Accelerometerbaseret kørestol til fysisk handicappede: 13 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

I vores land med 1,3 milliarder befolkninger har vi stadig mere end 1% befolkning af ældre eller handicappede, som har brug for støtte til personlig mobilitet. Vores projekt har et mål om at opfylde deres krav om mobilitet med smart teknologi. Problemet med dem er, at deres benben bliver svagere eller får en pause på grund af en ulykke og forårsager smerter under bevægelse, så vi bruger hånd- eller hoved-vippebevægelser til at flytte en kørestol. Tiltningen registreres af accelerometer, og der udvikles ækvivalent spænding, denne spænding registreres af Arduino og konverterer dem til et ækvivalent signal til relæet. Baseret på Arduino -signalet driver relæet den tilsvarende motor. Motorens bevægelse får kørestolen til at bevæge sig i en bestemt retning. Dette giver brugeren funktioner til at styre kørestolens bevægelse i hånden eller med hovedet. Vi har brugt den ultralydssmarte sensor til at styre kørestolens bremsning baseret på afstanden mellem kørestolen og forhindringer. Hvis differensafstanden er mindre end 20 cm, sender Arduino et bremsesignal til relæ og motorstop, dette reducerer hastigheden, og efter 2-3 sekunder får kørestolen endelig et stop. Dette hjælper brugeren fra en større og mindre ulykke på vejen ved hjælp af smarte teknikker. LCD viser forskellen afstand for frem og tilbage på displayet for brugeren. Disse funktioner gør kørestolen enkel, sikker og smart for brugeren.

Nødvendige komponenter:

Arduino nano, Relæ 5V, Træplade til mekanisk samling, 4 DC gearmotor 24V, 2A, Batterier 12V, 4A, Aluminiumsplade, Handske, Adxl 335 moduler, Kørestol hjul, Stol med skruer til fastgørelse, 12V, 5V regulator IC.

Trin 1: BOCK DIAGRAM

Blokdiagrammet består af sensorenhed, strømforsyning, Arduino, relæ, LCD og motorer. Arduino har input fra den automatiske selemekanisme til påvisning af sikkerhedsselen, der bæres af brugeren eller ej. Når brugeren bærer sikkerhedssele, registrerer Arduino og tænder systemet. Derefter vises velkomstmeddelelsen, og brugeren bad om at vælge driftsmåde. Der er tre driftsmåder og vælges med manuelle kontakter. Når tilstanden er valgt, begynder den at registrere ændringen i accelerometersensorens output og ændrer tilsvarende indgangssignalet for relæ fra Arduino. Baseret på Arduino -signalet driver relæet motoren i en bestemt retning, indtil Arduino ændrer relæindgangen. Ultralydssensoren bruges til at måle forhindringens afstand nær kørestolen, disse oplysninger vises på LCD og gemmes i Arduino til bremsning. Når afstanden er mindre end 20 cm, genererer Arduino et bremsesignal til relæ, og det stopper kørestolens bevægelse. Der er to strømforsyninger, der bruges til Arduino og motorforsyning, Arduino har en forsyning på 5v, og motoren har en forsyning på 24v.

Trin 2: UNDERRAMUDVIKLING

Udvikling af kørestolsstart fra mekanisk stelmontering. Et akryl- eller træbræt kan bruges til karmstolens bundramme. Derefter skæres brættet i rammestørrelse på 24 * 36 tommer, 24 tommer er længde og 36 tommer er rammens bredde.

Trin 3: MONTERING AF MOTOR PÅ RAMME

Motoren er monteret på rammeplade ved hjælp af L -beslag. Ved at efterlade plads på 2 tommer på længdesiden og borehul til montering af motoren. Når boringen er overstået, placerer vi L-beslaget og begynder at sætte en skrue og fikserer derefter motoren ved dets påskruede aksellegeme. Derefter forlænges ledningerne ved at forbinde anden forlængerledning og forbinde den med relæudgang.

Trin 4: MONTERING AF STOL PÅ RAMME

En firbenet stol bruges til at gøre systemet mere stabilt under drift på vejen. Disse benkanter bores med hul og placeres på karmen, og der udføres også boring på rammen. Derefter fastgøres stolen til en ramme med skruebolt.

Trin 5: MONTERING AF STRØMKNAPPER OG LCD PÅ HÅNDLÆNGESTOLEN

En strømforsyningsafbryder bruges til at levere motor til forsyningen, og hvis der opstår kortslutning, skal du slukke for systemforsyningen med denne kontakt. Disse kontakter og LCD er først fastgjort på et træplade og derefter fastgjort på stolens hvilepude ved at bore hul og derefter fastgøre det med en skruebolt.

Trin 6: MONTERING AF SIKKERHEDSSELSMEKANISME

Til opbygning af en selemekanisme bruges aluminiumshåndtagssektion og bøjer over en kant. To håndtag bruges, og et nylonbælte bruges og fastgøres i stolens skulderstilling. Håndtaget er fastgjort ved stolens sidekant.

Trin 7: MONTERING AF ULTRASONISK SENSOR

To ultralydssensorer bruges til at videresende og baglæns afstandsmåling. De er fastgjort i midten af en kørestol med skrue.

Trin 8: MONTERING AF BENSTØTTE

To træplader i størrelse 2 * 6 tommer bruges til benstøttepude. Disse er fastgjort på kørestolskanten i v -form.

Trin 9: GENNEMFØRELSE AF RULSTOL

Automatisk sikkerhedssele og handskebaseret knap brugt kortslutningskoncept og tilsluttet 5v. LCD'et er forbundet til Arduino Nano i 4-bit interfacing-tilstand, og det vil vise en velkomstmeddelelse ved starten af en kørestol. Efter denne tilstand foretages valg af kørestol ved hjælp af handsker -knappen. Handskerne er forbundet til 0, 1, 2, 3 pin Arduino og accelerometeret er forbundet til A0, A1 i Arduino. Når accelerometeret vippes, konverteres accelerationen til X- og Y-akses spændinger. Baseret på det udføres bevægelsen af en kørestol. Accelerationsretningen konverteres til kørestolens bevægelse ved hjælp af relæ forbundet til 4, 5, 6, 7 ben af Arduino, og det er forbundet på en måde, så signalet omdannes til kørestols bevægelse i 4 retninger som fremad, bagud, venstre, ret. DC -motor tilsluttes direkte til relæ uden forbindelse, åben forbindelse, fælles terminal. Ultrasonic trigger pin er forbundet til pin nr. 13 på Arduino, og ekko er forbundet til 10, 11 pin af Arduino. Den bruges til automatisk bremsning, når en forhindring registreres inden for et område på 20 cm, og den viser afstanden på LCD. LCD -datastifter er forbundet til A2, A3, A4, A5 og aktiveringsnål er forbundet til 9 -benet, registrer vælg er forbundet til pin nr. 10

Trin 10: ALGORITME

Algoritmestrømningsoperationen af kørestol udføres på følgende måde

1. Start med at tilslutte strømforsyningen til 24 V og 5 V.

2. Tilslut sikkerhedsselen, hvis den ikke er tilsluttet, skal du gå til 16.

3. Kontroller, om accelerometeret er i stabil stand?

4. Tænd motorforsyningsafbryderen.

5. Vælg betjeningsmetode med handskeknap, processoren udfører den 6, 9, 12, og hvis den ikke er valgt, skal du gå til 16.

6. Tilstand 1 valgt, derefter

7. Flyt accelerometeret i den retning, vi ønsker at flytte kørestolen.

8. Accelerometer flytter eller vipper sin position og giver dermed det analoge signal til Arduino og konvertere det upassende

digitalt niveau for at flytte kørestolens motorer.

9. Tilstand 2 valgt, derefter

10. Baseret på handskeknap trykkes i retningen, ønsker vi at flytte kørestolen.

11. Arduino -sanser ændres i handskekontakttilstand til/fra og konverterer det til upassende digitalt niveau for at flytte kørestolens motorer.

12. Tilstand 3 valgt, derefter

13. Flyt accelerometeret i den retning, vi ønsker at flytte kørestolen.

14. Accelerometer flytter eller vipper sin position og giver således et analogt signal til Arduino og konverterer det til

passende digitale niveau, og tjek for ultralydsforskelafstand.

15. Ultralydssensorer bruges til at registrere forhindringen. Hvis der opdages en forhindring, så er det

giver signalet til Arduino, og det anvender bremsning og stopper motorerne.

16. Kørestolen er i hvileposition.

17. Fjern sikkerhedsselen.

Trin 11: Kode

Trin 12: Afsluttende test

Der blev gjort en indsats for at gøre systemet kompakt og bærbart, minimale ledninger er blevet brugt, og dette reducerer systemets kompleksitet. Arduino er hjertet i systemet og skal derfor programmeres korrekt. Forskellige bevægelser blev testet, og output blev undersøgt for at kontrollere, om det rigtige signal sendes til relæ. Kørestolsmodellen fungerer på koblingsrelæerne og motorerne med en accelerometersensor placeret på patientens hånd. Arduino med accelerometer bruges til at sende vippesignal til kørestolen med hensyn til bevægelse, dvs. venstre eller højre, for eller bag. Her fungerer relæet som et koblingskredsløb. Ifølge relæbetjeningen bevæger kørestolen sig i den tilsvarende retning. Den korrekte grænseflade mellem alle komponenter i henhold til kredsløbsdiagrammet giver os hardwarekredsløb til prototype kørestol med håndbaseret gestus og handskebaseret kontrol med automatisk bremsning for patientsikkerheden.

Trin 13: KONKLUSION

Vi havde implementeret en automatisk kørestol, som har forskellige fordele. Det fungerer i tre forskellige tilstande, dvs. manuel tilstand, accelerometer og accelerometer med bremsetilstand. Der er også to ultralydssensorer, der øger kørestolens nøjagtighed og giver automatisk bremsning. Denne kørestol er økonomisk og kan være overkommelig for almindelige mennesker. Med udviklingen af dette projekt kan det med succes implementeres i større skala for handicappede. De lave omkostninger ved forsamlingen gør det virkelig til en bonus for offentligheden. Vi kan også tilføje ny teknologi i denne kørestol. Ud fra de ovennævnte resultater konkluderer vi, at den udviklede af alle tre kontrolmåder i en kørestol er testet og fungerer tilfredsstillende i et indendørs miljø med minimal hjælp til den fysisk handicappede. Det har en god reaktion på accelerometeret, der aktiverer motorerne, der er forbundet til stolens hjul. Hastigheden og afstanden, som en kørestol tilbagelægger, kan forbedres yderligere, hvis gearsystemet, der er forbundet til motorer, erstattes af et håndsving og tandhjulsforbindelse, der har mindre friktion og mekanisk slid. Driftsomkostningerne ved dette system er meget lavere i forhold til andre systemer, der bruges til samme formål.