Gant sonar ultrason

Gant de détection d'obstacles fonctionnant sur pile 9V à moins de 50 euros. Dispositif haptique portatif pour la perception de l'environnement par des mal-voyants. Version de Quentin Orhant et Yves Le Chevalier réalisée dans le cadre de leur engagement dans l'association My Human Kit.

Difficulté

Facile ⧼wf-propertyvalue-difficulty-Facile⧽

Durée

6 heure(s) ⧼wf-propertyvalue-durationtype-heure(s)⧽

Catégories

⧼wf-propertyvalue-area-Bien-être & Santé⧽, ⧼wf-propertyvalue-area-Électronique⧽

Coût

50 EUR (€)

MHK gant-sonar 00.jpg Création

Introduction

Ce système est librement inspiré des travaux de l'américain Steve Hoefer. Il consiste en un dispositif à fixer sur le dos de la main et qui sonde en permanence l'environnement grâce à deux sonars à ultrasons orientés à 90 degrés l'un de l'autre et fonctionnant de façon indépendante. Si un obstacle est détecté par l'un des sonars, sa présence se traduit par une vibration du même côté que celui du sonar. La force de cette vibration est inversement proportionnelle à la distance mesurée. Les deux sonars peuvent détecter des obstacles à des distances différentes et provoquer ainsi des vibrations différentes de chaque côté de la main.

Matériaux

• 1 carte Arduino NANO 6 €
• 2 détecteurs ultrason HC-SR04 2 x 3 € 6 €
• 1 pont en H contrôle moteur DC L293D 3 €
• 1 bouton poussoir (OFF – ON momentané) 2 €
• 1 résistance (10 kΩ) 0,20 €
• 2 potentiomètres ajustable (100Ω 0,5 w) 2 x 1 € 2 €
• 1 condensateur céramique 100 ɳF 0,20 €
• 1 condensateur chimique polarisé 47 ɥF 1,50 €
• 2 vibreurs miniatures (VM1201 Gotronic) 2 x 2,5 € 5 €
• 1 connecteur pile de 9v 1,40 €
• 1 interrupteur (on off) 2 €
• 1 pile 9v 4,50 €
• 1 diode 1N400x (protection polarité de la carte) 0,20 €
• 1 plaque veroboard pastilles 3 €

Total : 37,00 € + fils + gant + support

Outils

• Imprimante 3D

http://www.thingiverse.com/thing:1469288

http://myhumankit.org/wp-content/uploads/2016/04/GantSonar_V1_2-1.zip

Étape 1 - Impression 3D du boîtier

Le boitier de cette version est téléchargeable ici sur le site Thingiverse au format stl.

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Le bracelet doit être imprimé avec du filament flexible.

Vous aurez le temps de préparer la partie électronique durant l’impression.

Quasiment tous les lieux de fabrication numérique proposent l’accès à des imprimantes 3D. Nous vous recommandons de localiser le plus proche grâce à la cartographie de Makery.info. Il suffit de vous munir des fichiers téléchargés au format .stl ou du lien de téléchargement ci-dessus.

Étape 2 - Connexions entre les composants électroniques

Le schéma ci-contre représente toutes les connexions que vous devrez établir entre les composants et la carte arduino.

Version avec un Arduino Nano et des vibreurs miniatures.

Étape 3 - Fabrication de la carte électronique

Il s’agit maintenant de découper un rectangle de 6 x17 trous dans une « véroboard » (plaque de prototypage pastillée), et d’y souder les composants pour réaliser une carte électronique.

Le plan de montage électronique décrit précisément les connexions à effectuer avec la carte arduino (D2,D3…).

Il vous faudra moins de trois heures pour réaliser ce montage à l’aide d’un fer à souder.

Étape 4 - Chargement du programme dans la carte arduino Nano

Avant de charger le programme, il vous faudra installer le logiciel gratuit arduino, en suivant les étapes décrites ici (video).

Puis téléchargez le programme de pilotage du gant sonar et mettez-le dans le répertoire documents/arduino sur votre ordinateur.

Ouvrez le logiciel Arduino et sélectionnez « fichier » puis « ouvrir » et sélectionnez le programme dans la liste : le code du programme apparait à l’écran. Ensuite sélectionnez « Outils » puis « type de carte » et sélectionnez « arduino nano ».

Vérifiez le port USB sélectionné pour votre arte arduino (outils/ports) : Vous pouvez maintenant brancher phisiquement votre cable mini USB sur la carte arduino nano et cliquer sur « croquis » puis « téléverser ». Dans quelques secondes la mention « téléversement terminé » s’affichera : votre montage est fonctionnel.

Étape 5 - Positionnement des éléments sur la main

L'implantation représentée ci-dessus est celle d'un droitier.

Le support du bouton doit pouvoir se positionner de l'autre côté pour un gaucher.

Étape 6 - Mettre le dispositif électronique dans le boitier

Finalisez le bracelet en y fixant les vibreurs, et en y faisant passer leurs cables d’alimentation vers le boitier central.

Fixez le bracelet dans le trou prévu à cet effet sur le boitier central.

Faites attention à ne pas arracher les soudures, placez d’abord les capteurs ultrason sr04 dans le boitier, puis les cartes électroniques. Brancher la pile et refermer le boitier.

Notre montage (arduino + composants) a la même longueur et la même épaisseur que la pile de 9V mais est moins large de 5 mm. Soit 52 mm de long, 17 mm d'épaisseur et 20 mm de large. (prévoir cependant des marges d'au moins 1mm en plus).

Étape 7 - Testez le gant !

C’est simple, attachez le gant sur votre main à l’aide du bracelet, puis appuyez sur le bouton de mise en marche. Deux modes sont disponibles (utiliser le bouton rond sur le dessus du boitier pour changer).

Les moteurs vont vibrer quand un obstacle est détecté à gauche ou à droite de votre main. Vous pouvez effectuer des mouvements de balayage et fermer les yeux en vous déplaçant. Les vibrations sont inversement proportionnelles à la distance. La plage de détection est comprise selon les réglages entre 5cm et 2m50.

Notes et références

• Système librement inspiré des travaux de l'américain Steve Hoefer
• Retrouverez la documentation originale sur le site de l'association My Human Kit.