Универсальный электронный измеритель уровня жидкости для слабовидящих

Статус
Опубликована
Автор
Владимир Волкодав
Всего идей у автора
1 список
По ним завершено проектов
0
Идея опубликована
31 октября 2016, 16:32
Проектов по идее
1 список
Проектов по идее на модерации
0
Категории
Inno; HealthNet; Make; Дизайн; Материалы; Электроника; На конкурс «InnoMake» 2016
ЦМИТы, на базе которых планируется готовить проект к конкурсу:
3D Идеи Текстильщики
Ключевые слова
  • ардуино
  • 3d принтеры
  • 3d печать
  • кружка для слепых
  • проекты для инвалидов
  • измеритель уровня жидкости для слепых

Решаемая проблема / Замысел/ Гипотеза

Устройство решает проблему дозирования жидкостей слепыми и слабовидящими людьми, избавляя от необходимости тактильно определять перелив. На сегодняшний день слепые определяют уровень жидкости в емкости (кружке, кастрюле и пр. исключительно наощупь). Эта проблема была выявлена в ходе бесед со слабовидящими на конференции в ВОС и во время визитов в гимназию для слепых детей.

Решение состоит в создании электронного устройства для определения уровня жидкости со звуковым оповещением (или вибрационным оповещением для слепо-глухих).





Подход к решению проблемы / Технологии реализации замысла / Способ проверки гипотезы

Гипотеза 1 (существует в виде опытного прототипа). Вложенные изображения: pic1.jpg - схематичный внешний вид прототипа, pic2.jpg - электрическая схема прототипа, DSC_0112.JPG, DSC03213.JPG - внешний вид работающего прототипа.

Устройство представляет из себя прибор, управление электронной частью которого осуществляется при помощи трех кнопок, расположенных на ручке кружки. Кнопки представляют из себя емкостные датчики, не требующие нажатия. Для того, чтобы было зафиксировано касание — достаточно просто приложить палец к нужной кнопке. После того, как было зафиксировано касание — система получает данные о том, какая именно кнопка была нажата и запускает алгоритм ожидания достижения запрограммированного напряжения на резистивном датчике уровня жидкости. Как только уровень попадает в запрограммированный заранее диапазон — звучит звуковой сигнал. Индикация осуществляется посредством проигрывания мелодии. Индицируются 3 различных уровня сигнала, которые программируются непосредственно при нажатии одной их трех кнопок и соответствуют определенному уровню жидкости. Сигналы могут быть разные — для каждого уровня — свой.
Устройство оснащено крупным поворотным кольцом и кнопкой включения на герконе. Такое решение позволяет полностью изолировать электронную часть от внешней среды и избежать попадания жидкости внутрь устройства.
Устройство имеет встроенный Bluetooth для связи с системами типа «умный дом», в случае если потребуется производить дистанционный сбор данных о потреблении жидкости слабовидящим человеком.

Выявленные недостатки: показания мокрого и сухого датчика уровня жидкости достаточно сильно отличаются. После тестирования на слабовидящих выяснилось, что им недостаточно кружки. Необходимо разработать универсальное устройство, применимое для использования с кастрюлей, кувшином и т.п. То есть устройство должно работать одинаково хорошо с емкостью любой высоты.


Гипотеза 2. ИК-датчик.
Заменить датчик уровня на ИК-сенсор, который можно было бы повесить на край емкости с жидкостью. Преимущества - компактность, водонепроницаемость. Выявлен недостаток - ИК-сенсор имеет крайне малую дальность действия, ограниченную 2-3 сантиметра. И не дает возможность точно измерять уровень.



Гипотеза 3. Ультразвуковой сенсор
Ультразвуковой сенсор дал хорошие результаты - точность измерения уровня жидкости - несколько мм. Тестирование выявило 2 недостатка:
1. Ультразвуковой датчик боится попадания брызг
2. Минимальная дальность работы - 3 см. Это слишком много.

Всвязи с выявленными недостатками было решено направлять ультразвук не по прямой, а при помощи специального волновода. Таким образом, ультразвук пойдет по дуге, длиной около 3 см, что покроет необходимое минимальное расстояние. И сам датчик не будет в непосредственном контакте с жидкостью. Форма волновода сейчас изучается. При помощи 3D печати тестируются два возможных прототипа волновода - с прямым - woln2.jpg и зауженным - woln1.jpg (для компактности) раструбом. На одном конце волновода размещается ультразвуковой дальномер (ultrasonic-hc-sr04.1.jpg), а второй конец - направлен в сторону жидкости.

Приложенные файлы