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Radar Óptico para Cegos (MA070)

Descrevemos neste artigo uma montagem bastante simples, porém eficiente na ajuda de portadores de deficiência visual acentuada, ou seja, cegos. Trata-se de um circuito que converte luz em sinais audíveis e com o uso de dois sensores, pode dar a indicação em que esta luz incide.

A ideia é antigo, pois o projeto é de 1994, mas pode ser muito aperfeiçoado, utilizando-se componentes modernos como sensores múltiplos e microcontroladores.

 

Pelo tom emitido por um transdutor e pela intermitência deste tom, o portador pode se acostumar ao “padrão” de imagem do local em que normalmente se move, sua casa, por exemplo, e com isso ter a vida facilitada com a possibilidade de sua movimentação.

A ideia é simples de se entender, partindo-se da figura 1.

 

Figura 1 – Princípio de funcionamento
Figura 1 – Princípio de funcionamento

 

Dois sensores recebem luz de direções levemente diferentes: um deles atua sobre o tom do sinal de áudio e o outro sobre a sua intermitência.

Desta forma, apontando o aparelho para uma porta ou janela, um local de maior claridade temos padrões diferentes de tom que logo o usuário aprenderá a interpretar.

Mesmo a aproximação de uma pessoa muda o padrão de som emitido, permitindo assim que o deficiente logo a perceba.

Variações como o acendimento de uma luz no quarto ao lado iluminando uma porta, uma TV ligada ou mesmo um simples fósforo ao ser aceso, passarão a ser percebidos pelo deficiente na forma de variações tonais.

Certamente, com um novo sentido de imagem, embora usando apenas duas células, o deficiente se sentirá em muito melhores condições de se integrar no seu ambiente, o que é a finalidade deste aparelho.

O tom produzido pelo circuito é baixo e agradável, o suficiente apenas para que o usuário o perceba.

Um ajuste de intensidade evita que o aparelho incomode os outros ou se torna desagradável ao próprio usuário.

A alimentação é feita por pilhas o que torna o circuito muito compacto, podendo ser levado a qualquer parte.

Características:

- Tensão de alimentação: (4 pilhas ou bateria)

- Corrente de operação: 5 mA (tip.)

 

A base do projeto é o conhecido circuito integrado 4093B que consiste em 4 portas NAND Schmitt, podendo ser usadas de diversas formas e de modo independente.

Usamos então duas delas como osciladores, sendo uma de áudio, com a freqüência determinada por C1, pelo ajuste de P1 e pela resistência do LDR1 e a outra produzindo intermitências, com a freqüência determinada por C2 e pelo LDR2.

Veja então que em um caso a freqüência vai variar conforme a luz incidente no LDR1 e no outro com a luz incidente no LDR2.

Os sinais dos dois osciladores são combinados nas outras duas portas que operam como buffers inversores.

Na saída destes buffers temos então um sinal de áudio intermitente de características que dependem da luz incidente nos dois LDRs.

Este sinal é aplicado via P¡ a um pequeno transdutor piezoelétrico que garante a audição até a alguns metros de distância. Não precisamos de potência, pois o aparelho é usado próximo da pessoa.

Começamos por dar o diagrama completo do aparelho na figura 2.

 

Figura 2 – Diagrama completo do radar para cegos
Figura 2 – Diagrama completo do radar para cegos

 

Na figura 3 temos a disposição dos componentes numa pequena placa de circuito impresso.

 

Figura 3 – Placa de circuito impresso para a montagem
Figura 3 – Placa de circuito impresso para a montagem

 

Sugerimos a utilização de um soquete DIL para o circuito integrado, o que facilita sua troca em caso de necessidade e evita o calor no processo ,de soldagem.

Os LEDs são redondos comuns e ficarão em dois tubinhos opacos (de PVC, por exemplo) de modo a captar a luz apenas de determinadas direções.

O capacitor C1 pode ser cerâmico ou de poliéster, enquanto que C2 e C3 são eletrolíticos para 12 V ou mais de tensão de trabalho.

O transdutor BZ pode ser o MP- 10 da metaloplástica ou mesmo equivalentes tais como uma cápsula piezoelétrica de telefone. Em último caso pode ser usado um pequeno alto-falante de 4 Ω ou 8 Ω (2,5 cm a 5 cm), mas ele não pode ser ligado diretamente ao circuito. Precisaremos acrescentar um excitador conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – Etapa para excitar alto-falante
Figura 4 – Etapa para excitar alto-falante

 

P2 pode ser qualquer tipo de potenciômetro, incluindo a chave que liga e desliga.

Para provar o aparelho basta ligar sua alimentação e abrir inicialmente o controle de volume (P2).

Depois fazemos um ajuste de P1 para que no nível normal de iluminação do local tenhamos um tom agradável.

Se o leitor quiser alterar a freqüência das intermitências no nível normal, mude de valor C2. Este componente pode ter de 1 a 47 µF tipicamente.

O comprimento dos tubinhos de PVC que focalizam a luz no LDR pode ser alterado no sentido de se mudar o efeito.

Conseguido o funcionamento, para usar observe que apontando os sensores para diferentes direções teremos mudanças de tom e intermitência.

Explique ao deficiente que ele deve interpretar aumentos de freqüência como mais luz, e treine-o no local de sua movimentação para interpretar as mudanças tonais e de intermitência.

 

Semicondutores:

CI1, - 40938 - circuito Integrado CMOS

 

Resistores:

P1 - 1 M Ω - trimpot

P2 - 10 k Ω - potenciômetro

LDR1, LDR2, - LDR: (foto-resistores) redondos comuns

 

Capacitores:

C1- 47 nF - cerâmico ou poliéster

C2 - 10 µF - eletrolítico

C3 - 100 µF - eletrolítico

 

Diversos:

BZ - MP-10 ou equivalente transdutor piezoelétrico

S1 - Interruptor simples

B1 - 6 V ou 9 V - 4 pilhas pequenas ou bateria

Placa de circuito impresso, soquete para o circuito integrado, conector de bateria ou suporte de pilhas, caixa para a montagem, fios, solda etc.

 

 

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N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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