sinh, sinh lý hay thần kinh [20].
Một số người khiếm thị khó nhìn thấy những vật ngay trước mặt nhưng có thể nhìn thấy những vật trên sàn hoặc hai bên. Một số người ngược lại có thể thấy rõ những vật ngay trước mắt nhưng không thấy gì ở hai bên. Một số trường hợp bệnh lý có thể gây thị lực chỉ nhìn lốm đốm từng vùng, một số khác gây ảnh hưởng đến khả năng nhận biết màu sắc. Cũng có một số người thì rất khó khăn khi gặp ánh nắng chói chang và một số khác thì không thể nhìn thấy gì khi ánh sáng yếu…Mù hoàn toàn có thể là hệ quả của các loại bệnh thị lực ghi nhận ở trên, cũng như từ các nguyên nhân khác như: tai nạn, võng mạc bị tách ra ở cả hai mắt và các bệnh khác.
Khiếm thị có thể xuất hiện cùng với các bệnh như chậm phát triển tinh thần, rối loạn phổ tự kỷ, bại não, suy giảm thích giác, và động kinh. Trong một nghiên cứu 228 trẻ em bị suy giảm thị lực ở vùng đô thị Atlanta trong các năm 1991 và 1993, 154 (68%) trẻ đã có khuyết tật thêm ngoài suy giảm thị lực [20].
Ước tính có hơn phân nửa trong tổng số người mù bị rối loạn ngủ-thức khác 24 giờ, là tình trạng mà đồng hồ sinh học của một người kéo dài hơn 24 tiếng.
Thoái hoá hoàng điểm Đục thuỷ tinh thể
Hình 3.1: Một số hình ảnh minh hoạ về khả năng nhìn của người khiếm thị ứng với vài bệnh thị lực phổ biến [20]
3.2 NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN KHIẾM THỊ. NGƯỜI KHIẾM THỊ CẦN GÌ? GÌ?
Theo ước tính của WHO, các nguyên nhân gây mù phổ biến nhất (không tính tật khúc xạ) trên toàn thế giới năm 2002 là [20]:
Đục thủy tinh thể (47,9%)
Thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi (8,7%)
Mờ giác mạc (5,1%)
Bệnh võng mạc tiểu đường (4,8%)
Mù từ nhỏ (3,9%)
Đau mắt hột (3,6%)
Onchocerciasis (0,8%) (hay mù lòa đường sông).
Những người mất thị lực một cách đột ngột, đặc biệt là nếu họ đang học tập, nghiên cứu và làm việc thì họ vẫn mong muốn được tiếp tục công việc của mình, muốn được học, đọc, nghiên cứu hoặc giải trí. Nên họ sẽ học ngôn ngữ riêng là Braille hay Moon, và dùng sách nói, các chương trình đọc web chuyên dụng. Về khả năng đi lại, theo một bài báo từ trang web của Anh đưa ra vài số liệu thống kê: 32% người lớn khiếm thị nói rằng họ bị giới hạn rất nhiều trong việc đi lại ngoài đường, 26% nói rằng họ bị giới han hoàn toàn khả năng đi lại ngoài đường, 48% tương đối tự tin khi đi lại một mình trong khu vực mà họ sinh sống. Rất ít người khiếm thị dùng phương tiện hỗ trợ đi lại: 22% người khiếm thị từ 16 tuổi trở lên dùng gậy và 1% dùng chó dẫn đường [20].
3.3 TÌNH HÌNH THỰC TẾ VỀ NGƯỜI KHIẾM THỊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
Theo nguồn thông tin của Bách khoa toàn thư mở Wikipedia: “Thống kê trên thế giới vào năm 2002 cho thấy ước tính hiện nay có khoảng 161 triệu người mù lòa, trong đó có 124 triệu người khiếm thị và 37 triệu người mù, 90% trong số đó đang sống ở các nước đang phát triển (11,6 triệu người ở khu vực Đông Nam Á, 9,3 triệu người ở khu vực Tây Thái Bình Dương, 6,8 triệu người ở Châu Phi), 1,4 triệu trẻ em dưới 15 tuổi bị mù... Ngoài ra trên thế giới còn có hàng triệu người khác bị mù chức năng vì tật khúc xạ (cận thị, viễn thị, loạn thị), 80% người mù trên 50 tuổi [20]. Cứ 5 giây trôi qua lại có thêm một người bị mù và cứ một phút trôi qua lại có một đứa trẻ vĩnh viễn không nhìn thấy ánh sáng. Hàng năm cả thế giới phải tiêu tốn hơn 42 tỷ đôla Mỹ cho việc chữa trị các bệnh về mắt. Khoảng 75% trong số các bệnh gây mù có thể tránh được bằng các phương pháp điều trị hoặc phòng ngừa. Thống kê riêng ở Anh về tuổi khởi phát bệnh mù lòa cho thấy 31% người trả lời nói rằng bắt đầu mắc bệnh khi còn ở độ tuổi lao động (từ 17 đến 59 tuổi), nhưng 56% cho rằng bệnh khởi phát từ khi 60 tuổi trở về sau. Chỉ có 8% bắt đầu bị bệnh khi mới dưới 16 tuổi”.
Năm 2011 Tổ chức Y tế thế giới WHO đã công bố tỷ lệ người suy giảm thị lực trên thế giới khoảng 285 triệu người trong số đó có 246 triệu người có thị lực kém ở mức độ vừa phải đến mức độ nặng và 39 triệu người mù. 73% số người bị suy giảm thị lực ở mức độ trung bình và nặng và 58% số người mù lòa sống ở khu vực Đông Nam Á và Tây Thái Bình Dương. Trong tổng số 285 triệu người mù và khiếm thị này có đến 90% người sống ở các quốc gia nghèo nhất thế giới. Việt Nam được xếp vào trong nhóm các nước này [20].
Tại Việt Nam, chưa có một một công trình nghiên cứu điều tra nào có quy mô toàn quốc và toàn diện về người khiếm thị để có những số liệu chính xác, mang tính tổng thể về số lượng người khiếm thị, những dạng khiếm thị, độ tuổi, giới tính, nguyên nhân, tâm lý, nhu cầu thông tin/tài liệu/các dạng dịch vụ và sản phẩm thông tin mà những người khiếm thị quen sử dụng... Vì vậy, các con số sau chỉ mang tính thống kê, cục bộ. Theo kết quả điều tra vào năm 2002 của Viện mắt Trung ương có khoảng 900.000 người khiếm thị trong đó có khoảng hơn 600.000 người thuộc đối tượng mù chiếm 1,2% dân số cả nước [20].
Quyền được nhìn thấy!”. Lãnh đạo Bộ Y tế: Thứ trưởng Nguyễn Thị Xuyên đã công bố: Việt Nam hiện có khoảng 2 triệu người mù lòa, 1/3 trong số đó là người nghèo không có tiền điều trị mang lại ánh sáng; 83% người mù Việt Nam có thể phòng chữa được bệnh: đục tinh thể là nguyên nhân gây ra mù, chiếm tỷ lệ 66,1%, Tiếp theo là các bệnh như bán phần sau nhãn cầu, bệnh glôcôm, sẹo giác mạc, teo nhãn cầu, tật khúc xạ và mắt hột... Nếu tính cả những người bị các tật về mắt như cận, viễn... thì con số này còn lớn hơn rất nhiều...
Theo tính toán của các nhà chuyên môn khác dự báo nếu không có biện pháp hữu hiệu để phòng chống hiện tượng giảm thị lực đến năm 2020 cả thế giới số người khiếm thị sẽ tăng gấp đôi và Việt Nam có khoảng 04 triệu người khiếm thị. Đây sẽ là trở ngại lớn cho công cuộc pháp triển kinh tế - xã hội của nhân loại nói chung và công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong giai đoạn đổi mới đất nước ở Việt Nam nói riêng.
3.4 KẾT LUẬN
Chương 3 đưa ra nguyên nhân dẫn tới khiếm thị, ý nghĩa của thiết bị đối với người khiếm thị và tình hình thực tế về người khiếm thị trên thế giới Việt Nam.
CHƯƠNG 4: MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH DÙNG CẢM BIẾN SRF05 VỚI VI ĐIỀU KHIỂN 89C51
4.1 SƠ ĐỒ KHỐI CHO HỆ THỐNG
Hình 4.1: Sơ đồ khối cho hệ thống [18]
4.2 MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
IC8051 tạo xung độ rộng 10µs để kích hoạt SRF05 phát sóng siêu âm. Lúc này 8051 tạo ngắt ngoài để đếm thời gian sóng phản xạ về (Khi sóng siêu âm phát đi, dòng phản hồi kéo lên mức 1; Khi sóng phản xạ về, dòng phản hồi kéo về mức 0) [18]. Timer chạy đến khi nào dòng phản hồi về mức 0 thì lưu lại giá trị. Từ đó ta biết được có vật cản trước mặt hay không (khoảng cách <2m). Ta có thể dùng 2 led.
Dùng sóng siêu âm kiểm tra vật cản trước mặt. Nếu có vật cản thiết bị sẽ làm sáng đèn led và hiển thị khoảng cách lên led 7 thanh.
– Khoảng cách < 50cm thì cả 2 led sáng.
– Khoảng cách < 100cm thì led 1 sáng.
– Khoảng cách < 200cm thì led 2 sáng.
Khi được áp dụng trong thực tế, đèn led được thay bằng còi hoặc động cơ rung để người khiếm thị có thể nhận biết.
4.3 VI ĐIỀU KHIỂN 89C51
Tổng quát về vi điều khiển 89C51 [18]:
-Có 40 chân với các chức năng như vào ra I/0, đọc/ghi (RD/WR), địa chỉ, dữ liệu và ngắt -4KB ROM
-128 byte RAM
-4 port xuất nhập (I/0 port) 8-bit -2 bộ định thời 16-bit
-Mạch giao tiếp nối tiếp
-Không gian nhớ chương trình (mã) ngoài 64k -Không gian nhớ dữ liệu ngoài 64k
-Bộ xử lý bit
-210 vị trí nhớ được định địa chỉ,mỗi vị trí 1 bit -Nhân/chia trong 4µs
Hình 4.2: 8051 mô phỏng trong Proteus [18]
Hình trên trình bày cách bố trí chân của 8051.Trong số 40 chân có 32 chân dành cho bốn cổng P0,P1,P2 và P3,mỗi cổng có 8 chân. Các chân còn lại dành cho nguồn Vcc và đất GND, các chân dao động thạch anh XTAL1 và XTAL2, khởi động lại RST, cho phép chốt địa chỉ ALE, truy cập được địa chỉ ngoài EA,cho phép cất chương trình
PSEN .
+ Port 0: Port 0(các chân từ 32 đến 39 trên 8051)có 2 công dụng. Port 0 được sử dụng làm nhiệm vụ xuất/nhập.Trong các thiết kế lớn hơn có bộ nhớ ngoài,port 0 trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp
+ Port 1 chỉ có công dụng là xuất/nhập (các chân từ 1 đến 8 trên 8051). Các chân của port 1 được ký hiệu là P1.0,P1.1,….,P1.7 và được dung để giao tiếp với thiết bị bên ngoài khi có yêu cầu.
+ Port 2( các chân từ 21 đến 28 trên 8051) có 2 công dụng,hoặc làm nhiệm vụ xuất/nhập hoặc là byte địa chỉ cao của bus địa chỉ 16 bit cho các thiết kế có bộ nhớ chương trình ngoài hoặc các thiết kế có nhiều hơn 256 byte bộ nhớ dữ liệu ngoài.
+ Port 3(chân từ 10 đến 17 trên 8051) có 2 công dụng. Khi không hoạt động xuất/nhập,các chân của port 3 có nhiều chức năng riêng
XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 U1 80C51 C1 30nF X1 CRYSTAL C2 30nF 20 40 vcc
+ VCC –Chân số 40,cung cấp điện áp nguồn +5v + GND- Chân số 20 là chân đất.
+ XTAL1 và XTAL2: 8051 có một bộ dao động trên chip nhưng vẫn cần có một bộ đồng hồ bên ngoài để kích hoạt. Bộ dao động thạch anh ngoài thường được nối tới các chân vào XTAL1(chân 19) và XTAL2(chân 18). Khi mắc dao động thạch anh,phải có tụ điện 30pF. Một đầu mỗi tụ nối tới XTAL1 và XTAL2, còn đầu kia nối với đất như hình vẽ.
Hình 4.3: Nối đồng hồ thạch anh [18]
+ RST - Khởi động lại (RESET) đó là chân vào, số 9, mức tích cực cao, bình thường ở mức thấp. Khi có xung cao đặt tới chân này thì bộ vi điều khiển sẽ kết thúc mọi hoạt động hiện tại và tiến hành khởi động lại. Quá trình xảy ra hoàn toàn tương tự như khi bật nguồn. Khi reset, mọi giá trị trên sẽ bị xóa.
+ Chân truy xuất ngoài EA: Ngõ vào này(chân 31) có thể được nối với 5V (logic1) hoặc với GND (logic0). Nếu chân này nối lên 5V, 8051 thực thi chương trình ROM nội. Nếu chân này nối với GND, chương trình cần thực thi chứa ở bộ nhớ ngoài. Nếu chân
EA ở logic 0 đối với 8051, ROM nội bên trong chip được vô hiệu hóa và chương trình cần thực thi ở EPROM ngoài [18].
+ Chân cho phép chốt địa chỉ ALE: sử dụng chân 30, chân xuất tín hiệu cho phép chốt địa chỉ ALE(address latch enable) để giải đa hợp (demultiplexing) bus dữ liệu và bus địa chỉ. Khi port 0 được sử dụng làm bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp, chân ALE xuất tín hiệu để chốt địa chỉ (byte thấp của địa chỉ 16-bit) vào một thanh ghi ngoài trong suốt 12 đầu chu kỳ bộ nhớ. Sau khi điều này đã thực hiện, các chân của port 0 sẽ xuất/nhập dữ liệu hợp hệ trong suốt
2
1 thứ hai của chu kỳ bộ nhớ. -Tín hiệu ALE có tần số bằng
6
1 tần số của mạch dao động bên trong chip VĐK và có thể được làm xung clock cho phần còn lại của hệ thống.
+ Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN chân 29.Đây là tín hiệu điều khiển cho phép ta truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài.Chân này thường nối với chân cho phép xuất OE để đọc các lênh.
- Tín hiệu PSEN ở logic 0 trong suốt thời gian tìm-nạp lênh.Các mã nhị phân của chương trình hay opcode được đọc từ EP-ROM,qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh IR của 8051 để được giải mã.
-Khi thực thi một chương trình chứa ở ROM nội. PSEN được duy trì ở logic không tích cực (logic 1). C1 30nF X1 CRYSTAL C2 30nF XTAL2 XTAL1
4.4 MẠCH TẠO NGUỒN 5V CUNG CẤP CHO VĐK
Nguồn điện cho thiết bị được cấp từ pin 9V. Sử dụng IC7805 biến đổi thành 5V phù hợp với thông số kỹ thuật của các linh kiện trong mạch.
Hình 4.4: Sử dụng 7805 biến đổi nguồn pin 9V thành nguồn 5V [18]
Thông số kỹ thuật IC ổn áp:
78xx là loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu ra với điều kiện đầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra 3V.
Tùy loại IC 78 mà nó ổn áp đầu ra là bao nhiêu. + 78xx gồm có 3 chân [7] :
1 : Vin - Chân nguồn đầu vào 2 : GND - Chân nối đất 3 : Vo - chân nguồn đầu ra.
Hình4.5: IC ổn áp 7805 [11]
+Dòng cực đại có thể duy trì 1A. +Dòng đỉnh 2.2A.
+Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W. +Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W
4.5 LED ĐƠN
Diode phát sáng (LED) là một chất bán dẫn nguồn ánh sáng. Đèn LED được sử dụng như là các đèn báo hiệu trong nhiều thiết bị và đang ngày càng được sử dụng cho chiếu sáng khác . Xuất hiện như là phần thực hành điện tử vào năm 1962, đầu đèn LED phát ra ánh sáng màu đỏ cường độ thấp, nhưng phiên bản hiện đại có sẵn trên có thể nhìn thấy , tia cực tím , và hồng ngoại bước sóng , với độ sáng rất cao.Với các ưu điểm: ánh sáng lớn, độ bền cao và ít tiêu tốn điện năng; đèn Led được ứng dụng rộng rãi trên các lĩnh vực: bảng quảng cáo ngoài trời, đồng hồ cỡ lớn đặt tại các biển quảng cáo, hệ thống đèn giao thông, biển chỉ dẫn, và các sản phẩm khác như bảng chạy chữ điện tử,
bảng hệ thống giờ, bảng tỷ giá, bảng chứng khoán, hệ thống xếp hàng tự động… Việc sử dụng rộng rãi thiết bị chiếu sáng bằng loại đèn này có thể giúp chúng ta tiết kiệm đuợc nhiều năng lượng [12].
Hình 4.6: Một số loại đèn LED thông dụng [12]
Tính toán thông số:
- Nguồn nuôi led: 5V, 9V, 12V.
- Dòng điện cho led sáng đẹp: 15mA – 20mA
Trong thiết bị, nguồn cung cấp cho led là 5V, vậy giá trị điện trở dùng:
] 333 ; 250 [ ] 15 5 ; 20 5 [ mA V mA V R Chọn điện trở có R=330Ω
4.6 LED 7 THANH 3 CHỮ SỐ CHUNG ANOD
Nhiệm vụ của led 7 thanh 3 chữ số là hiển thị khoảng cách theo centimet nhằm kiểm tra tính chính xác của thiết bị. Các thông số kỹ thuật cơ bản tương tự led đơn, tuy nhiên, khi sử dụng led 7 thanh 3 chữ số ta cần chú ý đến vị trí chân [10].
Hình 4.7: Cấu tạo và sơ đồ chân led 7 thanh 3 chữ số [10]
4.7 TRANZITOR NPN C1815
TRANZITO NPN được kích hoạt (mở) khi có điện áp dương tác động vào cực B. Khi đó dòng điện đi từ cực C đến cực E. Loại này thì điện áp đến cực B tỉ lệ thuận với dòng điện ra (áp B tăng thì dòng C-E tăng). Nó được ví như van thường đóng, khi chưa có áp ở cực B thì nó đóng hoàn toàn. Khi có áp nó sẽ mở và dòng C-E tăng dần tỉ lệ theo