Универсальный электронный измеритель уровня жидкости для слабовидящих

Опубликован

Идея проекта

Полное название проекта
Универсальный электронный измеритель уровня жидкости для слабовидящих
Руководитель
Владимир Волкодав
Проект по идее
Универсальный электронный измеритель уровня жидкости для слабовидящих
Автор идеи
Владимир Волкодав
Заявлен
7 ноября 2016, 09:30
Категории проекта
  • Inno
  • HealthNet
  • На конкурс «InnoMake» 2016
Ключевые слова проекта
  • 3d принтеры
  • 3d печать
  • кружка для слепых
  • проекты для инвалидов
  • измеритель уровня жидкости для слепых
  • ардуино
Площадка конкурса
3D Идеи Текстильщики

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 / Технология 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.

Презентация

pp_volkodav_blind_water_sensor_inno.pptx

Галерея проекта

План проекта

Лидер проекта
Владимир Волкодав
1

Разработка электронной начинки написание программы

Исполнитель:
Сергей Привалов
Срок:
не установлен
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Дополняем плату ардуино голосовым модулем, усилителем мощности, динамиком, датчиком размещения на кружке и пишем скетч

Компетенции

  1. умение продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности, учитывать позиции других участников деятельности, эффективно разрешать конфликты
  2. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
  3. готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников
  4. в решении когнитивных, коммуникативных и организационных задач с соблюдением требований эргономики, техники безопасности, гигиены, ресурсосбережения, правовых и этических норм, норм информационной безопасности
  5. владение навыками алгоритмического мышления и понимание необходимости формального описания алгоритмов
  6. владение умением понимать программы, написанные на выбранном для изучения универсальном алгоритмическом языке высокого уровня; знанием основных конструкций программирования; умением анализировать алгоритмы с использованием таблиц
  7. владение стандартными приёмами написания на алгоритмическом языке программы для решения стандартной задачи с использованием основных конструкций программирования и отладки таких программ; использование готовых прикладных компьютерных программ по выбранной специализации
  8. владение компьютерными средствами представления и анализа данных
  9. владение системой базовых знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира
Приложенных файлов нет
2

Разработать и распечатать на 3D принтере корпус устройства

Исполнитель:
Сергей Привалов
Срок:
не установлен
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Для создания прототипа необходимо создание эргономичного и красивого корпуса устройства с учетом размещения электронных компонентов внутри.

Компетенции

  1. гражданскую позицию как активного и ответственного члена российского общества, осознающего свои конституционные права и обязанности, уважающего закон и правопорядок, обладающего чувством собственного достоинства, осознанно принимающего традиционные национальные и общечеловеческие гуманистические и демократические ценности
  2. толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения
  3. навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной и других видах деятельности
  4. Развитие умений применять технологии представления, преобразования и использования информации, оценивать возможности и области применения средств и инструментов ИКТ в современном производстве или сфере обслуживания
  5. Формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями, их востребованности на рынке труда
  6. Развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач
  7. Активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов, и сформированных универсальных учебных действий
  8. Совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
  9. способностью работать самостоятельно и в коллективе, руководить людьми и подчинять личные интересы общей цели
  10. способностью выстраивать и реализовывать перспективные линии интеллектуального, культурного, нравственного и профессионального саморазвития и самосовершенствования
  11. способностью критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности
Приложенных файлов нет