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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositif d'orientation pour les aveugles. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Médecine L'appareil, qui sera discuté, aidera une personne malvoyante non seulement à détecter un obstacle à temps et à en estimer la distance «à l'oreille», mais également à déterminer le niveau d'éclairage où il se trouve. Parmi les dispositifs qui facilitent l'orientation des aveugles, les localisateurs d'obstacles actifs portables donnent les meilleurs résultats. Ils émettent des signaux ultrasonores ou électromagnétiques de sondage en direction d'un éventuel obstacle. Le localisateur convertit les signaux reçus réfléchis par les obstacles en une forme accessible à la perception par les aveugles - son ou vibration. Des dispositifs utilisant le rayonnement IR comme signal de sondage ont été proposés il y a assez longtemps [1]. L'une des options pour un tel dispositif, adapté à l'autoproduction, a été décrite dans [2]. Les inconvénients de cette conception comprennent une courte portée (seulement 1,5 m) et une faible immunité au bruit. De la même façon qu'à un obstacle, l'appareil réagit à une lampe à incandescence classique située beaucoup plus loin. Dans la conception proposée ci-dessous, ces défauts sont éliminés en utilisant un amplificateur sélectif dans la partie réceptrice. Un nœud a été ajouté qui évalue l'éclairement global, et les signaux sonores indiquant la présence d'un obstacle et caractérisant l'éclairement sont facilement distinguables à l'oreille. Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 1. Le choix des transistors comme base d'élément est dû à un petit assortiment de microcircuits fonctionnant à une tension d'alimentation de 2 ... 3 V. De plus, il est plus facile d'atteindre une consommation de courant minimale dans une conception d'éléments discrets. Dans ce cas, elle ne dépasse pas 5 mA.
Toutes les 0,5 s, la diode émettrice VD3 envoie une rafale d'impulsions de rayonnement IR d'une durée de 20 ms. Le rejet de l'émission continue du signal de sondage est une autre mesure pour réduire la consommation de courant moyenne. Le générateur qui définit la durée des rafales et des pauses entre elles est monté sur les transistors VT3 et VT4. Les impulsions de sa sortie sont envoyées à la base du transistor VT5, qui allume et éteint le multivibrateur sur les transistors VT6 et VT7, et génère des impulsions d'une durée de 58 μs. La résistance d'ajustement R15 fixe la fréquence de répétition des impulsions égale à la fréquence centrale de la bande passante de l'amplificateur sélectif dans la partie réception de l'appareil (2800 Hz). Pour obtenir la stabilité de fréquence nécessaire, les condensateurs C6 et C7 doivent avoir un petit TKE. Il est inacceptable d'utiliser ici des condensateurs céramiques des groupes H30-H90. Des impulsions d'une fréquence de 2800 Hz sont envoyées à un amplificateur de puissance - un transistor VT8, dans le circuit collecteur duquel une diode rayonnante VD3 est incluse. Le courant de diode par impulsion atteint 300 mA. Pour absorber rapidement la chaleur générée, la diode émettrice a besoin d'un dissipateur thermique en matériau à haute conductivité thermique. Dans ce cas, du cuivre d'une surface de 3 cm2 est utilisé. Les impulsions IR réfléchies par l'obstacle, reçues par la photodiode VD1 et amplifiées par un amplificateur sélectif à base de transistors VT9-VT12, sont entendues dans l'écouteur BF1 de l'aide auditive. Plus les signaux sont forts, plus l'objet réfléchissant est proche. Avec la durée de la rafale indiquée ci-dessus, l'oreille humaine la perçoit subjectivement comme colorée dans une certaine tonalité sonore, et pas seulement comme un clic désagréable. Gain du récepteur - 2300, bande passante (niveau 0,5) - 300 Hz. La plus grande contribution à la sélectivité est apportée par le circuit oscillant L1C11 avec une fréquence de résonance de 2800 Hz. Afin de ne pas aggraver son facteur de qualité, le transistor VT10 est connecté selon un circuit collecteur commun. Un circuit oscillant d'un petit facteur de qualité, accordé sur la même fréquence, est formé par la bobine du casque BF1 et le condensateur C19. L'impédance d'entrée élevée du transistor à effet de champ à faible bruit VT9 sert de charge optimale pour la photodiode VD1. Lorsque la photodiode est graduée, la tension de bruit appliquée à l'entrée de l'amplificateur ne dépasse pas 0,9 µV. Environ le même seuil d'audibilité du signal réfléchi. La sensibilité du récepteur est régulée par une résistance variable R25. Le multivibrateur sur les transistors VT1 et VT2 génère des impulsions dont la fréquence est d'autant plus élevée que l'éclairement de la photorésistance R2 incluse dans le circuit de base du transistor VT1, qui est sensible à la lumière visible, est important. Les impulsions sont envoyées à la base du transistor VT12. En conséquence, les signaux réfléchis par les obstacles sont entendus sur fond de son basse fréquence - de 100 Hz avec un éclairage de 1 lk (obscurité presque complète) à 1000 Hz avec un éclairage de 1000 lx (lampe à incandescence de 75 W à une distance de plusieurs dizaines de centimètres). Le volume de fond est régulé par une résistance variable R32. Si nécessaire, le nœud d'évaluation de l'éclairage peut être désactivé par le commutateur SA1. L'appareil est assemblé dans un boîtier aux dimensions de 120x90x30 mm. Sa masse avec l'alimentation - deux cellules galvaniques de taille AA - 250 G. La diode émettrice VD3, la photodiode VD1 et la photorésistance R1 sont équipées de lentilles en verre organique. La largeur de la zone dans laquelle un obstacle peut être détecté est d'environ 20°. Détails marqués dans la fig. 1 astérisques, à sélectionner si nécessaire lors du réglage de l'appareil. La ligne pleine dans le graphique de la Fig. La figure 2 montre la dépendance expérimentale de la tension de signal U aux sorties de l'écouteur BF1 sur la distance R au rayonnement infrarouge réfléchissant d'une personne à la sensibilité maximale du récepteur et à la tension d'alimentation nominale (3 V).
Subjectivement, selon l'évaluation moyenne de plusieurs personnes ayant une audition normale, le niveau du signal sonore dans l'indiqué à la Fig. L'intervalle de 2 plages est passé de très fort (proche du seuil de douleur) à silencieux. La ligne pointillée est le résultat de la moyenne des données expérimentales. Avec la batterie GB2,2 déchargée à 1 V, la tension du signal n'a pas diminué de plus de deux fois. littérature
Auteurs : A.Gavrilov, A.Teresk, Tallinn, Estonie
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