Kerusi Roda Berasaskan Accelerometer untuk Orang Cacat Fizikal: 13 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Di negara kita yang berjumlah 1.3 bilion penduduk, kita masih mempunyai lebih dari 1% populasi orang tua atau orang kurang upaya, yang memerlukan sokongan untuk mobiliti peribadi. Projek kami mempunyai tujuan untuk memenuhi keperluan mobiliti mereka dengan teknologi pintar. Masalahnya ialah tulang kaki mereka menjadi lemah atau patah akibat kemalangan dan menyebabkan kesakitan ketika bergerak, jadi kami menggunakan gerakan memusingkan tangan atau kepala untuk menggerakkan kerusi roda. Kecondongannya dirasakan oleh pecutan dan voltan setara dikembangkan, voltan itu dirasakan oleh Arduino dan mengubahnya menjadi isyarat yang setara untuk relay. Berdasarkan isyarat Arduino, relay menggerakkan motor yang sesuai. Gerakan motor menyebabkan kerusi roda bergerak ke arah tertentu. Ini memberi ciri kepada pengguna untuk mengawal pergerakan kerusi roda dengan kecondongan tangan atau kepala. Kami telah menggunakan sensor pintar ultrasonik untuk mengawal brek kerusi roda berdasarkan jarak antara kerusi roda dan halangan. Sekiranya jarak perbezaan kurang dari 20 cm maka Arduino menghantar isyarat brek ke relay dan berhenti motor, ini akan mengurangkan kelajuan dan setelah 2-3 saat kerusi roda akhirnya berhenti. Ini membantu pengguna dari kemalangan besar dan kecil di jalan raya, dengan bantuan teknik pintar. LCD menunjukkan perbezaan jarak untuk paparan ke depan dan ke belakang untuk pengguna. Ciri-ciri ini menjadikan kerusi roda mudah, selamat, dan pintar untuk pengguna.

Komponen yang diperlukan:

Arduino nano, Relay 5V, Papan Kayu untuk pemasangan Mekanikal, 4 motor gear DC 24V, 2A, Bateri 12V, 4A, Plat aluminium, Sarung tangan, Adxl 335 modul, Roda kerusi roda, Kerusi dengan skru untuk memasang, IC Pengatur 12V, 5V.

Langkah 1: DIAGRAM BOCK

Gambarajah blok terdiri daripada unit sensor, bekalan kuasa, Arduino, relay, LCD, dan motor. Arduino mempunyai input dari mekanisme tali pinggang keledar automatik untuk mengesan tali pinggang keledar yang dipakai oleh pengguna atau tidak. Apabila pengguna memakai tali pinggang keledar, Arduino merasakan dan menghidupkan sistem. Kemudian mesej selamat datang dipaparkan dan pengguna meminta untuk memilih modus operasi. Terdapat tiga mod operasi dan dipilih oleh suis manual. Setelah mod dipilih maka ia akan mulai merasakan perubahan output sensor accelerometer dan juga mengubah sinyal input untuk relay oleh Arduino. Berdasarkan isyarat Arduino, relay menggerakkan motor ke arah tertentu sehingga Arduino mengubah input relay. Sensor ultrasonik digunakan untuk mengukur jarak halangan di dekat kerusi roda, maklumat ini dipaparkan di LCD dan disimpan di Arduino untuk pengereman. Apabila jaraknya kurang dari 20 cm, Arduino menghasilkan isyarat brek untuk relay dan ia menghentikan pergerakan kerusi roda. Terdapat dua bekalan kuasa yang digunakan untuk bekalan Arduino dan motor, Arduino mempunyai bekalan 5v dan motor mempunyai bekalan 24v.

Langkah 2: PEMBANGUNAN RANGKA BAWAH

Pembangunan kerusi roda bermula dari pemasangan rangka mekanikal. Papan akrilik atau kayu boleh digunakan untuk bingkai bawah kerusi roda. Kemudian papan dipotong dalam ukuran bingkai 24 * 36 inci, panjang 24 inci dan lebar lebar 36 inci.

Langkah 3: PEMASANGAN MOTOR PADA KERING

Motor dipasang pada papan bingkai dengan bantuan pendakap L. Dengan meninggalkan ruang selebar 2 inci dan lubang gerudi untuk memasang motor. Apabila penggerudian selesai, kami meletakkan pendakap L dan mula meletakkan skru dan kemudian pasangkan motor dengan badan aci skru-nya. Selepas itu wayar dilanjutkan dengan menyambung wayar sambungan lain dan menghubungkannya ke output relay.

Langkah 4: PENGGUNAAN PENGERUSI PADA Rangka

Kerusi empat kaki digunakan untuk menjadikan sistem lebih stabil semasa beroperasi di jalan raya. Tepi kaki ini digerudi dengan lubang dan letakkan pada bingkai dan penggerudian juga dilakukan pada bingkai. Selepas itu kerusi dipasang pada bingkai dengan skru bolt.

Langkah 5: MENGGUNAKAN SWITCH POWER DAN LCD PADA KAD PENGURUS TANGAN

Suis bekalan kuasa digunakan untuk menyediakan bekalan ke motor dan jika berlaku litar pintas, matikan bekalan sistem dengan suis ini. Suis dan LCD ini terlebih dahulu terpaku pada papan kayu dan kemudian terpaku pada alas kerusi dengan lubang penggerudian dan kemudian membetulkannya dengan bolt skru.

Langkah 6: MENGGUNAKAN MEKANISME BELT SEAT

Untuk membina mekanisme tali pinggang keledar, bahagian pemegang aluminium digunakan dan membongkok di tepi. Dua pemegang digunakan dan tali pinggang nilon digunakan dan dipasang pada kedudukan bahu Kerusi. Pemegangnya dipasang di tepi tempat duduk kerusi.

Langkah 7: MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK

Dua sensor ultrasonik digunakan untuk pengukuran jarak maju dan mundur. Mereka dipasang di tepi tengah kerusi roda dengan skru.

Langkah 8: PEMASANGAN LEAD REST PAD

Dua papan kayu bersaiz 2 * 6 inci digunakan untuk alas kaki. Ini dipasang pada tepi kerusi roda dalam kedudukan bentuk v.

Langkah 9: PELAKSANAAN HARDWARE WHEELCHAIR

Tali pinggang keledar automatik dan butang berasaskan sarung menggunakan konsep litar pintas dan disambungkan ke 5v. LCD disambungkan ke Arduino Nano dalam mod antara muka 4-bit dan ia akan memaparkan mesej selamat datang pada permulaan kerusi roda. Setelah itu mod pemilihan kerusi roda dilakukan dengan menggunakan butang sarung tangan. Sarung tangan disambungkan ke 0, 1, 2, 3 pin Arduino dan pecutan disambungkan ke A0, A1 dari Arduino. Apabila pecutan dimiringkan, pecutan ditukar menjadi voltan paksi-X dan paksi-Y. Berdasarkannya pergerakan kerusi roda dilakukan. Arah pecutan ditukar menjadi gerakan kerusi roda dengan bantuan geganti yang disambungkan ke Arduino 4, 5, 6, 7 dan ia disambungkan dengan cara bahawa isyarat diubah menjadi gerakan roda 4 arah roda seperti depan, belakang, kiri betul. Motor DC disambungkan terus ke relay tanpa sambungan, sambungan terbuka, terminal biasa. Pin pemicu ultrasonik disambungkan ke pin no 13 dari Arduino dan echo disambungkan ke 10, 11 pin Arduino. Ia digunakan untuk pengereman automatik ketika rintangan dikesan dalam jarak 20 cm dan ia menunjukkan jarak pada LCD. Pin data LCD disambungkan ke A2, A3, A4, A5 dan pin aktif disambungkan ke 9 pin, pilih pilih disambungkan ke pin no 10

Langkah 10: ALGORITMA

Operasi aliran algoritma kerusi roda dilakukan dengan cara berikut

1. Mulakan dengan menyambungkan bekalan kuasa 24 V dan 5 V.

2. Sambungkan tali pinggang keledar, jika tidak dihubungkan maka pergi ke 16.

3. Periksa sama ada pecutan dalam keadaan stabil?

4. Hidupkan suis bekalan motor.

5. Pilih modus operasi dengan butang sarung tangan, prosesor dijalankan pada 6, 9, 12 dan jika tidak dipilih maka pergi ke 16.

6. Mod 1 dipilih, kemudian

7. Gerakkan pecutan ke arah yang kita mahu gerakkan kerusi roda.

8. Accelerometer bergerak atau memiringkan kedudukannya sehingga memberikan isyarat analog kepada Arduino dan menukarnya tidak sesuai

tahap digital, untuk menggerakkan motor kerusi roda.

9. Mod 2 dipilih, kemudian

10. Berdasarkan sarung tangan ditekan ke arah, kami ingin menggerakkan kerusi roda.

11. Deria Arduino mengubah mod suis sarung tangan hidup / mati dan mengubahnya tahap digital yang tidak sesuai, untuk menggerakkan motor kerusi roda.

12. Mod 3 dipilih, kemudian

13. Gerakkan pecutan ke arah yang kita mahu gerakkan kerusi roda.

14. Accelerometer bergerak atau memiringkan kedudukannya sehingga memberikan isyarat analog kepada Arduino dan menukarnya ke dalam

tahap digital yang sesuai, dan periksa jarak perbezaan ultrasonik.

15. Sensor ultrasonik digunakan untuk mengesan halangan. Sekiranya ada halangan yang dikesan maka selesaikannya

memberikan isyarat kepada Arduino dan ini berlaku operasi brek dan akan menghentikan motor.

16. Kerusi roda berada dalam keadaan rehat.

17. Tanggalkan tali pinggang keledar.

Langkah 11: Kod

Langkah 12: Ujian Akhir

Usaha dibuat untuk menjadikan sistem ini ringkas dan boleh dipakai, kabel minimum telah digunakan dan ini mengurangkan kerumitan sistem. Arduino adalah nadi sistem dan oleh itu perlu diprogramkan dengan betul. Berbagai isyarat diuji dan output dikaji untuk memeriksa apakah isyarat yang betul dihantar ke relay. Model kerusi roda berfungsi pada relay & motor beralih dengan sensor pecutan yang diletakkan di tangan pesakit. Arduino dengan accelerometer digunakan untuk menghantar isyarat kecondongan ke kerusi roda dari segi pergerakan iaitu, kiri atau kanan, depan atau belakang. Di sini geganti bertindak sebagai litar pensuisan. Menurut operasi geganti, kerusi roda akan bergerak ke arah yang sepadan. Antaramuka yang betul dari semua komponen mengikut gambarajah litar memberi kami litar perkakasan untuk kerusi roda prototaip dengan gerakan menggunakan tangan dan kawalan berdasarkan sarung tangan dengan brek automatik untuk keselamatan pesakit.

Langkah 13: KESIMPULAN

Kami telah menggunakan kerusi roda automatik, yang mempunyai pelbagai kelebihan. Ia beroperasi dalam tiga mod yang berbeza iaitu mod manual, accelerometer dan accelerometer dengan mod brek. Juga, terdapat dua sensor ultrasonik yang meningkatkan ketepatan kerusi roda dan memberikan brek automatik. Kerusi Roda ini menjimatkan dan mampu dimiliki oleh orang biasa. Dengan pembangunan projek ini, ia dapat dilaksanakan dengan jayanya pada skala yang lebih besar untuk orang kurang upaya. Kos perhimpunan yang rendah menjadikannya bonus bagi masyarakat umum. Kita juga boleh menambah teknologi baru di kerusi roda ini. Dari hasil yang diperoleh di atas, kami menyimpulkan bahawa pengembangan ketiga-tiga mod kawalan kerusi roda diuji dan berfungsi dengan memuaskan di persekitaran dalaman dengan bantuan minimum kepada orang kurang upaya fizikal. Ia mempunyai tindak balas yang baik terhadap pecutan yang mengaktifkan motor yang disambungkan ke roda kerusi. Kelajuan dan jarak yang dilalui oleh kerusi roda dapat ditingkatkan lebih jauh jika sistem roda gigi yang disambungkan ke motor diganti oleh engkol dan sendi pinion yang kurang geseran dan keausan mekanikal. Kos operasi sistem ini jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan sistem lain yang digunakan untuk tujuan yang sama.