q^ görme engellilere yard mc bileklik tasar m wristband design … · alanlar na (ev içi veya ......

12-14 Ekim 2017 / TRABZONKaradeniz Teknik Üniversitesi, Prof.Dr. Osman Turan Kongre Merkezi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği BölümüBilgisayar Mühendisliği Bölümü

Biyomedikal ve KlinikMühendisliği Derneği12-14 Ekim 2017 / TRABZON

Karadeniz Teknik Üniversitesi, Prof.Dr. Osman Turan Kongre Merkezi


Biyomedikal ve KlinikMühendisliği Derneği

448

İnteraktif Sunumlar 2 Poster Alanı

Görme Engellilere Yardmc Bileklik Tasarm Wristband Design to Support Blind People

Rukiye Uzun1, Gizem Kübra Yaman1, Alparslan Tekkanat1, Yalçn İşler2 1Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Bülent Ecevit Üniversitesi, Zonguldak, Türkiye

{rukiyeuzun67, gizem2406, tekkanatalp}@gmail.com 2Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, İzmir, Türkiye

[email protected]

Özetçe—Bu çalşmada görme engellilere yardmc uzaklk

ölçümlerini veren bileklik tasarm gerçekleştirilmiştir. Engeller Arduino mikro denetleyici kartna bağl ultrasonik mesafe sensörü yardmyla tespit edilmiştir. Kullanclarn ihtiyaçlar göz önünde bulundurularak, farkl kullanm alanlarna (ev içi veya dş ortam) uygun ve farkl uyartm şekillerine (sadece titreşim, sadece ses, ikisi birlikte) uyarlanabilir bir tasarm gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistem sağlam bir birey tarafndan başaryla denenmiştir. Yakn gelecekte evin plannn ve eşyalarnn konumlarnn eklenerek geliştirilmeye açk bir tasarma ulaşlmştr.

Anahtar Kelimeler — görme engelli; ultrasonik mesafe sensörü; bileklik; Arduino.

Abstract—In this study, it was implemented a wristband design which provides distance measurements to assist blind people. The obstacles were detected by the help of ultrasonic sensors connected to an Arduino microcontroller board. A design that can be adapted to different usage areas (indoor or outdoor) and various stimulus types (vibration only, sound only, both together), is produced, which concerns user needs. The designed system was successfully tested by a healthy individual. As a result, a design was achieved, which is open to be improved by adding the house plan and furniture locations in near future.

Keywords — blind people; ultrasonic distance measurement; wristband; Arduino.

I. GİRİŞ Tek veya iki gözünde tam veya ksmi görme kayb veya

bozukluğu olan kişiye görme engelli denilmektedir. Görme kaybyla birlikte göz protezi kullananlar, renk körlüğü, gece körlüğü (tavukkaras) olanlar da bu gruba girmektedir [1]. Bu taslak, MS-2010 ile hazrlanmş ve MS-2010 dosyas olarak kayt edilmiştir. Kenar boşluklar, sütun genişlikleri, satr aralklar ve stiller taslağn içine gömülüdür. 2012 yl Sosyal Güvenlik Kurumu verilerine göre Türkiye’ de ksmi veya tam görme kaybna sahip bireylerin tüm nüfusa oran binde 5.5 olarak verilmektedir [2]. 2000 ylnda dünyada 45 milyon insan görme engelli varken, her yl 1-2 yl milyon yeni engelli eklenerek bu say katlanarak artmaktadr.

Günümüzde, dünya genelinde 160 milyondan fazla ksmi görme kaybna sahip ve 37 milyondan fazla tam görme kaybna görme engelli olduğu tahmin edilmektedir [3]. Görme engelli bu kişiler hayatlarn engelli bastonuna veya bir yönlendiriciye bağml olarak sürdürmektedir [4]. Bununla birlikte, görme engelli bireyler doğru eğitimin yan sra yeterli ekipman ve destek sağlanmas halinde birçok işi yapabilmektedir.

Körlük (görememe), yalnzca bir sağlk problemi değil ayn zamanda sosyal bir engeldir günlük hayatn zorluklaryla başa çkmak bazen sağlkl bir birey için bile yeterince zorken, engelliler için daha da zor hala gelebilmektedir. Bu nedenle günlük hayatta görme engelli bir birey ile karşlaşma olaslğ oldukça küçüktür. Bu durumun asl sebebi, engelli bireylerin toplum ve çevreyle uyumlu olamayacaklar kaygsyla kendilerini toplumdan soyutlamalar ve daha kötüsü bu algy kanksamş olmalardr. Oysa ki, üniversiteye giriş snavlarnda özürlü öğrenciler için gerekli fiziksel mekan düzenlemeleri ile görme engelliler için 30 dakikalk ek snav süresinin yan sra snav sorularn okuyacak ve verilen yantlar yazacak uygun eğitimli ve diksiyonu düzgün refakatçi eşliğinde snav girme olanağ bile sağlanmaktadr. Üstelik çeşitli vergi ve ödeme kolaylklar da sağlanarak, engelli bireylerin topluma kazandrlmas özendirilmektedir [5].

Görme engelliler için elektronik yardm cihazlar ilk olarak 1945 ylnda Lawrence Cranberg tarafndan engellerin lazer teknolojisi ile alglanmas prensibine dayal bir baston geliştirilmiştir [6]. 1994 ylnda ise kemer ksmna yerleştirilen ultrasonik alglayclarn elektronik devresi ve küçük bir bilgisayar yardmyla alglayclardan gelen engel bilgisi kulaklktan engelli bireye iletilen başka bir sistem geliştirilmiştir [7]. Daha sonra, kameradan elde edilen görüntünün görüntü işleme yöntemleriyle işlenerek ses halinde engeli, bireye ileten bir sistem geliştirilmiştir [8].

Son zamanlarda, görme engellilerin rahatlkla kullanabilecekleri kaldrmlar, yollar ve hatta duraklar yaplmaktadr [9]. Bu yollarn şekilleri, engellilere yolun devam edip etmediği, bir kavşağa veya geçide gelindiğiyle ilgili bilgiler verilmektedir. Görme engellilerin yollarna konulacak pasif radyo sinyalleri (RFID) yayan etiketler

978-1-5386-0633-9/17/$31.00 ©2017 IEEE







449

Poster Alanıİnteraktif Sunumlar 2

çevreyle ilgili bilgileri, kavşağa ne kadar kalndğ ve buralara nerelerden gidileceğine dair önemli bilgiler de verilebilmektedir. Bu bilgiler genelde engelli bireyin bastonuna, yannda taşyabileceği çanta ve benzeri yerlere veya giyilebilir sistemlere monte edilip taşnabilir halde sunulmaktadr. Böylelikle engelli bireyler yanndan geçmekte olduklar yerler ve yürümekte olduklar yolla ilgili bilgilere kolaylkla ulaşabilmektedir. Böylece sklkla kullanlan market, hastane, eczane gibi yerler etiketlenebilmekte ve bu sistemler kullanlarak bu yerlere nasl ulaşlacağna dair bilgiler sunulabilmektedir [10]. RFID sistemlerin bildirimleri genellikle kulaklk yardmyla sözlü olarak yaplmaktadr [4]. Tüm bu avantajlarna rağmen, RFID teknolojisini kullanan sistemler dş çevrede her yerin RFID ile etiketlenememesi, bu etiketlerin engelliler tarafndan alglanp okunamamas gibi dezavantajlar bulunmaktadrlar.

Günümüzde teknolojik gelişmeler baş döndürücü bir hzla karşmza çkmakta iken, görme engellileri topluma kazandracak teknolojik ürünler oldukça kstl saydadr. Bunun başlca nedeni, üretilen teknolojilerin yüksek maliyetlerine rağmen yeterli fonksiyonelliği sağlayamamasdr. Bu nedenle engelli bireyleri topluma kazandrmak ve engellerin kstlayc taraflarn azaltarak daha yaşanabilir bir ortam hazrlanmas için bu alanda yeni çalşmalara ihtiyaç duyulmaktadr. Yaplan bu çalşmada, görme engelliler için el ve kol hareket serbestliği sağlayan, hem ev içinde hem de ev dşnda nesnelerin olduğu yerleri tespit etmede yardmc olabilecek ve ayn zamanda farkl uyartm şekillerine de (sadece titreşim, sadece ses, ikisi birlikte) uyarlanabilir bir engel tanma bilekliği geliştirilmeye çalşlmştr.

II. YÖNTEM

A. Ardunio Uno R3 mikro denetleyici kart Bu çalşmada mikro denetleyici kart olarak Arduino

Uno R3 seçilmiştir. Kolay temin edilebilir olmas, düşük maliyetli ve farkl donanm seçeneklerine sahip olmasnn yan sra; modüler yapsyla mikroişlemci uygulamalarnda sklkla tercih edilmesine etken olmaktadr. Arduino Uno R3 Atmel Atmega328 mikro denetleyici tabanl, açk kaynak kodlu, ekonomik ve hzl bir geliştirme kartdr.

B. Yazlm geliştime Arduino Uno R3 için program yazlmas, derlenmesi ve

karta yüklenmesi için Arduino’ nun resmi geliştirme ortam olan Arduino IDE kullanlmştr. Bununla birlikte istenirse PlatfromIO IDE, Arduino for Visual Studio, Programmino IDE, Eclipse AVR, Embrio, Arduino for Atmel Studio gibi farkl kod editörleri ve derleyicileri de kullanlabilmektedir [12].

C. Ultrasonik mesafe sensörü Bu çalşmada engele olan uzaklğ ölçebilmek için HC-

SR04 ultrasonik mesafe sensörü kullanlmştr. Bu sensörün seçilmesinin başlca sebepleri arasnda yaygn bulmas ve düşük maliyetleri olmas yer almaktadr. Bu sensörler

ultrasonik ses dalgalar kullanarak nesnelere herhangi bir temas olmadan mesafe ölçümü yapabilmektedir [13].

III. TASARIM Ev içi ve dş ortam olmak üzer iki farkl kullanm alan için tasarlanan devrenin giriş birimini ultrasonik mesafe sensörü, farkl uyartm şekillerine (sadece ses, sadece titreşim veya her ikisi birlikte) uyarlanabilir çkş birimini ise titreşim motoru ve buzzer oluşturmaktadr. Tasarmda kullanm alann seçme imkan tanyan bir buton eklenmiştir. Ayrca kullancnn çkş uyartm şekillerni ayarlayabilmesi adna da farkl bir ikinci buton daha eklenmiştir.

Arduino kartna yazlan program ile mesafe sensörü ile alglanan yaknlğa göre titreşim motorunun daha şiddetli titremesi ve buzzer’ n ise artan bir ton ile uyar vermesi sağlanmştr. Programda ev içindeki nesnelere daha ksa mesafelerde tepki vermesi, ev dş kullanm durumunda ise daha uzak mesafelerde tepki vermek üzere ayarlanmştr. Ev içi için ayarlanan 30-40 cm mesafeler eşik değer olarak kabul edilirken, ev dş kullanm için 100 cm eşik değer olarak kabul edilmiştir.

Geliştirilen bileklik bir kutu içine yerleştirilmiştir. Kutunun önünde mesafe sensörü yerleştirilmiştir. Bileklik tasarmnn yüksekliği 4 cm, genişliği 6 cm ve eni 11 cm olan bir kutu şeklinde gerçekleştirilmiştir.

Titreşimin daha iyi hissedilmesi adna kutunun cilde temas eden yüzeyine bir delik açlmş ve buzzer ses çkşn daha yüksek sağlamak için kutunun arka yüzeyine hoparlör delikleri açlmştr (Şekil 1).

Şekil 1. Görme engelliler için bileklik tasarm

Devrenin beslemesi 9V’ luk bir pille sağlanmştr. Devre içerisinde gerekli olan 5V’ luk gerilim için 7805 tabanl bir gerilim regülatörü kullanlmştr. Ayrca titreşim motoru ve







450

İnteraktif Sunumlar 2 Poster Alanı

buzzer’ n zarar görmemesi için girişlerine direnç bağlanarak akm snrlamas yaplmştr. Şekil 2’ de tasarlanan devrenin şemas verilmiştir. Tasarm gerçekleştirilen devrenin ağrlğ yaklaşk olarak 160 gr olarak ölçülmüştür.

Şekil 2. Bileklik tasarm devresi

IV. TARTIŞMA Bu çalşmada, görme engellilerin el ve kol hareketlerini

fazla kstlamadan rahat hareket edebilmelerine yönelik yardmc bir devre tasarlanmaya çalşlmştr. Bununla birlikte el bilekliği şeklinde olduğu için, en azndan bilekliğin takl olduğu elin ileriye doğru tutulmas gerekmektedir. Şekil 3’ de tasarm gerçekleştirilen devrenin sağlkl bir birey tarafndan lambay açmak için kullanm örnek olarak verilmiştir.

Arduino Uno mikro denetleyici kartnn kullanm hem kullanm ve programlama kolaylğ hem de maliyetlerin düşürülmesi açsndan birçok avantaj sağlamştr. Daha küçük boyutlu Arduino kartlar (Arduino Mini veya Tiny Lilypad gibi) kullanm sayesinde ürünün boyutu daha da küçültülebilir. Böylelikle daha kullanşl bir ürün tasarmna ulaşlabilir.

Gelecek çalşmalarda, ev içinde zaten yerleri belli olan eşyalarn konumlar ve evin plan gibi sabit bilgilerin tasarma eklenmesi ile daha profesyonel ve günlük hayat görme engelliler için daha yaşanabilir klacak bir ürüne ulaşlmas planlanmaktadr.

Şekil 3. Bilekliğin kullanm şekli

KAYNAKÇA [1] T. C. Devlet İstatistik Enstitüsü, Türkiye Özürlüler Araştrmas,

ISBN 975-19-3596-2, 2002. [2] Türkiye İstatistik Kurumu, Sağlk Araştrmas, ISBN 978-975-19-

5842-6, 2012. [3] Eğitimde Görme Engelliler Derneği, "Dünyada Körlük",

http://www.gormeengelli-ogrenciler.com/node/159, Son erişim tartihi: 21.07.2017.

[4] Ar, S., Görme Engelliler İçin Yüksek Frekansl Ses Dalgalar Kullanarak Giyilebilir Mesafe Ölçer Tasarm, Sakarya Üniversitesi, Mekatronik Mühendisliği ABD, Yüksek Lisans Tezi, 2016.

[5] T.C. Aile ve Sosyal Politikalar Bakanlğ, Özürlü ve Yaşl Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Bilgilendirme Rehberi, http://eyh.aile.gov.tr/data/544f6149369dc328a057cfc1/bilgilendirmerehberi2.pdf, Son erişim tarihi: 21.07.2017.

[6] Benjamin, J., Melvern, Jr., The Laser Cane, Bionic Instruments, Inc., 221 Rock Hill Road Bala Cynwyd, Pennsylvania 19004.

[7] Shrage, S., Borenstein, J., Koren, Y., The Navbelt – A Computerized Travel Aid for the Blind, Resna 93 Conference, June 12-17, 1993.

[8] Sainarayanan, G., Nagarajan, R., Yaacob, S., Fuzzy Image Processing Schema for Autonomous Navigation of Human Blind, School of Engineering and Information Technology, Universiti Malaysia Sabah, Kota Kinabalu 88999, Malaysia, May, 2003.

[9] Dal, M.A., Görme Engelliler İçin Bir Mobil Yön Yardm Cihaz Tasarm ve Uygulamas, Gazi Üniversitesi, Elektronik Bilgisayar Eğitimi ABD, Yüksek Lisans Tezi, 2010.







451

Poster Alanıİnteraktif Sunumlar 2

[10] Kurşun Bahadr, S., Koncar, V., Kalaoğlu, F., “Wearable Obstacle Avoidance system Integrated With Conductive Yarns For Visually Impaired People”, Sensors and Actuators A, 179: 297-311, 2012.

[11] Arduino Uno R3 Geliştirme Araçlar, https://playground.arduino.cc/Main/DevelopmentTools, Son erişim tarihi: 21.07.2017.

[12] http://sinancanbayrak.com/hc-rs04-ultrasonik-mesafe-sensoru-nedir-nasil-calisir/, Son erişim tarihi: 21.07.2017.

q^ görme engellilere yard mc bileklik tasar m wristband design … · alanlar na (ev içi veya ......

Documents