مشرع تخرج العصا الذكي smart stick

مشروع تخرج بنات الموؤسسة العامة للتدريب المهني والفني تخصص حاسبات ومعلومات تخصص الدعم الفني العصا الذكي للمكفوفين وضعاف البصر

مشروع تخرج

نشر في 12 ديسمبر 2021 .

Smart Stick For The Blind

إعداد الطالبات

وصايف محمد عبدالله

440221135

Wasayf Muhammed Abdullh

عائشة غازي فاضل

440221175

Aisha Ghazi Fadel

جواهر علي محمد

440221163

Jawaher Ali Muhammed

إشراف المدربة :

أسماء القحطاني

الفهرس للمشروع

الملخص

الكلمات الداله

ملخص البحث باللغة الإنجليزية

الفصل الاول:-المقدمة

١.١ المقدمه

١.٢ مشاكل البحث

١.٣ أهداف البحث

١.٤ مجال البحث

الفصل الثاني/الدراسات السابقة

٢.١ الأعمال السابقة

٢.٢ مقارنة بين الأعمال السابقة وبين العمل المنفذ

الفصل الثالث/المنهجية

٣.١-الإطار العام

٣.٢-المواصفات والمتطلبات

٣.٣-متطلبات الجهاز

الفصل الرابع/التجارب والنتائج النهائية للمشروع

الفصل الخامس /الخاتمة والنظرة المستقبلية

الفصل السادس /المراجع

الملخص بالعربي

من خلال الدراسات يقدّر عدد الأشخاص المصابين بالعمى التّام بحوالي 30 مليون شخص حول العالم وذلك وفقاً لمنظّمة الصّحّة العالميّة، ويعتمدون بشكل كلّي على الآخرين في حركتهم.لذالك تم تصميم نموذج عصا ذكيّة للمكفوفين باستخدام حسّاس مسافة وأردوينوا مع الطنان الكهربائي وبعض المقاومات وأستخدمنا لغة البرمجة في الأردوينوا لكي ليستهدف كبقة المكفوفين مساعدتهم ّنقّل بسهولة وبشكل مستقلّ، وكذلك توجيه التّحذيرات لهم عندما يعترض مسارهم جسم ما،ونتمنى تطوير طوير المشروع بحيث تركيب دائرة لا سلكية التحكم عن بعد.وتطوير بحيث تركيب دائرة تعمل على إعطاء صوت لفاقدي البصر ونرجوا الإستفادة من هذا المشروع لكل من يقرئة ويساهم في نشرة.

الملخص بالإنجليزي

Through studies, the number of people who have become completely blind is estimated at about 30 million people around the world, according to the World Education Organization, and they depend entirely on others for their movement. Therefore, a smart stick model for the blind was designed using a distance sensor and Arduino with buzzer and some resistors We use the programming language in Arduino In order for the blind people to be able to help them transmit independently, as well as direct warnings to them, the path of warnings, a framework, and we hope to develop the project to install a circuit to restore remote control. Reads and contributes to the newsletter.

الكلمات الداله

مشروع للمكفوفين

العصى الذكي

الأردوينوا

الحساس المسافة

Ultrasonic HCS04

برمجة الأردوينوا

طنان كهربائي

مشاريع تخرج

Project for the blind

smart stick

arduino

distance sensor

Ultrasonic HCS04

arduino programming

electric buzzer

Graduation Projects

Introduction

الفصل الأول: المقدمة

مشكلة المكفوفين الذي مشروعنا يتحدث عن مساعدتهم بالعصا الذكي

المقدمة:

من خلال دراستنا من هذا الجانب التقني الذي في تطور متسارع – حتى أن الباحث ليعجز عن الوقوف على آخر إنجاز أو ابتكار الكتروني – شامل لجميع مجالأت الحياة العلمية والعملية التطبيقية فأينما توجد تجد التقنيات الإلكترونية الحديثة تمأل أرجاء الحياة حتى قرب البعيد ونطق الحديد

ومن خلال الدراسات يقدّر عدد الأشخاص المصابين بالعمى التّام بحوالي 30 مليون شخص حول العالم وذلك وفقاً لمنظّمة الصّحّة العالميّة، ويعتمدون بشكل كلّي على الآخرين في حركتهم.وتم ملاحظة مدى صعوبة حركة المكفوفين على الطرق وفي الأماكن العامة بعد أن تزايدت أعداد المركبات وبسبب رغبتهم الشديد في الدمج في المجتمع وتزويدهم بوسائل تساعدهم على الحركة والتنقل بحرية وتجلب أنتباه الأخرين لمساعدتهم على العبور في الشارع ،لذلك الإتحاد الدولي والتي من أهمها حريةالأشخاص الذين يستخدمون العصا الإلكترونية في التنقل وإرتياد الأماكن الأماكن العامه مثل المطاعم والمتاحف وكل الأماكن المتاحة للمبصرين .

لذالك تم تصميم نموذج عصا ذكيّة للمكفوفين باستخدام حسّاس مسافة لمساعدتهم على التّنقّل بسهولة وبشكل مستقلّ، وكذلك توجيه التّحذيرات لهم عندما يعترض مسارهم جسم ما،

ونحن في المشروع المتواضع نطرق باباً من هذه األبواب لنلج ً مجالالتقنية الصناعية وهو مجال عصا عمياء ذكية للأشخاص ضعاف البصر.هل لاحظت المكفوفين؟حياتهم مليئة بالمخاطر. لا يستطيعون المشي دون مساعدة الآخرين. كذلك بدأنا بمشروع

Smart stick،

خلفية عن المشكلة:

هل لاحظت المكفوفين؟

حياتهم مليئة بالمخاطر. لا يستطيعون المشي دون مساعدة الآخرين. تعتمد حياتهم دائمًا على الآخرين. دعونا نصنع شيئًا لهم.

عندما كنا نسير في الطريق ،رأيت شخص أعمى يمشي في الشارع. يواجه صعوبة في المشي في هذا الشارع المزدحم. لحسن الحظ ، يمكنني مساعدته في ذلك الوقت. في تلك اللحظة ، اعتقدت أنني بحاجة أيضًا إلى فعل شيء للمكفوفين. في مساء ذلك اليوم ، توصلت إلى هذه الفكرة ، العصا العمياء الذكية. هدفي هو ، يمكن أن تكون رخيصة وسهلة للغاية لجعل. حتى الطفل يمكنه أن يصنعها بسهولة خلال بضع ساعات من الصفر.

بيان المشكلة:

باستخدام هذه العصا العمياء الذكية ، يمكن لشخص ضعاف البصر المشي دون مساعدة أي شخص. تكتشف العصا العمياء الذكية تلقائيًا العائق أمام الشخص وتعطيه استجابة للشخص عن طريق تهتز العصا وأيضًا بصوت تحذير.

من خلال هذا ، يمكن للمكفوفين أن يدرك العقبات أمامه.

لقد استخدمت جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية للكشف عن العقبات.

الأهداف:

الأهداف الرئيسية:

1-تصميم وتنفيذ عصأ إلكترونية لإرشاد فاقدي البصر

2-التعرف على عمل هذه العصا وطريقة التعامل معها بواسطه الشخص نفسه

3-التحكم بالعصى عن طريق الحساسات

4-تكتشف العصا العمياء الذكية تلقائيًا العائق أمام الشخص وتعطيه استجابة للشخص عن طريق تهتز العصا وأيضًا بصوت تحذير.

الأهداف الفرعية:

1-تعمل على إرشاد فاقدي البصر للمرور بالشارع دون خوف

2-حل مشكلة كانت تعاني منها الناس وإدخال السرور واننا مهتمين بهم وليس مهملين لهم

3-يمكن للمكفوفين أن يدرك العقبات أمامه.

مجال استخدام المشروع:

-بدأنا بالبحث المتواصل عن دوائر تعمل على حل مشكلة يعاني منها فئة من الناس ونستطيع من خلالها إبراز اللهجه والسرور في حياتهم وحركتهم

-وبدأنا التفكير في كيفية تحويل الفكرة إلى واقع عملي ملموس

-كان لابد من كسر الحاجز الخوف لدينا نحن فريق العمل كوننا أحد خريجي بدأنا بالدخول إلى العالم الإلكتروني وان نفيد ونخدم المجتمع بقدر المستطاع والله الموفق لنا والمعين.

أهمية المشروع:

-إستخدام تقنية العصا الإلكترونية في تشغيل في عدة أماكن

-إظهار مهارات الطالب في تنفيذ مشاريع وإكساب الثقة لفريق المشروع

-مساعدة المكفوفين لأن حياتهم ،تعتمد دائما على الأخرين

Literature Review

الفصل الثاني: الدراسات السابقة

٢.١العصا الإلكترونية

العصا الإلكترونية لمرشدي البصر رمز لإستقلالية الكفيف العصا عبارة عن عود مصنوع من الخشب او غيرة من المواد يؤدي وظائف كثيرة للمكفوف فهي تمثل واحدة من أهم الأدوات التي يحتاجها في تنقلة وحركته وفي تمكينه من الإستقلالية والاعتماد على النفس في الكثير من الأمور ،لذلك لا عجب أن أصبحت هذه الأداة رمز لفاقدي البصر.

٢.٢ الاعمال السابقة

-ظهرت العصا الخاصة بالمكفوفين في الرسوم الفرعونية القديمة وذكرت بعض الكتب السماوية

-أما في العصر الحديث فتشير المصادر التاريخية إلى عام ١٩٦٢ عندما صمم البريطاني Biggs james العصا الإلكترونية لمرشدي فاقدي البصر ما زالت تستخدم في الوقت الحالي

-العصا البيضاء التقليدية :وتعرف بمسمى (عصاء هوفر) وهي عصاء طويلة يستخدمها ضعاف البصر المكفوفين ومصمم لتسهيل حركة المستخدم ويعتمد طولها على طول المستخدم

_العصا الطويلة :وهي اكثر العصي استعمالا في التنقل ويستطيع الكفيف من خلال العصا الطويلة أن يكتشف العقبات التي قد تعترض طريقة قبل الإصطدام بها.

-عصا جبل :وهي عصا مقوسة تشبة مضرب التنس إلى حد كبير وتستخدم في الأرضيات الغير مناسبة العصا الطويلة مثل مثل المناطق ذات التضاريس الوعرة والطرق الصخرية

-العصا الإلكترونية :وهي عصا إلكترونية مصممة على شكل العصا البيضاء الطويلة لكنها تقدم الكفيف قدرة على التحرك حرية والعمل والإندماج في المجتمع مثل الأفراد الأخرين .

٢.٣ مقارنة بين الاعمال السابقة وبين ما يحققة العمل المنفذ

١-معرفة نوع وخصائص الأرض التي يسير عليها

٢-تحديد نوع وحجم ومساحة العوائق أو العقبات الموجودة في الطريق وبالتالي تجنبها وعدم الاصطدام بها

٣-تحديد مسار السير والتوجه في المكان وتحديد عرض الطريق أو الساعة

٤-التمكن من تتبع الأرصفة والجدران أثناء السير وتتبع بعض العلامات الخاصة التي توضع للمكفوفين مثل تلك التي توضع في أرصفة القطارات أو الحافلات .

٥-جلب إنتباه الآخرين وتعريفهم بأن الشخص مكفوف وبالتالي تقديم مساعدة له أو اجنبيه من الاصطدام بعائق أو التخفيف من سرعة قيادة المركبة لتمكينه من العبور .

٦-تقدم الكفيف ترددات فوق صوتية يشعر بها تحت يده عندما تصطدم بعقبة في طريقها .

Methodology

الفصل الثالث: المنهجية

١.٣ الاطار العام

آليّة تصميم نموذج عصا ذكيّة للمكفوفين باستخدام حسّاس مسافة لمساعدتهم على التّنقّل بسهولة وبشكل مستقلّ، وكذلك توجيه التّحذيرات لهم عندما يعترض مسارهم جسم ما، وذلك عن طريق استخدام buzzer في الدّارة يختلف تردّد إصدارها للصّوت باختلاف المسافة التي تفصل الحسّاس عن الجسم الواقع أمامه، وهذا التّردّد يتناسب عكساً مع المسافة.

استخدمنا في هذا التّصميم حسّاسَ مسافة واحداً، ويمكن استخدام حسّاسين أو أكثر للحصول على دقّة أكبر.

٢.٣ المواصفات و المتطلبات

العناصر المستخدمة:

• أردوينو Nano.

• حسّاس مسافة Ultrasonic نوع HC-SR04.

• Buzzer 5v.

• مفتاح DPDT.

• بطّارية 9V.

٣.٣تصميم الدّارة:

يتكوّن حسّاس المسافة من أربعة أرجل هي:

• رِجل جهد التغذية 5v وتُوصل إلى الرّجل 5v من الأردوينو.

• رِجل القدحTrigger وتُوصل الى الرّجل D12 من الأردوينو.

• رِجل المستقبِل Echo وتُوصل إلى الرّجل D11 من الأردوينو.

• رجِل التّأريض وتوصَل إلى الرّجل GND من الأردوينو.

٣.٤

مناقشة الكود البرمجي:

بداية يتم تضمين المكتبة الخاصّة بحسّاس المسافة

ننسخ المجلّد بداخله إلى ملفّ المكتبات الخاصّ بالأردوينو PC > Document > Arduino > libraries.

تُضمّن مكتبة حسّاس المسافة باستخدام التعليمة include# ، ثم يُعلن عن أقطاب الحسّاس بالتّعليمة

(Ultrasonic ultrasonic (12, 11، حيث يوصَل المستقبِل مع الرّجل 11D للأردوينو، ورجل القدح توصَل مع الرّجل 12D للأردوينو، كما يُصرّح عن الـbuzzer الموصول مع الرّجل 9D للأردوينو على أنّه مُخرج بالتّعليمة (PinMode(buzzer,OUTPUT ضمن تابع ()void setup.

نعرّف عددا صحيحاً ضمن حلقة LOOP يمثِّل المسافة المقاسة بين الحسّاس والجسم، حيث نستخدم التّعليمة (ultrasonic.Ranging(CM) لقياس المسافة بالسنتيمتر.

يُفعّل الـ buzzerبالتّعليمة (digitalWrite(buzzer,HIGH ويمكن التّحكّم بتفعيله عندما تصبح المسافة أقلّ من حد ّمعين، ونستخدم التّعليمة(if(distance<50 لتحقيق ذلك،

وعندما يتحقَّق هذا الشّرط يقيس الأردوينو المسافة وفق العلاقة dil=2*distance.

ويُعطى الـbuzzer انتظاراً زمنيّاً قدره المسافة المحسوبة (delay(dil، ثم يتوقّف بعدها تفعيلُه باستخدام نفس التاّبع

( digitalWrite(buzzer,LOW.

٣.٥متطلبات الأجهزة

حسّاس المسافة وفق تقنيّة الأمواج فوق الصّوتيّة، حيث يرسل أمواجاً ذاتَ تردّد ٍمرتفع ٍثمّ يحسب الزّمن اللّازم لاستقبالها كإشارة صدى مرتدّة.

يتكوّن حسّاس المسافة من دارتين، إحداها تعمل كمرسِل للأمواج فوق الصّوتيّة، والأخرى متلقٍّ –غالباً تكون ميكروفوناً صغيراً- لإشارة الصّدى المرتدّة.

يُعايَر هذا الحسّاس وفقاً لسرعة الصّوت في الهواء، حيث يُحدّد فرق الوقت بين إرسال الموجة واستقبالِها اعتماداً على الإدخال المعاير، ومنه نستطيع حساب المسافة بين الحسّاس والجسم الواقع أمامه.

٣.٦ مخطط التنفيذ

الشّكل(1)مخطّط Eagle لدارة عصا ذكيّة للمكفوفين باستخدام حسّاس مسافة وأردوينو

الشّكل(2) مخطّط PCBلدارة عصا ذكيّة للمكفوفين باستخدام حسّاس مسافة وأردوينو

صور القطع

Final Results and Experiments

الفصل الرابع: التجارب والنتائج النهائية للمشروع

١.٤ الصورة النهائية للمشروع

أولا -برمجة الأودوينوا للتحكم كما في الكود البرمجي بالملف العملي بالحساس الهزاز

فكرة عمل دائرة الحساس

عبارة عن دائرة إلكترونية تستخدم لتحسس الاجسام الصلبة وجميع الاجسام الأخرى سوى كانت مادية أو غير مادية التي تعترض صدى ومدى التردد.

فكرة عمل الدائرة كاملة .

حسّاس المسافة له فجوتان، الأولى هي الـ Trigger والثّانية هي المستقبل, يرسل حسّاس المسافة أمواجاً ذات تردُّد مرتفع تصطدم بالجسم الواقع أمام الحسّاس ثُمّ تنعكس ويستقبلها المستقبِل, يقيس الأردوينو الوقت اللازم بين الإرسال والاستقبال والّذي يتناسب طرداً مع المسافة بين الحسّاس والجسم.

تبلغ سرعة الصّوت في الهواء 340 متراً في الثّانية، وتحسب المسافة بين الجسم والحسّاس بجُداء الزّمن في سرعة الصّوت مقسومةً على اثنين وفق العلاقة:

المسافة=(سرعة الصّوت * الزّمن)/2

بعد قياس المسافة يُصدر الـ buzzer صوتاً تتغيّر شدّتُه وفقاً للمسافة بين الحسّاس والجسم، حيث تزداد شدّة الصّوت عندما تصبح المسافة بينهما قليلة.

إنّ حسّاسات المسافة من نوع HC_05 لا تقيس لمسافات بعيدة، حيث مجال استقبالها لإشارة الخَرجْ يبلغ موالي 50cm فقط, ويمكن استخدام أنواع أخرى من حسّاسات المسافة لزيادة مجال عمل الحسّاس.

عندما يصدم الإشارة بشيء يقوم بتوصيل الكهرباء الهزاز الكهربائي ليقوم بتنبية المكفوفين لتوخي الحذر

يتكوّن حسّاس المسافة من أربعة أرجل هي:

• رِجل جهد التغذية 5v وتُوصل إلى الرّجل 5v من الأردوينو.

• رِجل القدحTrigger وتُوصل الى الرّجل D12 من الأردوينو.

• رِجل المستقبِل Echo وتُوصل إلى الرّجل D11 من الأردوينو.

• رجِل التّأريض وتوصَل إلى الرّجل GND من الأردوينو.

تُستخدَم لوجة التّطوير أردوينو نانو في هذه الدّارة لوصلها مع حسّاس المسافة المستخدم، يوصل قطب البطّاريّة الموجب 9v إلى دخْل الأردوينو عبر مفتاح DPDT ، وقطب البّطاريّة السّالب إلى قطب التّأريض GND في الأردوينو، كما يوصل الـbuzzer مع إحدى الأقطاب الرقميّة الواقعة بين D9 وقطب التّأريض.

النتائج النهائية

تشغيل الدائرة بجهد من ٩ الى ٢٩ فولت

التحكم بعمل دائرة من خلال الحساس

القدرة على إكتشاف مدى التحسس عن بعد وإعطاء صوت عند تغير الظروف من وقت لآخر

التحكم بالدائرة عن طريق مفتاح إيفان وتشغيل الحساس بحيث يعمل على تحسس جميع الأجسام

الفصل الخامس الخاتمة الأعمال والنتائج والإستطلاع والنظرة المستقبلية

الأعمال والنتائج

الحمد لله رب العالمين الذي بفضله قد قمنا في هذا المشروع بعمل جهاز يعمل ك عصا إلكتروني ذكي لأجل المكفوفين ليحسوا بثقة والقدرة على المشي إلى أي مكان ولا يكون هناك عائق أمامهم وازمات الحياة وحرصها على بذل الجهد لتخطي العقبات وصلا الى أهدافها الى أن يعيش المكفوفين مثل بقية الناس ويحسوا بالحياة وساهمنا في مساعدة أكثر فئة مضرورة في المجمتع وقد قمنا في هذا المشروع وشرحنا فيه كل جزء من أجزاء ا .وكذلك تناولنا بالشرح المفصل طريقة ربط عناصر المكونة للجهاز العصى الذكي مع بعضهم مع الصور والشرح المفصل للتركيب لأجل من يقرأ هذا التقرير من فهم فكرة العمل للجهاز لتركيبة ودوائر الذي فية وبرمجة وش كانت وكذلك تنفيذه و سهولة إستخدامة وصور على الجهاز .عملياً مما يجعل هذا المشروع مرجع لكل من يريد الأطلاع على هذا الجهاز . وفي الختام نقول أنه .الشكر لله على توفيقة وموصول لكل أفراد المجموعة لجهودهم وكذلك الى مشرفينا ومدرسينا .

الأستطلاع والنظرة المستقبلية

1-نوصي الدفع اللاحقة بتطوير المشروع بحيث تركيب دائرة لا سلكية التحكم عن بعد.

2-نوصي بتطوير المشروع بحيث تركيب دائرة تعمل على إعطاء صوت لفاقدي البصر

3-نزصي عمادة المعهد بتوفير كافة المستلزمات لكافة التخصصات من أجل المشاريع

4-نوصي وزارة التعليم المهني والفني بتوفير كافة المستلزمات لكافة التخصصات من أجل المشاريع التي نحتاجها لتنفيذ والأستفادة ليطلع كادر متعلم قوي من أجل بلادنا الحبيبة.

5-نوصي أن ننظر في مشاريعنا أن ننظر إلى طبقات المجتمع وتزويدهم بوسائل تساعدهم على ما يستفيدون منه هذا الذي كان من المفترض أن يكون في كل ما نقوم به لخدمة المجتمع.

المراجع

https://create.arduino.cc/editor

https://downloads.arduino.cc/arduino-1.8.13-windows.exe

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.courseshome.com/download-arduino-ide-program-for-computer/&ved=2ahUKEwjvzZ6Ms_XzAhVT8uAKHYFHCgQQFnoECDEQAQ&usg=AOvVaw11kkYraonIvWv7rLso1ajU

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://arduino.ar.downloadastro.com/&ved=2ahUKEwjvzZ6Ms_XzAhVT8uAKHYFHCgQQFnoECA4QAQ&usg=AOvVaw1eo-gUuZJreYPEHsjpGDCu

// Ultrasonic - Library for HR-SC04 Ultrasonic Ranging Module

5-.

// GitHub: https://github.com/JRodrigoTe ch/Ultrasonic-HC-SR04

// #

https://github.com/JRodrigoTech/Ultrasonic-HC-SR04

https://youtu.be/uZ72fe_5VRA

https://www.electronicbub.com/-arduino-ide-

10-

https://www.noor-book.com/%D9%83%D8%AA%D8%A7%D8%A8-%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B5%D8%A7-%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%83%D9%8A-%D9%84%D8%A6%D8%B1%D8%B4%D8%A7%D8%AF-%D9%81%D8%A7%D9%82%D8%AF%D9%8A-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B5%D8%B1-%D9%85%D8%B4%D8%B1%D9%88%D8%B9-%D8%AC%D8%A8%D8%A7%D8%B1-%D9%84%D9%84%D8%AE%D8%AF%D9%85%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B5%D8%B1-pdf#

11-

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.noor-book.com/&ved=2ahUKEwi4q_GJ4YDz

12-

AhXwzIUKHQ1XCegQFnoECBcQAg&usg=AOvVaw1x93WBmfLyzBWh_r-I3HNf

https://www.noor-book.com/book/review/494466

14-

https://ar.zelazela.com/Smart-Blind-Stick-24316

15-

https://electronics-go.com/ultrasonic-blind-walking-stick/

16-

https://borkan7inf.blogspot.com/2021/02/communication-engineering-graduation-projects.html?m=1

17-