Івано-Франківський обласний державний центр науково-технічної творчості учнівської молоді

 

Опис та технічна документація

на експонат

Назва експонату:

«Око-1»

Інфрачервоний помічник для сліпих

Заклад:

Івано-Франківський обласний державний центр науково-технічної творчості учнівської молоді

 

Гурток:

«Радіоелектроніки»

Адреса гуртка:

                                  Верхнянська загальноосвітня школа І-ІІІст.,

Калуської районної ради,

Івано-Франківської обл.

Автор і виконавець проекту:

                                  Шевчук Тарас Васильович

                                  учень 10 класу Верхнянської

                                  загальноосвітньої школи І-ІІІст.

Керівник проекту:

                                  вчитель-методист

                                  Ваків Василь Іванович

 

2007р.

 

Зміст

Вступ.

Опис приладу:

а)   призначення;

б)   технічні характеристики;

в)   принцип дії;

г)   принципова електрична схема, її опис;

д)   інструкція по роботі з приладом;

е)   правила техніки безпеки.

Додатки.

Вступ

     З людиною трапилася біда — вона осліпла. Пересуватися по квартирі приходиться на дотик, людина натикається на різноманітні предмети. Ще складніше на вулиці, якщо нема супроводжуючого. Ми вирішили допомогти цим людям, розробили інфрачервоний помічник для сліпих «Око-1», який працює на інфрачервоних променях та попереджає про знаходження перешкоди на відстані приблизно 1 м.

Призначення

     Мікроелектронний  інфрачервоний помічник для сліпих (далі ІЧ) призначений для виявлення вільних просторів і ділянок на шляху пересування сліпого.

     Незряча людина може самостійно оцінювати розміри перешкод, обходити їх знаходити вільні проходи і т.д., що сприяє підвищенню безпеки при орієнтації і мобільності.

     Унікальне конструктивно-технологічне виконання приладу, дозволяє ефективно використовувати його людям з поганим зором.

Рис.1 Інфрачервоний провідник для сліпих «Око-1»

 

1. Опис приладу

     Порівняно невеликий по габаритах, інфрачервоний  провідник  попереджає звуковим сигналом про наближення до якоїсь перешкоди (стіна, огорожа) або предмету. Сигнал з'являється на відстані до перешкоди (або предмету) близько 1 м і у міру подальшого наближення, частота сигналу плавно зростає. 

Технічні характеристики:

• дальність дії - до 1м;
• миттєвий сектор огляду - 25-20 град.;
• маса  ~ 50 гр.;
• час безперервної роботи  5 годин;
• вид індикації - звуковий;
• джерело живлення - акумулятори.

Принцип дії та новизна приладу:

     Прилад працює за рахунок  інфрачервоного випромінювання, яке сприймається за допомогою 2-ох приймаючих фотодіодів, які в свою чергу вловлюють відбите ІЧ випромінювання від 3-ох випромінюючих ІЧ світло діодів.

     Подібні прилади промисловість випускає в обмеженій кількості і за важкоповторюваними схемами. Пропонований проект легко повторити та виготовити використовуючи вітчизняні деталі.

 

     Принципова електрична схема, опис та специфікація елементів електричної схеми:

Рис.2 Принципова схема

     На фотодіодах VD1, VD2  і мікросхемі DA1 зібраний приймач ІЧ випромінювання і підсилювач, на транзисторі VT2 — керований генератор звукової частоти, а на транзисторах VT3, VT4 і світлодіодах HL1 — HL3 — ІЧ передавач. Розгляд роботи приладу почнемо з передавача. На транзисторі VТ3 зібраний генератор коротких імпульсів, наступних з частотою близько 1000 Гц. Після зарядки конденсатора С7 до напруги 5...6 V відбувається його швидка розрядка через транзистор VT3 і емітерний перехід транзистора VT4. При цьому транзистор VT4 відкривається і через нього і світлодіоди протікає імпульс струму, в результаті якого з'являється імпульс ІЧ випромінювання.

     Відбитий від предмету ІЧ імпульс попадає на приймальний фотодіод VD1 і перетвориться ним в електричний сигнал, який потім поступає на підсилювач, зібраний на операційному підсилювачі (ОУ) DA1. Посилений сигнал подається на випрямляч, виконаний на діодах VD2, VD3 по схемі подвоєння (складання) напруги. Випрямлений сигнал згладжується конденсатором С5 і поступає на керований генератор ЗЧ. Якщо відстань до предмету складає  1 м, то потужності відображеного ІЧ випромінювання, а значить, і напруги на вході керованого генератора — емітері транзистора VT2 недостатня для його роботи.

     Коли відстань зменшується, рівень відображеного сигналу зростає і генератор - починає працювати. Причому, чим сильніший відбитий сигнал, тобто ближче предмет, тим швидше заряджається конденсатор С6 і тим вище частота генератора. Як звуковий випромінювач використовується малогабаритний головний телефон BF1. Поріг спрацьовування генератора регулюється підстроювальним резистором R4.

     Для чіткішого спрацьовування генератора і його стійкої роботи живлення на генератор подається через параметричний стабілізатор напруги на транзисторі VT1 і стабілітроні VD4. В цілому ж провідник живиться від батарей GB1 і GB2, кожна з яких складається з двох послідовно з’єднаних акумуляторів.

Інструкція для роботи з приладом:

1. Перевірити, чи не забруднені  діоди, якщо так, то їх потрібно протерти м’якою тканиною. Тканина має бути сухою;

2. Одягнути головні телефони;

3. Ввімкнути  живлення приладу тумблером  On/Off;

4. Незрячий повинен нести прилад перед собою;

5. Через кожні 5 годин потрібно замінювати, чи заряджати батареї, в іншому випадку прилад не буде працювати, або буде працювати не ефективно;

6. Якщо прилад не використовується, його можна закріпити на поясі, повісити на шию чи поставити просто в кишеню.

Рекомендації при використанні:

При експлуатації провідника, слід пам'ятати, що він реагує на ІЧ випромінювання освітлювальних ламп розжарювання на відстані в декілька метрів.

Додатки

 

Рис.3 Загальний вигляд приладу «Око-1»

 

Рис.4 Автор і виконавець проекту.