Jismoniy nogironlar uchun akselerometr asosidagi nogironlar aravachasi: 13 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Aholisi 1,3 milliard bo'lgan mamlakatimizda, biz hali ham 1% dan ortiq keksa yoki nogironlarmiz, ular shaxsiy harakatchanlikni qo'llab -quvvatlashga muhtoj. Bizning loyihamiz ularning mobillik talablarini aqlli texnologiyalar yordamida qondirishni maqsad qilib qo'ygan. Ularning muammosi shundaki, avariya tufayli oyoq suyaklari zaiflashadi yoki tanaffus oladi va harakat paytida og'riq keltiradi, shuning uchun biz nogironlar aravachasini siljitish uchun qo'l yoki bosh egib harakat qilamiz. Nishab akselerometr yordamida seziladi va unga teng kuchlanish ishlab chiqariladi, bu kuch Arduino tomonidan seziladi va ularni o'rni uchun ekvivalent signalga aylantiradi. Arduino signaliga asoslanib, o'rni mos keladigan motorni boshqaradi. Dvigatel harakati nogironlar aravachasini ma'lum bir yo'nalishda harakatlanishiga olib keladi. Bu foydalanuvchiga nogironlar aravachasining harakatini qo'lda yoki bosh egish orqali boshqarishga imkon beradi. Biz nogironlar aravachasi va to'siqlar orasidagi masofaga qarab nogironlar aravachasining tormozlanishini nazorat qilish uchun ultratovushli aqlli sensordan foydalandik. Agar farq 20 sm dan kam bo'lsa, Arduino o'rni va motor to'xtashiga tormoz signalini yuboradi, bu tezlikni pasaytiradi va 2-3 soniyadan so'ng nogironlar aravachasi to'xtaydi. Bu foydalanuvchiga aqlli texnika yordamida yo'lda katta va kichik baxtsiz hodisalardan yordam beradi. LCD displeyi foydalanuvchi uchun oldinga va orqaga masofani ko'rsatadi. Bu xususiyatlar nogironlar aravachasini oddiy, xavfsiz va aqlli qiladi.

Kerakli komponentlar:

Arduino nano, 5V o'rni, Mexanik yig'ish uchun yog'och taxta, 24V, 2A, 4 doimiy shahar tishli dvigateli

Batareyalar 12V, 4A, Alyuminiy plastinka, Qo'lqop, Adxl 335 modullari, Nogironlar aravachasi g'ildiraklari, O'rnatish uchun vintli stul, 12V, 5V regulyator IC.

1 -qadam: DIAGRAMNI BOCK

Blok -diagramma sensor bloki, quvvat manbai, Arduino, o'rni, LCD va motorlardan iborat. Arduino xavfsizlik kamarining avtomatik mexanizmidan foydalanuvchiga xavfsizlik kamarini taqib yurganligini aniqlash uchun kirishga ega. Foydalanuvchi xavfsizlik kamarini taqganda, Arduino sezadi va tizimni yoqadi. Keyin xush kelibsiz xabar ko'rsatiladi va foydalanuvchi ish rejimini tanlashni so'raydi. Ishning uchta rejimi mavjud va ular qo'lda kalitlar bilan tanlanadi. Rejim tanlanganidan so'ng, u akselerometr sensori chiqishining o'zgarishini sezishni boshlaydi va shunga mos ravishda Arduino o'rni uchun kirish signalini o'zgartiradi. Arduino signaliga asoslanib, o'rni Arduino o'rni kirishini o'zgartirguncha motorni ma'lum bir yo'nalishda harakatlantiradi. Ultrasonik sensor nogironlar aravachasi yaqinidagi to'siq masofasini o'lchash uchun ishlatiladi, bu ma'lumot LCD displeyda va tormozlash uchun Arduino do'konida saqlanadi. Agar masofa 20 sm dan kam bo'lsa, Arduino o'z o'rni uchun tormoz signalini ishlab chiqaradi va u nogironlar aravachasining harakatini to'xtatadi. Arduino va dvigatel uchun ikkita quvvat manbai ishlatiladi, Arduino 5v, dvigatel 24v.

2 -qadam: OTAM FARAMASINI RIVOJLANISH

Nogironlar aravachasini mexanik ramkali yig'ishdan boshlash. Nogironlar aravachasining pastki ramkasi uchun akril yoki yog'och taxtadan foydalanish mumkin. Keyin taxta 24 * 36 dyuymli, 24 dyuymli uzunlikdagi va 36 dyuymli ramkaning kengligidagi ramka o'lchamida kesiladi.

3 -qadam: MOTORni ramkaga o'rnatish

Dvigatel L qavs yordamida ramka taxtasiga o'rnatiladi. Uzunligi 2 dyuym bo'lgan bo'sh joy qoldirib, dvigatelni o'rnatish uchun teshik qiling. Burg'ilash tugagach, biz L-qavsni joylashtiramiz va vintni qo'yishni boshlaymiz, so'ngra dvigatelni vintli val tanasi bilan mahkamlaymiz. Shundan so'ng, simlar uzaytiriladi va boshqa uzatuvchi simga ulanadi va uni o'rni chiqishiga ulaydi.

4 -qadam: Kreslolarni ramkaga o'rnatish

Yo'lda ishlash paytida tizimni yanada barqaror qilish uchun to'rt oyoqli stul ishlatiladi. Oyoqlarning bu qirrasi teshik bilan burg'ulashadi va ramkaga joylashtiriladi va burg'ulash ham ramkada amalga oshiriladi. Shundan so'ng, stul vintli murvat bilan ramkaga o'rnatiladi.

5 -qadam: QUVATLI O'CHIRISH VA SKDORNI QO'LLANISH Kresloning yostig'iga o'rnatish

Dvigatelni quvvat bilan ta'minlash uchun quvvat manbai kalitidan foydalaniladi va agar qisqa tutashuv sodir bo'lsa, ushbu kalit yordamida tizim ta'minotini o'chiring. Bu kalitlar va LCD displeylar birinchi navbatda yog'och taxtaga o'rnatiladi, so'ngra stulning qolgan yostig'iga burg'ulash teshigi bilan mahkamlanadi va keyin vintli bolt bilan mahkamlanadi.

6 -qadam: O'rindiq kamarini o'rnatish mexanizmi

Xavfsizlik kamarining mexanizmini qurish uchun alyuminiy dastani qismi ishlatiladi va chetiga egiladi. Ikkita tutqich ishlatiladi va neylon kamar ishlatiladi va stulning yelkasiga o'rnatiladi. Tutqich stulning o'tirish chetiga o'rnatiladi.

7 -qadam: Ultrasonik sezgichni o'rnatish

Oldinga va orqaga masofani o'lchash uchun ikkita ultrasonik sensor ishlatiladi. Ular nogironlar aravachasining markaziy chetiga vint bilan mahkamlangan.

8 -qadam: LEG REST PAD -ni o'rnatish

Oyoqlarning yostig'i uchun 2 * 6 dyuymli ikkita yog'och taxta ishlatiladi. Ular nogironlar aravachasining chetiga v shaklidagi holatidadir.

9 -qadam: G'ildirakli stul uskunalarini amalga oshirish

Avtomatik xavfsizlik kamari va qo'lqopga asoslangan tugma qisqa tutashuv kontseptsiyasidan foydalanilgan va 5v ga ulangan. LCD Arduino Nano-ga 4-bitli interfeys rejimida ulangan va u nogironlar aravachasining boshlanishida xush kelibsiz xabarni ko'rsatadi. Shundan so'ng, qo'lqop tugmasi yordamida nogironlar aravachasini tanlash amalga oshiriladi. Qo'lqoplar Arduino -ning 0, 1, 2, 3 -pinlariga, akselerometr esa Arduino -ning A0, A1 -ga ulangan. Akselerometr egilganda, tezlanish X o'qi va Y o'qi kuchlanishiga aylanadi. Uning asosida nogironlar aravachasining harakati amalga oshiriladi. Tezlashuv yo'nalishi Arduino 4, 5, 6, 7 pimlariga ulangan o'rni yordamida nogironlar aravachasining harakatiga aylantiriladi va signal nogironlar aravachasining oldinga, orqaga, chapga 4 yo'nalishdagi harakatiga aylanadi., to'g'ri. Shahar dvigateli to'g'ridan -to'g'ri o'rni bilan hech qanday ulanishsiz, ochiq ulanishsiz, umumiy terminalda ulanadi. Ultrasonik tetik pimi Arduino -ning 13 -piniga ulanadi va echo Arduino -ning 10, 11 -piniga ulanadi. 20 sm oralig'ida to'siq aniqlanganda va avtomatik masofani LCD displeyda ko'rsatganda avtomatik tormozlash uchun ishlatiladi. LCD ma'lumot pinlari A2, A3, A4, A5 ga ulangan va yoqish pimi 9 pinli, registrni tanlash 10 -pinli ulangan.

10 -qadam: ALGORITM

Nogironlar aravachasida harakatlanish algoritmi quyidagi tartibda amalga oshiriladi

1. 24 V va 5 V quvvat manbalarini ulashdan boshlang.

2. Xavfsizlik kamarini ulang, agar ulanmagan bo'lsa 16 ga o'ting.

3. Akselerometr barqaror holatda ekanligini tekshiring?

4. Dvigatel ta'minot kalitini yoqing.

5. Qo'lqopli tugma yordamida ish rejimini tanlang, protsessor 6, 9, 12 da bajariladi va agar tanlanmagan bo'lsa 16 ga o'ting.

6. 1 -rejim tanlangan, keyin

7. Akselerometrni nogironlar aravachasini harakatlantirmoqchi bo'lgan tomonga siljiting.

8. Akselerometr o'z pozitsiyasini siljitadi yoki egadi, shuning uchun analog signalni Arduino -ga beradi va uni noo'rin o'zgartiradi

raqamli daraja, nogironlar aravachasining motorlarini harakatlantirish uchun.

9. 2 -rejim tanlangan, keyin

10. Qo'lqop tugmasi yo'nalishda bosilgandan so'ng, biz nogironlar aravachasini siljitmoqchimiz.

11. Arduino nogironlar aravachasining motorlarini harakatga keltirish uchun qo'lqopni almashtirish rejimini o'zgartiradi va o'chiradi va uni mos bo'lmagan raqamli darajaga o'tkazadi.

12. 3 -rejim tanlangan, keyin

13. Akselerometrni nogironlar aravachasini harakatlantirmoqchi bo'lgan tomonga siljiting.

14. Akselerometr o'z pozitsiyasini siljitadi yoki egadi, shuning uchun Arduino -ga analog signal beradi va uni o'zgartiradi

tegishli raqamli daraja va ultratovushli farq masofasini tekshiring.

15. To'siqni aniqlash uchun ultratovushli datchiklar ishlatiladi. Agar biron bir to'siq aniqlansa

signalni Arduino -ga beradi va u tormoz ishini bajaradi va dvigatellarni to'xtatadi.

16. Nogironlar aravachasi dam olish holatida.

17. Xavfsizlik kamarini echib oling.

11 -qadam: kod

12 -qadam: Yakuniy test

Tizimni ixcham va eskiradigan qilib qo'yish uchun harakat qilindi, minimal simlar ishlatilgan va bu tizimning murakkabligini kamaytiradi. Arduino - bu tizimning yuragi, shuning uchun uni to'g'ri dasturlash kerak. Har xil imo -ishoralar sinovdan o'tkazildi va chiqish signallari o'rni uchun to'g'ri signal yuborilganligini tekshirish uchun o'rganildi. Nogironlar aravachasi modeli bemorning qo'liga akselerometr sensori o'rnatilgan kommutator o'rni va motorlarida ishlaydi. Akselerometrli Arduino nogironlar aravachasiga harakat yo'nalishi bo'yicha, ya'ni chap yoki o'ng, old yoki orqa tomonga burilish signalini yuborish uchun ishlatiladi. Bu erda o'rni o'tish davri vazifasini bajaradi. O'rnimizni operatsiyasiga ko'ra, nogironlar aravachasi shu yo'nalishda harakatlanadi. O'chirish sxemasiga muvofiq barcha komponentlarning to'g'ri o'zaro aloqasi bizga nogironlar aravachasining prototipi uchun qo'lda ishora va bemorlarning xavfsizligi uchun avtomatik tormozli qo'lqopli boshqaruv moslamalarini beradi.

13 -qadam: Xulosa

Biz turli xil afzalliklarga ega bo'lgan avtomatik nogironlar aravachasini o'rnatdik. U uch xil rejimda ishlaydi: qo'lda rejim, akselerometr va tormoz rejimida akselerometr. Shuningdek, nogironlar aravachasining aniqligini oshiruvchi va avtomatik tormozlashni ta'minlaydigan ikkita ultrasonik sensor mavjud. Bu nogironlar aravachasi iqtisodiy va oddiy odamlar uchun qulay bo'lishi mumkin. Loyihaning rivojlanishi bilan uni nogironlar uchun keng miqyosda muvaffaqiyatli amalga oshirish mumkin. Yig'ilishning arzonligi uni keng jamoatchilik uchun haqiqatan ham bonusga aylantiradi. Bu nogironlar aravachasiga yangi texnologiyani ham qo'shishimiz mumkin. Yuqorida olingan natijalardan xulosa qilamizki, nogironlar aravachasini boshqarishning barcha uchta rejimi ishlab chiqilgan va jismoniy nogironlarga minimal yordam ko'rsatib, yopiq muhitda qoniqarli ishlaydi. Kreslo g'ildiraklariga ulangan motorlarni ishga tushiradigan akselerometrga yaxshi javob beradi. Agar nogironlar aravachasi bosib o'tadigan tezlik va masofani, agar dvigatellarga ulangan tishli tizimi ishqalanish va mexanik aşınma kamroq bo'lgan krank va pinion qo'shimchasiga almashtirilsa, yanada yaxshilanishi mumkin. Ushbu tizimning ishlash qiymati xuddi shu maqsadda ishlatiladigan boshqa tizimlarga qaraganda ancha past.