為盲人設計的具有路況檢測功能的手杖
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這里提出的 A Stick for the Blind 是一種輔助設備，可幫助視障人士安全導航。它具有紅外 （IR） 傳感器，可檢測障礙物并激活蜂鳴器以提醒用戶。9V 電池供電電路，作方便。
本文引用地址：http://www.ekcard.cn/article/202505/470741.htm這款搖桿重量輕、便于攜帶，通過提供周圍環(huán)境的實時反饋來增強機動性。它集成了 IR 傳感器模塊、PNP 晶體管和壓電蜂鳴器，用于檢測障礙物并發(fā)出聲音警報。該電路緊湊而高效，提高了視障人士的安全性。
IR 傳感器模塊通過發(fā)射和接收紅外信號來工作。當檢測到障礙物時，晶體管會放大信號，觸發(fā)蜂鳴器。這種精確高效的系統(tǒng)增強了用戶的信心和獨立性。圖 1 顯示了作者的原型。
圖 1： 作者的 Smart Blind Stick 原型
| 零件清單 |
| 半導體： IC1 – LM7805,5V 穩(wěn)壓器 T1 – BC558 PNP 晶體管 LED1 – 5mm LED 電阻器（均為 1/4 瓦，±5% 碳）： R1，R2 – 1kΩ 電容器： C1 – 4.7μF，16V 電解 其他： CON1 – 2 針連接器 CON2 – 3 針連接器 S1 – SPST 開關 PZ1 – 蜂鳴器 – 紅外傳感器模塊 – 9V 直流電源/9V 電池，帶連接器 – 普通棒 – 電線和螺絲 |
盲桿電路和工作
圖 2 顯示了盲注棒的電路圖。它圍繞一個跨 CON2 連接的紅外傳感器模塊、一個 PNP 晶體管 BC558 （T1）、一個蜂鳴器 （PZ1） 和其他一些組件構建。9V 電池足以為電路供電。
圖 2： 電路圖
9V 電池通過 CON1 連接。穩(wěn)壓器 LM7805 將 9V 降至 5V 以為電路供電，因為 IR 模塊的工作電壓約為 5V。開關 S1 用于打開電路，當 LED1 亮起時，表示電路已準備好使用。
電路的核心是 IR 模塊，它檢測特定距離內的物體。該模塊安裝在搖桿底部。當檢測到障礙物時，搖桿通過蜂鳴器發(fā)出聲音向用戶發(fā)出信號。
IR 模塊可以發(fā)送和接收紅外數(shù)據(jù)。換句話說，它將 IR 發(fā)射器和接收器安裝在一個具有共享電路的單元中。IR 傳感器模塊有三個引腳 — VCC、GND 和 OUT，如圖 3 所示。IR 模塊中的白色 LED 用作發(fā)射器，而黑色 LED（光電二極管）用作接收器。IR 發(fā)射器持續(xù)發(fā)射紅外光，IR 接收器檢查反射光。
圖 3： 紅外傳感器模塊
如果光線從前面的物體上反射，紅外接收器會檢測到它，從而允許紅外傳感器模塊識別物體。該模塊有一個內置的電位器來調整范圍。它還具有兩個內置 SMD LED，一個用于電源，在運行期間保持亮起，另一個用于信號檢測，在檢測到物體時亮起。圖 3 顯示了 IR 傳感器模塊的圖像。
電路的工作原理非常簡單。當搖桿的下部（安裝傳感器的位置）接近障礙物時，紅外光線被反射，導致紅外模塊在其數(shù)據(jù)引腳上產生低信號。這會激活晶體管 T1，觸發(fā)蜂鳴器響起并提醒用戶前方有障礙物，促使人改變方向。
總之，電路通過 IR 模塊立即檢測到障礙物，并且用戶會收到來自蜂鳴器的聲音警報。這有助于用戶安全地避開障礙物而不會發(fā)生碰撞。
PCB 設計
盲棒電路的全尺寸單面 PCB 布局如圖 4 所示，元件布局如圖 5 所示。在 PCB 上組裝電路后，將其封裝在合適的機柜中，該機柜帶有用于 IR 傳感器模塊的窗口。
或者，電路可以組裝在通用 PCB 上并封裝在塑料盒中，確保 IR 發(fā)射器和接收器 LED 都位于盒子之外。
Blind Stick 項目安裝步驟
使用 IR 傳感器將 PCB 安裝在視障人士的拐杖上是一項精確的任務，需要循序漸進的方法。安裝前，參見圖 6。
圖 6： 裝有 IR 模塊的棒
拿組裝好的 PCB。
確定搖桿底部附近傳感器可以檢測到障礙物的位置。
將 IR 模塊及其外殼固定在棒上，如圖 6 所示。
使用螺釘將外殼固定到手杖上。
將 IR 傳感器朝前或略微向下放置，以檢測前方障礙物。
使用絕緣電線將電源沿 U 盤牢固地布線。
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