PAE 2021 Canne d'aveugle
Sommaire
Introduction
La canne blanche, largement utilisée par certains déficients visuels (aveugles et malvoyants), est un moyen de se repérer dans l'espace pour faciliter leur déplacement. A l'aide de cette canne, les personnes peuvent éviter les obstacles au sol permettant alors une certaine autonomie.
Cependant, cette canne présente des limites d'utilisation avec une possibilité de repérer seulement des objets au sol. Ainsi, notre objectif est de réaliser le prototype d'une canne blanche intelligente en ajoutant une fonctionnalité permettant de détecter des objets à une hauteur d'homme.
Cahier des charges
Nous allons avoir besoin pour réaliser cette canne de :
- Un télémètre : capteur à ultrason (permettant de mesurer une distance entre la canne et un objet)
- Un vibreur : retour haptique (permettant la vibration de la canne lors de l'approche d'un objet)
- Un arduino nano : microcontroleur programmable.
- Une canne d'aveugle
Étude du marché
| Tom Pouce | Rango | Ultra cane | |
|---|---|---|---|
| Image | |||
| Prix | Distribuée gratuitement en France | 900€ | 1055€ |
| Ergonomie | Boitier amovible | Boitier amovible | Canne |
| Autonomie | 5h | 3h30 | 4h |
| Distance | 1 à 12 m | 1.50 m | 2 à 4 m |
| Mode de détection | Vibration variables en fréquence | Bips sonores variables en fréquence | Vibrations d'intensité variable |
| Poids | 168 g | 107 g | 346 g |
Présentation Arduino
L'arduino est une carte programmable permettant de mettre en place des systèmes électronique embarqués à l'aide de capteur, d'écran led, de led... Petite de taille et très légère, cette carte s'adaptera facilement à la canne d'aveugle.
La carte Arduino nano peut-être alimentée via la connexion USB ou à l'aide d'une alimentation externe.
Elle est dotée de 14 pins digitaux (40mA maximum) et 8 pins analogique. Concernant la capacité, elle est dotée d'une mémoire Flash de 32Kb et 2Kb de mémoire dynamique. Chacune des 14 broches numériques peuvent être utilisée comme entrée ou sortie numérique en utilisant les instructions pinMode(), digitalWrite() et digitalRead(). Concernant les pins analogique, elles fournissent une mesure d'une résolution de 10 bits (1024 niveaux de 0 à 1023). Sans configuration, les broches mesurent des valeurs entre 0V et 5v;
Montage électronique
| Arduino nano | Port VMA 306 |
|---|---|
| 5V | VCC |
| 13 | ECHO |
| 12 | TRIG |
| GND | GND |
| Arduino nano | Moteur vibreur |
|---|---|
| 3.3V | VCC |
| 10 | Controle |
| GND | GND |
Datasheet Capteur de distance VMA 306
Fonctionnement d'un capteur ultrason
Un capteurs à ultrason émet à intervalles réguliers de courtes impulsions sonores à haute fréquence. La vitesse du son dans l'air étant stable, on en déduit la distance de l'obstacle. En effet, le capteur calcule la distance le séparant de la cible sur la base de temps écoulé entre l'émission du signal et la réception de l'écho.
Tous les matériaux qui reflètent le son peuvent être détectés. Ainsi, même des matériaux transparents pourront être détectés par un capteur à ultrasons.
Spécification
- tension : de 4.5V à 5.5V
- fréquence sonore : 40 kHz
- résolution de mesure : supérieur à 0.5m2
- angle de mesure : 15°
- courant : de 10mA à 40mA
- distance de détection : de 2cm à 450cm
- déclenchement : impulsion TTL positive de 10µs
Ajout de fonctionnalités supplémentaires
Profil utilisateur permettant de gérer la distance et la sensibilité du capteur pour s'adapter à l'environnement (intérieur avec peu d'espace / espace extérieur).
Création de deux modes à l'aide d'un interrupteur :
- - Intérieur avec peu d'espace (distance de 25cm à 200cm)
- - Espace extérieur (distance de 50cm à 350cm)
