Arduino-aangedreven Derde Oog: Hulpmiddel voor Blinden

Onderdelen en benodigdheden

Benodigde tools en machines

• Soldeerbout
• Lijmpistool

Software en online diensten

• Arduino IDE

Over dit project

• Eerste draagbare technologie voor blinden
• Ultrasonische golven voor obstakeldetectie
• Melding via trillingen/buzzer geluid

Derde Oog voor blinden is een innovatie die blinden helpt om met snelheid en vertrouwen te navigeren door obstakels in de buurt te detecteren met ultrasone golven en te waarschuwen met buzzer of trilling. Ze hoeven het apparaat alleen als band of kledingstuk te dragen.

Volgens WHO zijn wereldwijd 39 miljoen mensen blind. Ze ervaren grote moeilijkheden in het dagelijks leven. De traditionele witte stok is effectief maar heeft nadelen. Een hulphond is duur. Doel: goedkope, efficiëntere manier om visueel gehandicapten te helpen navigeren met meer comfort, snelheid en vertrouwen.

Stap 1: Bestaande systemen

• Witte stok
• Hulphond
• Slimme apparaten (bijv. Vision: een fakkel voor blinden)

Problemen met bestaande systemen

• Witte stok – Breekbaar, kan vastkomen in trottoirscheuren/voorwerpen
• Hulphond – Enorme kosten (~$42.000 / ₹280.000)
• Gemeenschappelijke nadelen (inclusief slimme apparaten) – Niet makkelijk draagbaar, veel training nodig

Kenmerken Derde Oog: Volledig witte stok en dergelijke overbodig. Helpt blinden navigeren zonder stok (wat vervelend is). Draagbaar als band/kledingstuk, nauwkeurig, minimale training nodig.

Stap 2: Volledige projectbeschrijving

Ontworpen draagbaar apparaat op Arduino Pro Mini basis, te dragen als kledingstuk. Uitgerust met 5 ultrasone sensoren in 5 modules op verschillende lichaamsdelen: 2x schouders, 2x knieën, 1x hand. Met 5 sensoren detecteren blinden objecten in 5-dimensionaal zicht rondom zich en kunnen overal heen reizen. Bij obstakeldetectie: notificatie via trilling en piepgeluid. Intensiteit trilling en piepfrequentie nemen toe bij afnemende afstand. Volledig geautomatiseerd.

Verbeterpunten:

Heel project als jas ontwerpen – modules niet los hoeven te dragen. Speciaal ontworpen boards ipv Arduino en high-quality ultrasone sensoren → snellere respons → werkt in drukte.

Stap 3: Succesvol getest met visueel gehandicapte persoon

Lees meer in het Facebook-bericht van onze school wetenschappelijke docent.

Prijzen gewonnen:

• 1e prijs PPT Innovatie Award
• 2e prijs provinciale wetenschapsbeurs (Kerala Overheid)

Stap 4: Prototyping - Onderdelen

Materialenlijst:

• 5x Arduino Pro Mini
• 5x Ultrasonische sensor
• 5x Perfboard
• 5x Trilmotor
• 5x Buzzer
• 5x Rode LED
• 5x Schuifschakelaar
• Male/female header pinnen
• 4x Jumper kabel
• 1x Powerbank
• 1x 3.3V oude mobiele telefoon batterij
• Elastieken en stickers (voor band)

Stap 5: Schakelingsschema

Bedradingsinstructies per module:

• GND van LED, buzzer, trilmotor → GND Arduino
• + van LED en middelste been schakelaar → Arduino pin 5
• + van Buzzer → eerste been schakelaar
• + van Trilmotor → derde been schakelaar
• Ultrasonische sensor:
  • VCC → Arduino VCC
  • GND → Arduino GND
  • Trig → Arduino pin 12
  • Echo → Arduino pin 10 (let op: code gebruikt pin 10, niet 12!)

De schakelaar selecteert modus: buzzer OF trilling.

Figuur 2 - Voeding modules: 4 Arduino Pro Mini's aan USB male connector → powerbank. Handmodule: kleine Li-Ion batterij.

Stap 6: Modules maken

1. Knip perfboard 5x3 cm, soldeer female headers voor Arduino
2. Soldeer buzzer
3. Bevestig trilmotor met lijmpistool, soldeer draden
4. Bevestig LED
5. Bevestig schakelaar
6. Plaats header pinnen voor ultrasone sensor en batterij input
7. Soldeer alles volgens schema
8. Plaats Arduino en ultrasone sensor op board

Bevestig elastieken aan alle modules.

3 extra modules identiek maken. Handmodule is anders – zie volgende stap.

Stap 7: Code + Handmodule maken

• Ultrasonische sensor via 4 jumper kabels aan board
• 3.7V mobiele batterij aan module
• Elastiek band bevestigen zoals getoond

Ten slotte: code uploaden naar elke Arduino, 4 modules via powerbank voeden.

Arduino Code:

// VISIT: www.robotechmaker.com
const int pingTrigPin = 12; // Trigger pin
const int pingEchoPin = 10; // Echo pin
int buz = 5;                // Buzzer pin

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(buz, OUTPUT);
}

void loop() {
  long duration, cm;
  pinMode(pingTrigPin, OUTPUT);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(pingTrigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  pinMode(pingEchoPin, INPUT);
  duration = pulseIn(pingEchoPin, HIGH);
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);
  
  if (cm <= 50 && cm > 0) {
    int d = map(cm, 1, 100, 20, 2000); // Afstand → vertraging
    digitalWrite(buz, HIGH);
    delay(100);
    digitalWrite(buz, LOW);
    delay(d);
  }
  
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();
  delay(100);
}

long microsecondsToCentimeters(long microseconds) {
  return microseconds / 29 / 2;
}

Third_eye_for_blinds.ino

Code (herhaald voor duidelijkheid)

// VISIT: www.robotechmaker.com
const int pingTrigPin = 12;
const int pingEchoPin = 10;
int buz = 5;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(buz, OUTPUT);
}

void loop() {
  long duration, cm;
  pinMode(pingTrigPin, OUTPUT);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(pingTrigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(pingTrigPin, LOW);
  pinMode(pingEchoPin, INPUT);
  duration = pulseIn(pingEchoPin, HIGH);
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);
  
  if (cm <= 50 && cm > 0) {
    int d = map(cm, 1, 100, 20, 2000);
    digitalWrite(buz, HIGH);
    delay(100);
    digitalWrite(buz, LOW);
    delay(d);
  }
  
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();
  delay(100);
}

long microsecondsToCentimeters(long microseconds) {
  return microseconds / 29 / 2;
}

Schema's