Zapato háptico para personas con discapacidad visual: 12 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hay más de 37 millones de personas con discapacidad visual en todo el mundo. La mayoría de estas personas usan un bastón, un palo o dependen de otra persona para viajar. No solo disminuye su autodependencia, sino que también, en algunos casos, perjudica su autoestima. El modelo actual se centra en estos problemas y trata de erradicar su dependencia de otras personas. Con el uso de este zapato, pueden ir fácilmente a cualquier lugar que deseen, sin ayuda externa.

Suministros

• Zapato
• 2 x sensor ultrasónico (HC-SR04)
• Arduino Pro Mini (o Arduino nano)
• Motor vibrador (se puede recuperar de un teléfono celular viejo)
• Zumbador (5 voltios)
• Cables de puente
• Fuente de alimentación de 5 V (batería de 9 V + LM7805 o un banco de energía barato)

Paso 1: comprender cómo funciona

a) Arduino es un microcontrolador que es básicamente el cerebro de todo el proyecto. El sensor ultrasónico detecta obstáculos mediante el uso del principio SONAR. Mide constantemente la distancia entre los obstáculos más cercanos frente al usuario.

b) Cuando el Arduino sabe que la distancia es menor a un metro, envía una onda cuadrada de 0.5Hz al zumbador, lo que significa que el zumbador se enciende por un segundo, luego se apaga por otro segundo y el patrón continúa mientras el obstáculo permanece dentro de un rango de 1 m. Actúa como una advertencia para el usuario.

c) Si el obstáculo se acerca aún más, es decir, la distancia entre el zapato y el obstáculo es inferior a 50 cm, el Arduino envía una constante de +5 voltios al motor de vibración y al zumbador. Crea una fuerte vibración y un pitido molesto, como una especie de advertencia final.

d) El segundo sensor ultrasónico se monta de manera que lea la distancia entre el zapato y el suelo frente a él. Si el Arduino, con la ayuda de este sensor detecta cualquier tipo de hoyo o agujero en frente de la zapata, envía una onda cuadrada de 1Hz al zumbador y al motor de vibración. Los tiempos de las dos señales se programan de una manera que hace que el zumbador y el motor se enciendan y apaguen alternativamente.

El motor vibrador está incrustado justo en el punto en el que el talón toca la suela del zapato, por lo que el usuario llega a saber que hay algún obstáculo frente a él y tiene que cambiar de dirección.

Paso 2: selecciona el zapato adecuado

Estarás soldando mucho cerca del zapato, y es muy probable que en algún momento dañes accidentalmente el zapato. Así que elige un zapato viejo que puedas tener por ahí. El zapato tampoco debe ser demasiado pequeño o de lo contrario será difícil trabajar con él.

Paso 3: Hacer el circuito

Como puede ver en los diagramas de circuito anteriores, todos los componentes individuales son necesarios para conectarse al Arduino. Siga el esquema y monte el circuito.

Paso 4: codificación del Arduino

Ahora debes decirle al Arduino qué hacer. El código está presente en los archivos adjuntos, como un archivo de Word (para que lo lea) o como un archivo.ino que puede cargarse directamente en su Arduino. Si está usando un promini, entonces tendría que usar una placa FTDI para cargar el código

Paso 5: Preparar todo para montarlo

Si después de cargar el código, todo funciona como se supone, entonces debes desconectar todo el circuito para que encaje en el zapato.

Paso 6: Hacer un soporte para los sensores

Debe hacer un agujero en la punta del zapato para que los cables pasen por él. Luego, con la ayuda de un cartón necesitas hacer un soporte para montar los sensores en la parte superior del zapato (consulta las imágenes). Antes de fijar todo permanentemente con pegamento caliente, asegúrese de soldar cables tan largos como la longitud de la zapata a cada pin de los dos sensores y luego páselos a través del orificio que hizo anteriormente.

Paso 7: incrustación del motor de vibración

A continuación, debe incrustar el motor de vibración en el punto donde el talón del usuario toca la suela del zapato. Asegúrese de incrustar el motor debajo de la plantilla, ya que cubrirá todo y el usuario no sentirá ninguna molestia.

Paso 8: Fuente de energía

Para la fuente de energía tiene dos opciones:

1. Batería de 9V y un LM7805
2. Banco de energía barato (realmente muy barato)

Usé la batería en un prototipo anterior, pero en el último modelo, uso un banco de energía barato de Amazon. En ambos casos, debe montar la fuente de alimentación en el exterior. Asegúrese de conectar la batería al LM7805 correctamente (si lo prefiere). Haga un pequeño orificio en el costado para colocar ambas líneas eléctricas dentro del zapato.

Paso 9: agregue un interruptor

El título lo dice todo, corte la línea eléctrica que va al zapato para agregar un interruptor.

Paso 10: conecte el cerebro al cuerpo

Ahora es el momento de conectar toda la electrónica al Arduino. Primero conecte el zumbador al Arduino y luego el motor de vibración, seguido de las conexiones para los sensores y las líneas eléctricas al final

Paso 11: Escóndete a plena vista

Esconde el Arduino en las paredes laterales del zapato. Puede que tengas que hacer algunas costuras y superpegar, pero me las arreglé para hacerlo sin nada de eso.