompaktnim i nosivim, upotrijebljeno je minimalno žica, što smanjuje složenost sustava. Arduino je srce sustava i stoga ga je potrebno pravilno programirati. Testirane su različite geste, a izlazi su proučavani kako bi se provjerilo šalje li se pravi signal na relej. Model za invalidska kolica radi na sklopnim relejima i motorima sa senzorom akcelerometra postavljenim na ruku pacijenta. Arduino s mjeračem ubrzanja koristi se za slanje signala nagiba u invalidska kolica u smislu kretanja, tj. Lijevo ili desno, sprijeda ili straga. Ovdje relej djeluje kao sklopni krug. Prema radu releja, invalidska će se kolica kretati u tom odgovarajućem smjeru. Pravilno povezivanje svih komponenti prema dijagramu kola daje nam hardverska kola za prototip invalidskih kolica s ručnim pokretanjem i upravljanjem na bazi rukavica s automatskim kočenjem za sigurnost pacijenata.

Korak 13: ZAKLJUČAK

Uveli smo automatska invalidska kolica koja imaju različite prednosti. Radi u tri različita načina rada, tj. Ručni način rada, mjerač ubrzanja i mjerač ubrzanja s načinom kočenja. Također, postoje dva ultrazvučna senzora koji povećavaju točnost invalidskih kolica i omogućuju automatsko kočenje. Ova invalidska kolica su ekonomična i mogu biti pristupačna običnim ljudima. Razvojem ovog projekta može se uspješno provesti u većim razmjerima za osobe s invaliditetom. Niski troškovi montaže čine je zaista bonusom za širu javnost. Također možemo dodati novu tehnologiju u ova invalidska kolica. Iz gore dobivenih rezultata zaključujemo da su razvijena sva tri načina upravljanja invalidskim kolicima testirana i da rade zadovoljavajuće u zatvorenom prostoru uz minimalnu pomoć tjelesno invalidnim osobama. Ima dobar odziv na akcelerometar koji aktivira motore povezane s kotačima stolice. Brzina i udaljenost koju pokrivaju invalidska kolica mogu se dodatno poboljšati ako se prijenosni sustav povezan s motorima zamijeni ručicom i zupčanikom koji ima manje trenja i mehaničko trošenje. Operativni troškovi ovog sustava mnogo su niži u usporedbi s drugim sustavima koji se koriste u iste svrhe.