Invalidska kolica zasnovana na ubrzanju za osobe sa invaliditetom: 13 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

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 što im kosti noge postaju slabije ili se zbog nesreće mogu slomiti i uzrokovati bol pri kretanju, pa se mi koristimo pokretima ruke ili nagiba glave za pomicanje invalidskih kolica. 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. Ovo daje korisniku mogućnosti da kontrolira kretanje invalidskih kolica rukom ili nagibom glave. Koristili smo ultrazvučni pametni senzor za kontrolu kočenja invalidskih kolica na osnovu 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 napred i nazad na ekranu za korisnika. Ove karakteristike čine invalidska kolica jednostavnim, sigurnim i pametnim za korisnika.

Potrebne komponente:

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

Korak 1: DIJAGRAM BOKOVANJA

Blok dijagram se sastoji 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. Kada korisnik veže sigurnosni pojas, Arduino osjeti i uključi sistem. 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 se koristi za mjerenje udaljenosti prepreke u blizini invalidskih kolica, ove informacije se prikazuju na LCD -u i spremaju u Arduino za kočenje. Kada je udaljenost manja od 20 cm, Arduino generira signal kočenja za prijenos i zaustavlja kretanje invalidskih kolica. Za Arduino se koriste dva izvora napajanja i napajanje motora, 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 dužina, a 36 inča širina okvira.

Korak 3: MONTAŽA MOTORA NA OKVIR

Motor se montira na okvirnu ploču pomoću L konzole. Ostavljanjem prostora od 2 inča na strani dužine 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 sa četiri noge koristi se kako bi sistem bio stabilniji tokom rada na putu. Ivice ovih nogu izbušene su rupom i postavljene 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 sistema ovim prekidačem. 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 pojas se koristi i fiksira u položaju ramena stolice. Ručka je fiksirana na rubu sjedala stolice.

Korak 7: MONTAŽA ULTRAZVUČNOG SENZORA

Dva ultrazvučna senzora koriste se za mjerenje udaljenosti prema naprijed i unatrag. Fiksirani su na središnju ivicu invalidskih kolica vijkom.

Korak 8: MONTAŽA PODLOGE ZA OSTALA NOGA

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

Korak 9: IMPLEMENTACIJA OPREME ZA INvalidska kolica

Automatski pojas i dugme zasnovano 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 toga se način rada invalidskih kolica vrši pomoću dugmeta na rukavicama. Rukavice su spojene na 0, 1, 2, 3 pin Arduina, a akcelerometar je spojen na A0, A1 na Arduinu. Kad se akcelerometar nagne, ubrzanje se pretvara u napone na osi X i osi Y. Na osnovu toga se vrši kretanje invalidskih kolica. Smjer ubrzanja pretvara se u kretanje invalidskih kolica pomoću releja spojenog na 4, 5, 6, 7 pinova Arduina i povezan je na način da se signal pretvara u kretanje invalidskih kolica u 4 smjera, naprijed, nazad, lijevo, tačno. DC motor spojen je direktno na relej bez veze, otvorena veza, zajednički terminal. Ultrazvučni pin okidača spojen je na pin broj 13 Arduina, a echo je povezan s 10, 11 pina Arduina. Koristi se za automatsko kočenje kada se uoči prepreka u rasponu od 20 cm i prikazuje udaljenost na LCD -u. LCD pinovi za podatke su spojeni na A2, A3, A4, A5 i pin za omogućavanje je povezan na 9 pinova, odabir registra je povezan na pin 10

Korak 10: ALGORITAM

Operacija protoka algoritma u invalidskim kolicima vrši se na sljedeći način

1. Počnite spajanjem izvora 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 za napajanje 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

digitalni nivo, za pomicanje motora invalidskih kolica.

9. Zatim je odabran način rada 2

10. Na osnovu pritiska na dugme rukavice u smeru, želimo da pomerimo invalidska kolica.

11. Arduino osjeti promjenu načina uključivanja/isključivanja prekidača za rukavice i pretvara je u neprikladan digitalni nivo 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

odgovarajući digitalni nivo i provjerite ultrazvučnu razliku udaljenosti.

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

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

16. Invalidska kolica su u položaju mirovanja.

17. Skinite sigurnosni pojas.

Korak 11: Kodirajte

Korak 12: Završno testiranje

Učinjeni su napori da se sistem učini kompaktnim i nosivim, upotrijebljeno je minimalno žica, što smanjuje složenost sistema. Arduino je srce sistema i stoga ga je potrebno pravilno programirati. Testirani su različiti pokreti, a izlazi su proučavani kako bi se provjerilo šalje li se pravi signal na relej. Model u invalidskim kolicima radi na sklopnim relejima i motorima sa senzorom akcelerometra postavljenim na pacijentovu ruku. Arduino s akcelerometrom 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 kolica će se kretati u tom odgovarajućem smjeru. Pravilno povezivanje svih komponenti prema dijagramu kola daje nam hardverska kola za prototip invalidskih kolica sa ručnim pokretanjem i upravljanjem na bazi rukavica sa automatskim kočenjem za sigurnost pacijenata.

Korak 13: ZAKLJUČAK

Implementirali smo automatska invalidska kolica, koja imaju različite prednosti. Radi u tri različita načina rada, odnosno ručni način rada, mjerač ubrzanja i mjerač ubrzanja s načinom kočenja. Takođe, postoje dva ultrazvučna senzora koji povećavaju tačnost invalidskih kolica i omogućavaju automatsko kočenje. Ova invalidska kolica su ekonomična i mogu biti pristupačna običnim ljudima. Razvojem ovog projekta, on se može uspješno implementirati u većim razmjerima za osobe s invaliditetom. Niski troškovi montaže čine je zaista bonusom za širu javnost. U ova invalidska kolica možemo dodati i novu tehnologiju. Iz gore dobivenih rezultata zaključujemo da su razvijena sva tri načina upravljanja invalidskim kolicima testirana i rade zadovoljavajuće u zatvorenom prostoru uz minimalnu pomoć osobama s tjelesnim invaliditetom. Ima dobar odziv na akcelerometar koji aktivira motore povezane s kotačima stolice. Brzina i udaljenost koju prelaze invalidska kolica mogu se dodatno poboljšati ako se prijenosni sistem povezan s motorima zamijeni ručicom i zupčanikom koji ima manje trenja i mehaničko trošenje. Operativni troškovi ovog sistema su znatno niži u poređenju sa drugim sistemima koji se koriste u iste svrhe.