Thiết kế và thi công găng tay hỗ trợ giao tiếp dành cho người câm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GĂNG TAY HỖ TRỢ GIAO TIẾP DÀNH CHO NGƯỜI CÂM GVHD: Th.S NGUYỄN TRƯỜNG DUY SVTH: ĐỖ NHÂN TRỌNG TRÍ NGUYỄN THANH PHONG SKL008901 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 6/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: ĐIỆN TỬ Y SINH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GĂNG TAY HỖ TRỢ GIAO TIẾP DÀNH CHO NGƯỜI CÂM GVHD: ThS Nguyễn Trường Duy SVTH: Đỗ Nhân Trọng Trí 18129060 Nguyễn Thanh Phong 18129044 TP.Thủ Đức – 6/2022 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GĂNG TAY HỖ TRỢ GIAO TIẾP DÀNH CHO NGƯỜI CÂM GVHD: ThS Nguyễn Trường Duy SVTH: Đỗ Nhân Trọng Trí 18129060 Nguyễn Thanh Phong 18129044 Tp.Thủ Đức – 06/2022 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Tp Thủ Đức, ngày 15 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đỗ Nhân Trọng Trí MSSV: 18129060 Nguyễn Thanh Phong MSSV: 18129044 Chuyên ngành: Kỹ thuật Y Sinh Mã ngành: 7520212D Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2018 Lớp: 181290 Họ tên sinh viên: I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GĂNG TAY HỖ TRỢ GIAO TIẾP DÀNH CHO NGƯỜI CÂM II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: - Vienamplus, “Sáng tạo đôi găng tay thông minh dành cho người khiếm thị”, Thừa Thiên Huế, 2016 - Mana Lubbadeh, Aya Shashtari, “Smart Deaf-Mute Glove”, 2017 - ABDULLAH AL MAMUN, MD SARWAR JAHAN KHAN POLASH, FAKIR MASHUQUE ALAMGIR, “Flex Sensor Based Hand Glove for Deaf and Mute People”, 2017 Nội dung thực hiện: - Tham khảo tài liệu, đọc tóm tắt tài liệu đưa hướng đề tài - Thiết kế sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý - Kết nối module bluetooth HC-05 HC-06 - Thiết kế, tính tốn, kết nối board Arduino với cảm biến Flex, cảm biến Adxl335, module bluetooth HC-05, HC-06, module DFPlayer mini loa - Thiết kế, xây dựng phần cứng, thi công mạch điều khiển - Viết chương trình điều khiển cho board mạch điều khiển bàn tay trái bàn tay phải i - Chạy thử, kiểm tra, đánh giá hiệu chỉnh - Viết báo cáo thực - Bảo vệ luận văn III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/02/2022 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/06/2022 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Trường Duy BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp.Thủ Đức,ngày 10 tháng 06 năm 2022 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Đỗ Nhân Trọng Trí Lớp: MSSV:18129060 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Thanh Phong Lớp: MSSV:18129044 Tên đề tài:THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GĂNG TAY GIAO TIẾP DÀNH CHO NGƯỜI CÂM Tuần/ngày Tuần (01/03-05/03/2022) Nội dung - Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, tiến hành chọn đồ án - GVHD tiến hành xét duyệt đề tài Tuần (06/03-11/03/2022) - Viết đề cương cho đề tài chọn - Tìm hiểu đề tài liên quan có Tuần (14/03-18/03/2022) - Tìm hiểu vi điều khiển Arduino nano, module Bluetooth, module Dfplayer, cảm biến flex, cảm biến uốn cong - Tìm hiểu thủ ngữ người câm Tuần - Báo cáo tiến độ cho GVHD - Thiết kế sơ đồ khối hệ thống iii Xác nhận GVHD (21/03-25/03/2022) - Thiết kế sơ đồ kết nối hệ thống Tuần (28/03-01/04/2022) - Kết nối hệ thống - Mua linh kiện cho hệ thống - Lập trình cho khối hoạt động Tuần (04/04-15/04/2022) - Kết nối hệ thống lên testboard Tuần (18/04-29/04/2022) - Báo cáo tiến độ cho GVHD - Kết hợp giao tiếp găng tay thông Tuần (02/05-13/05/2022) chạy thử - Lập trình vi điều khiển cho mơ hình bàn tay qua bluetooth - Thiết kế mơ hình che hệ thống mạch găng tay - Thiết khế băng đeo khôi nguồn - Chạy thử nghiệm hệ thống Tuần (16/05-27/05/2022) Tuần (30/05-10/06/2022) Tuần (10/06-15/06/2022) - Báo cáo tiến độ cho GVHD - Chỉnh sửa hệ thống cho hoàn thiện - Chạy thử nghiệm - Viết báo cáo luận văn - Viết báo cáo (tiếp tục) hoàn chỉnh nộp Tuần (10/06-15/06/2022) -Làm slide báo cáo Tuần (15/0625/06/2022) -Luyện tập báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) iv LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan đề tài ‘Thiết kế thi công găng tay hỗ trợ giao tiếp dành cho người câm’ đề tài nhóm chúng em tự nghiên cứu hướng dẫn ThS Nguyễn Trường Duy Các tài liệu đề tài thu thập không chép từ tài liệu khác Ngoài báo cáo sử dụng số tài liệu tham khảo trích dẫn nguồn thích rõ ràng Chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước thầy, môn, khoa nhà trường cam đoan Người thực đề tài Đỗ Nhân Trọng Trí v Nguyễn Thanh Phong LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời nhóm chúng em gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Điện - Điện Tử truyền đạt kiến thức quý báu, kinh nghiệm thực tiễn suốt q trình học tập Đặc biệt nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Trường Duy - giảng viên môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh người hướng dẫn, giúp đỡ đồng hành để giúp nhóm chúng em hồn thành tốt đề tài Ngồi nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên mở lối cho chúng em suốt trình học lúc làm khóa luận tốt nghiệp Một lần nhóm chúng em xin cảm ơn chần thành đến qúy thầy cô Bên cạnh đó, kiến thức thân kinh nghiệm thực tế hạn chế nên dù cố gắng thực đề tài không tránh khỏi thiếu sót Vì nhóm chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy, cô giáo Xin chân thành cảm ơn! vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆPError! Bookmark not defined LỜI CAM ĐOAN .v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC BẢNG xii TÓM TẮT xiii Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 1.2 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN 1.2.1 MỤC TIÊU .2 1.2.2 GIỚI HẠN 1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN .2 1.4 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .4 2.1 NGƠN NGỮ KÍ HIỆU CỦA NGƯỜI CÂM 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 CẢM BIẾN UỐN CONG FLEX 2.2.2 MODULE CẢM BIẾN GIA TỐC ADXL335 .5 2.2.3 ARDUINO NANO 2.2.4 MODULE PHÁT ÂM THANH DFPLAYER MINI .8 2.2.5 LOA 2.2.6 THẺ NHỚ SD CARD 10 2.2.7 MODULE BLUETOOTH 10 2.2.8 MẠCH HẠ ÁP 12 2.3 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH ARDUINO IDE .13 CHƯƠNG 3.1 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 14 GIỚI THIỆU 14 vii PHỤ LỤC Phụ lục A: Nhóm sử dụng đoạn code bên để vào chế độ AT HC-06: #include SoftwareSerial BTSerial(2, 3); // RX | TX void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Arduino with HC-06 is ready"); BTSerial.begin(9600); Serial.println("BTserial started at 9600"); } void loop() { if (BTSerial.available()) Serial.write(BTSerial.read()); if (Serial.available()) BTSerial.write(Serial.read()); } Phụ lục B Nhóm sử dụng đoạn code bên để vào chế độ AT HC-05: #include SoftwareSerial BTserial(2, 3); // RX | TX char c = ' '; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Arduino with HC-05 is ready"); BTserial.begin(38400); Serial.println("BTserial started at 38400"); } void loop() 55 { if (BTserial.available()) { c = BTserial.read(); Serial.write(c); } if (Serial.available()) { c = Serial.read(); Serial.write(c); BTserial.write(c); }} Phụ lục C: Chương trình cho vi điều khiển tay phải: #include "Arduino.h" #include "SoftwareSerial.h" #include "DFRobotDFPlayerMini.h" SoftwareSerial mySoftwareSerial(10, 11); // RX, TX DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer; SoftwareSerial bluetooth(3, 4); const int ANALOG_INPUT0 = A4; const int ANALOG_INPUT1 = A3; const int ANALOG_INPUT2 = A2; const int ANALOG_INPUT3 = A1; const int ANALOG_INPUT4 = A0; const int xInput = A5; const int yInput = A6; const int zInput = A7; int RawMin = 0; int RawMax = 1023; const int sampleSize = 10; char kytu = ""; 56 int a = 0; int b = 0; int c = 0; int ghep = 0; int dem = 0; void setup() { mySoftwareSerial.begin(9600); Serial.begin(9600); myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial); myDFPlayer.volume(30); //Set volume value From to 30 bluetooth.begin(38400); } int ReadAxis(int axisPin) { long reading = 0; analogRead(axisPin); delay(1); for (int i = 0; i < sampleSize; i++) { reading += analogRead(axisPin); } return reading / sampleSize; } int ReadFlex(int flexPin) { long reading1 = 0; analogRead(flexPin); delay(1); for (int i = 0; i < sampleSize; i++) { reading1 += analogRead(flexPin); } return reading1 / sampleSize; } 57 void ReadAnalog() { int xRaw = ReadAxis(xInput); int yRaw = ReadAxis(yInput); int zRaw = ReadAxis(zInput); // Convert raw values to 'milli-Gs" long xScaled = map(xRaw, RawMin, RawMax, -3000, 3000); long yScaled = map(yRaw, RawMin, RawMax, -3000, 3000); long zScaled = map(zRaw, RawMin, RawMax, -3000, 3000); // re-scale to fractional Gs float xAccel = xScaled / 1000.0; float yAccel = yScaled / 1000.0; float zAccel = zScaled / 1000.0; int flex1 = ReadFlex(ANALOG_INPUT0); int flex2 = ReadFlex(ANALOG_INPUT1); int flex3 = ReadFlex(ANALOG_INPUT2); int flex4 = ReadFlex(ANALOG_INPUT3); int flex5 = ReadFlex(ANALOG_INPUT4); delay(100); Serial.print(xAccel); Serial.print(", "); Serial.print(yAccel); Serial.print(", "); Serial.print(zAccel); Serial.print(", "); Serial.print("F1: "); Serial.print(flex1); Serial.print(" "); Serial.print("F2: "); Serial.print(flex2); Serial.print(" "); Serial.print("F3: "); Serial.print(flex3); Serial.print(" "); Serial.print("F4: "); Serial.print(flex4); Serial.print(" "); Serial.print("F5: "); Serial.print(flex5); Serial.println(" "); delay(100); 58 if (flex2 900) { b = 2; a = 0; Serial.println("bb"); delay(100); } if (flex1 > 800 && flex2 > 900 && flex3 > 900) { c = 1; Serial.println("c"); delay(100); } if (flex2 900) { a = 1; b = 0; Serial.println("a"); delay(100); } if (flex1