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Sonar bat for visually impaired people
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | RodrÃguez, Mauro Pedrero |
| Copyright Year | 2013 |
| Abstract | Visually impaired people have many difficulties when traveling because it is impossible for them to detect obstacles that stand in their way. Bats instead of using the sight to detect these obstacles use a method based on ultrasounds, as their sense of hearing is much more developed than that of sight. The aim of the project is to design and build a device based on the method used by the bats to detect obstacles and transmit this information to people with vision problems to improve their skills. The method involves sending ultrasonic waves and analyzing the echoes produced when these waves collide with an obstacle. The sent signals are pulses and the information needed is the time elapsed from we send a pulse to receive the echo produced. The speed of sound is fixed within the same environment, so measuring the time it takes the wave to make the return trip, we can easily know the distance where the object is located. To build the device we have to design the necessary circuits, fabricate printed circuit boards and mount the components. We also have to design a program that would work within the digital part, which will be responsible for performing distance calculations and generate the signals with the information for the user. The circuits are the emitter and the receiver. The transmitter circuit is responsible for generating the signals that we will use. We use an ultrasonic transmitter which operates at 40 kHz so the sent pulses have to be modulated with this frequency. For this we generate a 40 kHz wave with an astable multivibrator formed by NAND gates and a train of pulses with a timer. The signal is the product of these two signals. The circuit of the receiver is a signal conditioner which transforms the signals received by the ultrasonic receiver in square pulses. The received signals have a 40 kHz carrier, low voltage and very different shapes. In the signal conditioner we will amplify the voltage to appropriate levels, eliminate the component of 40 kHz and make the shape of the pulses square to use them digitally. To simplify the design and manufacturing process in the digital part of the device we will use the Arduino platform. The pulses sent and received echoes enter through input pins with suitable voltage levels. In the Arduino, our program will poll these two signals storing the time when a pulse occurs. These time values are analyzed and used to generate an audible signal with the user information. This information is stored in the frequency of the signal, so that the generated signal frequency varies depending on the distance at which the objects are. RESUMEN Las personas con discapacidad visual tienen muchas dificultades a la hora de desplazarse ya que les es imposible poder detectar los obstaculos que se interpongan en su camino. Los murcielagos en vez de usar la vista para detectar estos obstaculos utilizan un metodo basado en ultrasonidos, ya que su sentido del oido esta mucho mas desarrollado que el de la vista. El objetivo del proyecto es disenar y construir un dispositivo basado en el metodo usado por los murcielagos para detectar obstaculos y que pueda ser usado por las personas con problemas en la vista para mejorar sus capacidades. El metodo utilizado consiste en enviar ondas de ultrasonidos y analizar el eco producido cuando estas ondas chocan con algun obstaculo. Las senales enviadas tendran forma de pulsos y la informacion necesaria es el tiempo transcurrido entre que enviamos un pulso y recibimos el eco producido. La velocidad del sonido es fija dentro de un mismo entorno, por lo que midiendo el tiempo que tarda la onda en hacer el viaje de ida y vuelta podemos facilmente conocer la distancia a la que se encuentra el objeto. Para construir el dispositivo tendremos que disenar los circuitos necesarios, fabricar las placas de circuito impreso y montar los componentes. Tambien deberemos disenar el programa que funcionara dentro de la parte digital, que sera el encargado de realizar los calculos de la distancia y de generar las senales con la informacion para el usuario. Los circuitos disenados corresponden uno al emisor y otro al receptor. El circuito emisor es el encargado de generar las senales que vamos a emitir. Vamos a usar un emisor de ultrasonidos que funciona a 40 kHz por lo que los pulsos que enviemos van a tener que estar modulados con esta frecuencia. Para ello generamos una onda de 40 kHz mediante un multivibrador aestable formado por puertas NAND y un tren de pulsos con un timer. La senal enviada es el producto de estas dos senales. El circuito de la parte del receptor es un acondicionador de senal que transforma las senales recibidas por el receptor de ultrasonidos en pulsos cuadrados. Las senales recibidas tienen una portadora de 40 kHz para poder usarlas con el receptor de ultrasonidos, bajo voltaje y formas muy diversas. En el acondicionador de senal amplificaremos el voltaje a niveles adecuados ademas de eliminar la componente de 40 kHz y conseguir pulsos cuadrados que podamos usar de forma digital. Para simplificar el proceso de diseno y fabricacion en la parte digital del dispositivo usaremos la plataforma Arduino. Las senales correspondientes el envio de los pulsos y a la recepcion de los ecos entraran por pines de entrada despues de haber adaptado los niveles de voltaje. En el Arduino, nuestro programa sondeara estas dos senales almacenando el tiempo en el que se produce un pulso. Estos valores de tiempo se analizan y se usan para generar una senal audible con la informacion para el usuario. Esta informacion ira almacenada en la frecuencia de la senal, por lo que la senal generada variara su frecuencia en funcion de la distancia a la que se encuentren los objetos. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://oa.upm.es/21382/1/PFC_MAURO_PEDRERO_RODRIGUEZ.pdf |
| Alternate Webpage(s) | http://oa.upm.es/21382/2/PFC_MAURO_PEDRERO_RODRIGUEZ_ANEXO.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
