Urządzenie orientacyjne dla niewidomych. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Urządzenie orientacyjne dla niewidomych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Medycyna

Komentarze do artykułu

Urządzenie, o którym będzie mowa, pomoże osobie niedowidzącej nie tylko wykryć przeszkodę w czasie i oszacować odległość do niej „na ucho”, ale także określić poziom oświetlenia w miejscu, w którym się ona znajduje.

Wśród urządzeń ułatwiających orientację osobom niewidomym najlepsze efekty dają przenośne aktywne lokalizatory przeszkód. Emitują sondujące sygnały ultradźwiękowe lub elektromagnetyczne w kierunku ewentualnej przeszkody. Lokalizator przetwarza odbierane sygnały odbite od przeszkód na postać dostępną dla osób niewidomych - dźwięk lub wibracje.

Urządzenia wykorzystujące promieniowanie IR jako sygnały sondujące zostały zaproponowane dość dawno temu [1]. Jedna z opcji takiego urządzenia, nadająca się do własnej produkcji, została opisana w [2]. Wady tego projektu to krótki zasięg (tylko 1,5 m) i słaba odporność na zakłócenia. Podobnie jak na przeszkodę, urządzenie reaguje na konwencjonalną żarówkę umieszczoną znacznie dalej. W proponowanym poniżej projekcie niedociągnięcia te są eliminowane poprzez zastosowanie w części odbiorczej wzmacniacza selektywnego. Dodano węzeł oceniający oświetlenie ogólne, a sygnały dźwiękowe wskazujące na obecność przeszkody i charakteryzujące oświetlenie są łatwo rozpoznawalne dla ucha.

Schemat urządzenia pokazano na ryc. 1. Wybór tranzystorów jako podstawy elementu wynika z niewielkiego asortymentu mikroukładów pracujących przy napięciu zasilania 2 ... 3 V. Ponadto łatwiej jest osiągnąć minimalny pobór prądu w projekcie elementów dyskretnych. W tym przypadku nie przekracza 5 mA.

(kliknij, aby powiększyć)

Co 0,5 s dioda emitująca VD3 wysyła serię impulsów promieniowania podczerwonego o czasie trwania 20 ms. Odrzucenie ciągłej emisji sygnału sondującego jest kolejnym sposobem zmniejszenia średniego poboru prądu. Generator, który ustawia czas trwania impulsów i przerw między nimi, jest montowany na tranzystorach VT3 i VT4. Impulsy z jego wyjścia podawane są na bazę tranzystora VT5, która włącza i wyłącza multiwibrator na tranzystorach VT6 i VT7 i generuje impulsy o czasie trwania 58 μs. Rezystor dostrajający R15 ustawia częstotliwość powtarzania impulsów równą częstotliwości środkowej pasma przepustowego wzmacniacza selektywnego w części odbiorczej urządzenia (2800 Hz). Aby osiągnąć niezbędną stabilność częstotliwości, kondensatory C6 i C7 muszą mieć mały TKE. Niedopuszczalne jest stosowanie tutaj kondensatorów ceramicznych grup H30-H90.

Impulsy o częstotliwości 2800 Hz są podawane do wzmacniacza mocy - tranzystora VT8, w obwodzie kolektora, którego zawarta jest dioda promieniująca VD3. Prąd diody na impuls sięga 300 mA. Aby szybko pochłonąć wytworzone ciepło, dioda elektroluminescencyjna potrzebuje radiatora z materiału o wysokiej przewodności cieplnej. W tym przypadku używana jest miedź o powierzchni 3 cm2.

Impulsy IR odbite od przeszkody, odebrane przez fotodiodę VD1 i wzmocnione przez selektywny wzmacniacz oparty na tranzystorach VT9-VT12, są słyszalne w słuchawce BF1 z aparatu słuchowego. Im głośniejsze są sygnały, tym bliżej znajduje się odbijający obiekt. Przy wskazanym powyżej czasie trwania impulsu ucho ludzkie odbiera go subiektywnie jako zabarwienie w określonym tonie dźwiękowym, a nie tylko jako nieprzyjemne kliknięcie.

Wzmocnienie odbiornika - 2300, szerokość pasma (poziom 0,5) - 300 Hz. Największy wkład w selektywność ma obwód oscylacyjny L1C11 o częstotliwości rezonansowej 2800 Hz. Aby nie pogorszyć jego współczynnika jakości, tranzystor VT10 jest podłączony zgodnie ze wspólnym obwodem kolektora. Obwód oscylacyjny o małym współczynniku jakości, dostrojony do tej samej częstotliwości, tworzą cewka słuchawek BF1 i kondensator C19.

Wysoka impedancja wejściowa niskoszumowego tranzystora polowego VT9 służy jako optymalne obciążenie fotodiody VD1. Gdy fotodioda jest ściemniona, napięcie szumowe podawane na wejście wzmacniacza nie przekracza 0,9 µV. W przybliżeniu ten sam próg słyszalności odbitego sygnału.

Czułość odbiornika jest regulowana zmiennym rezystorem R25.

Multiwibrator na tranzystorach VT1 i VT2 generuje impulsy, których częstotliwość jest tym wyższa, im większe jest oświetlenie fotorezystora R2 zawartego w obwodzie bazowym tranzystora VT1, który jest wrażliwy na światło widzialne. Impulsy są podawane do podstawy tranzystora VT12. Dzięki temu sygnały odbite od przeszkód są słyszalne na tle dźwięków o niskiej częstotliwości – od 100 Hz przy oświetleniu 1 lk (prawie całkowita ciemność) do 1000 Hz przy oświetleniu 1000 lx (żarówka 75 W przy odległości kilkudziesięciu centymetrów). Głośność tła jest regulowana przez zmienny rezystor R32. W razie potrzeby węzeł oceny oświetlenia można wyłączyć przełącznikiem SA1.

Urządzenie montowane jest w obudowie o wymiarach 120x90x30 mm. Jego masa wraz z zasilaczem - dwoma ogniwami galwanicznymi o rozmiarze AA - 250 g. Dioda elektroluminescencyjna VD3, fotodioda VD1 i fotorezystor R1 wyposażone są w soczewki ze szkła organicznego. Szerokość strefy, w której można wykryć przeszkodę, wynosi około 20°. Szczegóły zaznaczone na ryc. 1 gwiazdki, wybierz w razie potrzeby podczas regulacji urządzenia.

Linia ciągła na wykresie na ryc. Na rysunku 2 przedstawiono eksperymentalną zależność napięcia sygnału U na wyjściach słuchawki BF1 od odległości R od odbitego promieniowania IR osoby przy maksymalnej czułości odbiornika i znamionowym napięciu zasilania (3 V).

Urządzenie do orientacji żaluzji

Subiektywnie, według średniej oceny kilku osób z prawidłowym słuchem, poziom sygnału dźwiękowego we wskazanym na ryc. Interwał zakresu 2 zmienił się z bardzo głośnego (blisko progu bólu) na cichy. Linia przerywana jest wynikiem uśrednienia danych eksperymentalnych. Przy rozładowanym akumulatorze GB2,2 do 1 V napięcie sygnału spadło nie więcej niż dwukrotnie.

literatura

Dalmierze Mims F. M. LED mogą zapewnić wzrok nawet niewidomym. - Electronic Design, 1972, nr 11 (25 maja), s. 48-50.
Nieczajew I. Lokalizator podczerwieni dla niewidomych. - Radio, 1989, nr 11, s. 85, 86.

Autorzy: A.Gavrilov, A.Teresk, Tallin, Estonia

Zobacz inne artykuły Sekcja Medycyna.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Zawody zanikające i obiecujące 05.08.2021

W ciągu najbliższych dziesięciu lat szereg popularnych obecnie specjalności straci na znaczeniu jako niepotrzebne lub zostanie zlikwidowanych ze względu na postęp technologiczny. Tak wynika z badania Rozwój społecznej odpowiedzialności biznesu na platformie Career Hub.

Za dziesięć lat pracodawcy będą preferować pracowników biegle posługujących się technologią, a odporność na stres, wysoka organizacja i mobilność staną się ważnymi kryteriami.

Umiejętności, które prawdopodobnie znikną przed 2030 r.:

- audytor;
- sekretarz;
- pośrednik w handlu nieruchomościami;
- kierowca;
- komentator sportowy;
- agronom;
- ładowarka;
- złota rączka;
- księgowa;
- ekonomista;
- radca prawny;
- pakowacz.

Specjalności, które będą popularne do 2030 roku:

- kurator pamięci osobistej;
- travel manager w wirtualnej rzeczywistości;
- kontroler ruchu drogowego;
- doradca ds. walut cyfrowych;
- chirurg w celu zwiększenia pamięci;
- pilot kosmiczny;
- kierownik ds. etyki;
- konsultant ds. rehabilitacji cyfrowej;
- towarzysz dla emerytów;
- projektant śmieci.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Hodowla ryb na Księżycu

▪ Słuchawki do pulsometru

▪ Standard 5G

▪ Psy lepiej reagują na głosy kobiet niż mężczyzn.

▪ Antropocentryzm

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ w dziale Eksperymenty Fizyczne. Wybór artykułów

▪ artykuł Fonvizin Denis Iwanowicz. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jaki związek ma słowo bedlam z miastem Betlejem? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Klon płaski. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Układ wzmacniacza TDA1514, 40 watów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Niezwykłe szkło. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn