wersja mobilna

Drukarka znaków alfabetu Braillea

Numer: Październik/2017

Zgodnie z intencją autora projektu, opisywana drukarka to tanie urządzenie mające na celu umożliwienie osobom niewidomym odczytywanie umów, rachunków, pism urzędowych i innych wysyłane do osób niewidomych. Dzięki drukarce Braillea mogą one być przekazywane w formie, którą osoba niewidoma odczyta bez niczyjej pomocy.

Pobierz PDF

Urządzenie tego typu mogłoby znajdować się w urzędach, sądach lub w innych instytucjach, z których korzystają między innymi osoby niewidome. Z uwagi na niski koszt eksploatacji nawet dystrybuowane w niewielkiej ilości ogłoszenia, klepsydry, reklamy czy ulotki mogłyby docierać do osób niepełnosprawnych. Rozpowszechnienie takiego urządzenia mogłoby chociaż odrobinę zmniejszyć różnicę dzielącą standardy życia osoby zdrowej od osoby niewidomej. Nie jest to problem marginalny, ponieważ według statystyk w Polsce żyje blisko dwa miliony osób słabowidzących i niewidomych.

Urządzenia podobne do opisywane zwykle są bardzo drogie i raczej pełnią funkcję przemysłową, to znaczy, są przystosowane do wydruków masowych. Ceny takich maszyn rozpoczynają się od około 2000 USD. Koszt materiałów użytych w budowie opisywanej drukarki wyniósł ok. 800 złotych.

rys1Budowa mechaniczna

Budowa maszyny przypomina niewielką frezarkę CNC. Jeden silnik krokowy porusza uchwytem, do którego przymocowany jest drugi z zamontowaną igłą. Trzeci odpowiada za poruszanie stolikiem, do którego jest przymocowana kartka. Stelaż wykonano z metalu, z części dostępnych w przysłowiowej szufladzie. Dodatkowo usztywniono go, aby zapewnić powtarzalność wykonywanych wydruków. Stolik jest wyłożony sztywną pianką poliuretanową, dzięki czemu nakłucie może być głębokie, wyraźne, a przez to czytelne. Dzięki temu uzyskuje się też podwyższoną trwałość produktu końcowego.

Ręcznie wykonana obudowa ze szkła akrylowego pełniąca rolę osłony mechanizmu jest przymocowana do stelażu 8 śrubami.

Część elektroniczna

W budowie wykorzystano silniki krokowe, bipolarne typu PL15 S. Za ich sterowanie i zasilanie odpowiadają trzy moduły Pololu A4988 kontrolowane przez płytkę mikrokomputera Arduino Mega ADK. Poziom napięcia na wejściu Dir (Direction) steruje kierunkiem, w którym obraca się silnik. Po ustawieniu tego wejścia, kierunek obrotów jest zgodny ze kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Po wyzerowaniu wejścia Dir, kierunek obrotów silnika zmienia się na przeciwny. Po podaniu dodatniego impulsu na wejście Step jest wykonywany pojedynczy krok w wybranym kierunku.

Mikrokomputer Arduino odbiera informacje z komputera za pomocą interfejsu szeregowego RS232. Prototyp wykonano z użyciem płytki stykowej oraz połączeń krótkimi odcinkami przewodów. Schemat montażowy pokazano na rysunku 1.

Płytka Arduino jest zasilane napięciem stabilizowanym +5 V. To samo napięcie zasila układy logiczne na płytkach sterowników silników. Uzwojenia silników są zasilane z zasilacza napięcia stabilizowanego 7,5 V o obciążalności 1 A.

fotkaProgram obsługujący drukarkę

Oprogramowanie do obsługi drukarki napisano za pomocą środowiska Arduino IDE. Gotowy kod źródłowy zawiera ok. 800 linii tekstu.

Mikrokontroler odbiera znaki za pomocą interfejsu RS232, a następnie dokonuje konwersji na kod Braille’a i odpowiednio steruje wejściami Step i Dir poszczególnych modułów kontrolujących pracę silników. Po nakłuciu danego znaku mikrokontroler interpretuje kolejny.

Znaki są interpretowane głównie za pomocą funkcji „if”. Program liczy litery i kiedy zapełnią one linię, zacznie pisać od nowej. Kiedy zostanie osiągnięta maksymalna liczba linii, program kończy drukowanie. Ważniejsze fragmenty oprogramowania pokazano na listingu 1. Warto tutaj zaznaczyć, że Internet nie służy pomocą w kwestii oprogramowania i sprzętu do takiego urządzenia, więc całość została opracowana i zrealizowana przez autora.

Program wysyłający pliki tekstowe do mikrokontrolera

Oprogramowanie drukarki, składa się z dwóch części. Pierwsza, to program sterujący nakłuwaniem znaków. Druga, to program przesyłający dane za pomocą interfejsu RS232 komputera PC. Napisano go za pomocą środowiska Processing 3.

Program jest nieskomplikowany. Po uruchomieniu odczytuje wybrany plik tekstowy i wysyła kolejne znaki przez interfejs szeregowy do drukarki. Pokazano go na listingu 2.

fotkaPodsumowanie

Urządzenie wykonano z użyciem popularnych, niedrogich podzespołów. Najdroższymi komponentami użytymi w jego budowie są silniki krokowe. Koszt zakupu takiego silnika, mimo iż nie są tu wymagane takie o dużym momencie obrotowym, to kilkadziesiąt złotych.

Oprogramowanie drukarki nie jest szczególnie skomplikowane. Na pewno można by było wykonać bufor odbieranych znaków, aby oprogramowanie drukarki odbierało dane blokami, które następnie byłyby interpretowane. Z jednej strony usprawniłoby to nakłuwanie znaków, a z drugiej zwolniło komputer PC. Pamięć RAM mikrokontrolera ATmega 2560 jest w stanie pomieścić aż 8 kB danych. To znacznie więcej, aniżeli jedna, całkowicie zadrukowana kartka formatu A4.

Oprogramowanie drukarki odbiera dane w formacie tekstowym. Oznacza to, że do wysyłania danych można użyć dowolnego programu obsługującego transmisję za pomocą interfejsu RS232, w tym również programu typu terminal znakowy. Idealne byłoby napisanie drivera drukarki dla systemów Windows i Linux, co umożliwiłoby drukowanie z popularnych programów, jak edytory tekstowe. Zachęcam do wykonywania modyfikacji oraz wprowadzania usprawnień.

Adam Dera
adam.dera98@gmail.com

Pozostałe artykuły

Agri-Stick - urządzenie do monitorowania parametrów gleby w rolnictwie

Numer: Lipiec/2019

Agri-Stick to prosty zespół sensorów podstawowych parametrów gleby, które przydatne są w rolnictwie. Urządzenie to zostało opracowane przez Kavinkumara Nkl z Indii, jako sposób na proste i niedrogie zdalne monitorowanie upraw - w ten sposób rolnicy w Indiach nie muszą jeździć na pola, żeby sprawdzić, czy konieczne jest włączenie systemu nawadniającego czy nie. Rozwiązanie opisane w tym artykule może służyć jako inspiracja ...

Stacja pogodowa na Raspberry Pi

Numer: Czerwiec/2019

Fundacja Raspbery Pi wysłała do szkół na całym świecie ponad 10 tysięcy stacji pogodowych opartych na module HAT z zestawem potrzebnych sensorów. Teraz każdy w domu może skonstruować taką stację pogodową na bazie zaproponowanych modułów z sensorami lub po prostu samodzielnie łącząc układy scalone z komputerem jednopłytkowym Raspberry Pi.

Programowany kolorowy wskaźnik poziomu napięcia

Numer: Czerwiec/2019

Wskaźniki służą do sygnalizacji stanu obserwowanej wielkości fizycznej. Zamiast szczegółowego wyniku pomiaru, wskaźnik przekazuje informację ogólną, co często jest dużo praktyczniejsze. Ten projekt pokazuje, jak można zastosować płytkę NUCLEO do budowy wskaźnika poziomu napięcia wykorzystującego do sygnalizacji diody WS2812B. Urządzenie jest proste w budowie, z dowolnie programowalnymi progami, których przekroczenie będzie ...

KindleBerry Pi

Numer: Czerwiec/2019

Lubicie czasem posiedzieć z laptopem w parku? Albo popracować zdalnie w barze przy plaży lub latem w kawiarni, w malowniczej miejscowości skąpanej w słońcu? Brzmi fajnie, nie? Niestety, ci co spróbowali, szybko odkryli, że słońce i laptop to nie jest dobre połączenie - klasyczne ekrany LCD nie nadają się do pracy przy dużym nasłonecznieniu. Gdyby tylko mieć laptop z ekranem EPD? W artykule pokazujemy, jak zbudować ...

Laserowy, bezprzewodowy sensor smogu dla Raspberry Pi

Numer: Maj/2019

W jednym z poprzednich numerów zaprezentowany został projekt sensora smogu z bezprzewodową technologią Bluetooth Low Energy. Wyposażony w dokładny, laserowy czujnik PMS7003 umożliwia on wykonywanie zdalnych pomiarów zawartości pyłów zawieszonych w powietrzu. Mierzy też temperaturę i wilgotność względną, korzystając z precyzyjnego układu SHT20. Prezentację wyniku pomiaru powierzono aplikacji BBair, która na ekranie smartfonu ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Lipiec 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym