Visualizza wikitesto di Bastone per non vedenti con Arduino

{{ITIS Urbino
| classe = 4A/EN, Omiccioli Matteo, Marzi Filippo, Sasha Fasolo Massoli, Daniel Gostoli e Nicolas Mangani
| as = 2021/2022
| materia = Sistemi automatici per le superiori 2
| wiki_docente = Galessandroni
| docente = Giacomo Alessandroni
| link_istituto = https://www.itisurbino.edu.it/
| istituto = ITIS "Enrico Mattei"
| comune = Urbino
}}
{{Risorsa|tipo=laboratorio|materia1=Sistemi automatici per le superiori 2|avanzamento=100%}}
<!-- Non scrivere sopra questa linea -->
Questa risorsa descrive come realizzare un '''bastone intelligente per non vedenti''' provvisto di sensoristica di prossimità per rilevare ostacoli e – in caso – avvertire l'utente con segnali acustici e tattili.

== Presentazione del progetto ==
[[File:SmartStick_with_Arduino.jpg|centro|400x400px]]
Il '''bastone intelligente per non vedenti''' attraverso un sensore di prossimità, avverte l'utente quando questo si avvicina a un ostacolo, tramite un segnale acustico; inoltre, tramite un motore, viene generata una vibrazione, che guida l'utente a individuare l'ostacolo e – di conseguenza – a superarlo con facilità.

Questo progetto semplifica la circolazione dei soggetti con problematiche legate alla vista.
== Schema di montaggio ==
[[File:HC SR04 Ultrasonic sensor 1480322 3 4 HDR Enhancer.jpg|alt=Sensore a ultrasuoni HC SR04|miniatura|Sensore a ultrasuoni HC SR04]]
[[File:Electromagnetic buzzer 04.jpg|miniatura|Cicalina piezo-elettrica]]
[[File:Types of DC Motor.jpg|miniatura|Motore DC usato per la vibrazione]]
{| class="wikitable"
|+Componenti utilizzati
!Descrizione 
!Tipo
|-
|Active buzzer
|<math>8~\Omega</math>
|-
|Ultrasonic Distance Sensor
|HC-SR04
|-
|Pulsante
|1
|-
|Motore
|DC
|-
|Resistenza
|<math>330~\Omega</math>
|}
[[File:Arduino_Smart_Stick.svg|centro|600x600px]]

== Codice sorgente ==

=== Connessione dei pin ===
Come prima cosa definiamo i pin ai quali colleghiamo il buzzer (o cicalino piezoelettrico), il sensore ad ultrasuoni (HC-SR04) ed il motore DC.
<syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="1">
#define tP              7  //TriggerPort
#define eP              8  //EchoPort
#define B               6  //Buzzer
#define M               5  //Motore
</syntaxhighlight>
=== Parametri del codice ===
In seguito vengono definite la distanza massima di lettura del sensore <code>distanzaMax</code>,  la distanza minima del buzzer (se si ha una distanza minore il buzzer farà un suono continuo) <code>dMinb</code>, la distanza massima del buzzer (a una distanza maggiore il buzzer non suona) <code>dMaxB</code>, la velocità di trasmissione del monitor seriale (espresso in baud)  <code>baud</code>, infine la distanza che massima del motore DC <code>dM</code>.

Tutte le distanze sono espresse in centimetri.

<syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="6">
#define distanzaMax    90
#define dMinB           5
#define dMaxB          55
#define baud         9600
#define dM             20
</syntaxhighlight>

<code>long</code> è un tipo di dato che può contenere numeri a 32 bit, con segno.

<syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="12">
long time;
long durata;
long r;
</syntaxhighlight>

=== Input e Output ===
* <code>tP</code> è il pin "Trigger": dice al sensore quando inviare un segnale;
* <code>eP</code> è il pin "Echo" che riceve il ritorno del segnale inviato dal sensore (ammesso che vi sia);
* <code>B</code> è il pin "Buzzer";
* <code>M</code> è il pin "Motore";
<syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="17">
void setup() {
  pinMode( tP, OUTPUT );
  pinMode( eP, INPUT );
  pinMode( B,  OUTPUT );
  pinMode( M,  OUTPUT);
  Serial.begin( baud );
  Serial.println( "+-----------------------+");
  Serial.println( "|Bastone per non vedenti|");
  Serial.println( "+-----------------------+");
}
</syntaxhighlight>

=== Programma principale ===
Nel programma principale forniamo ad Arduino tutte le informazioni relative all'esecuzione del programma e tutti i comandi relativi.
<syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="28">
void loop() {
  //invio segnale
  digitalWrite( tP, LOW );
  digitalWrite( tP, HIGH );
  delayMicroseconds( 10 );
  digitalWrite( tP, LOW );
  //recezione segnale
  durata = pulseIn( eP, HIGH );
  //tempo trascorso tra l'invio e la recezione del segnale diviso per 2
  //per calcolare la distanza
  r = 0.0343 * durata / 2; 
  
  Serial.print( "Distanza: " );
  if( r > distanzaMax )
    Serial.println( "Fuori Portata");
  else {
    Serial.print( r );
    Serial.println( " cm" );
  }
  //se la distanza è maggiore di dMinB e minore di dMaxB il buzzer suona
  if( r > dMinB && r <= dMaxB){
  delay(r*10);//più l'oggetto si avvicina più il buzzer suona velocemente
  digitalWrite(B, HIGH);
  delay(r*10); 
  }
  //se la distanza dell'oggetto è minore di dM il motore comincerà a girare
  if( r <= dM){ 
    digitalWrite(M, HIGH);
    delay(1000);
  }
  //se la distanza dell'oggetto è minore di dMinB il buzzer comincerà a fare
  //un suono continuo
  if( r <= dMinB){  
    digitalWrite(B, HIGH);
    delay(1000);
  }
  //quando il sensore non percepisce più nessuno oggetto il buzzer smette 
  //di suonare e il motore di vibrare
  digitalWrite(M,  LOW);  
  digitalWrite(B,  LOW);
  delay(10);
}
</syntaxhighlight>

== Espansioni suggerite ==
Aggiunta di:
*Ruota per il movimento facilitato;
*Sensore di prossimità a 180°;
*funzione SotF (Stick on the Floor) che permette al non vedente di ritrovare il bastone tramite un segnale acustico in caso di caduta e difficoltà a ritrovarlo;
*Sensore di profondità;

[[Categoria:Arduino]]