Общение с глухонемыми людьми для углубления знаний в области сурдоперевода.

Так как мы живём в отдалённом районе Красноярского края и не имеем возможность свободного перемещения в г. Красноярск, где находится школа глухонемых, поэтому общение происходило через интернет, а именно в группе «Глухонемые тоже люди» соц. сети «ВКонтакте». Представители данной группы рассказали нам о том, что латинский алфавит является самой распространённой дактильной азбукой. Также они говорили о том что, дактильная азбука редко используется в чистом виде, обычно она является дополнением основного языка жестов.

Мы рассказали об идеи создания аппаратного сурдопереводчика, идея была одобрена и очень им понравилась.

Вывод: После общения с глухонемыми людьми, мы четко определились с тем, что для реализации аппаратного сурдопереводчика будем использовать латинский алфавит (рис.4). Также наш сурдопереводчик должен имитировать правую руку человека.

Рисунок 4. Латинская азбука и азбука дактильных жестов.

Кинематическая схема сурдопереводчика. Используемое оборудование для реализации проекта. Карта подключения контактов.

Кинематическая схема сурдопереводчика была разработана на базе Power Point 2013 (рис.5). Манипулятор полностью повторяет человеческую правую руку. Для управления рукой будет использоваться блок оснащённый микропроцессором. Для питания будет использоваться блок, преобразующий переменное напряжение 220 Вольт в постоянное напряжение 12 Вольт.

Рисунок 5. Кинематическая схема сурдопереводчика.

Оборудование и материалы, используемые для создания аппаратного сурдопереводчика:

1. Лист фанеры 8 мм 1м x 1м

2. Arduino Mega 2560

3. Motor Shield (2 канала, 2 А) (3 шт.)

4. Multiservo Shield (1 шт.)

5. LCD дисплей MT-16S2H компании Мэлт (1 шт.)

6. Вентилятор 80 мм на 80 мм 12 V (1 шт.)

7. Матричная клавиатура 4x4 (2 шт.)

8. Сетевая розетка RJ-45 (18 шт).

9. Светодиод – Green 4.3 V (1 шт.)

10. Светодиод - Red 4.3 V (1 шт.)

11. Выключатель (1 шт.)

12. Компьютерный блок питания 300 W (1 шт.)

13. Соединительные провода

14. Сетевой провод витая пара

15. Алюминиевый профиль TETRIX (5 шт.)

16. DC мотор TETRIX 12V (1 шт.)

17. Медные втулки TETRIX (3 шт.)

18. Ось TETRIX (1 шт.)

19. Зубчатое колесо 84 зубца (1 шт.)

20. Зубчатое колесо 42 зубца (1шт.)

21. Микросервопривод FS90 (9 шт.)

22. Конструктор LEGO® Technic

23. Большой мотор Lego Mindstorms (1 шт.)

24. Малый мотор Lego Mindstorms (1 шт.)

25. Рыболовная леска

26. Канцелярская резинка (1 шт.)

Карта подключения контактов:

Для того чтобы правильно подключить все элементы и блоки сурдопереводчика пришлось составить карту подключения всех контактов к Arduino Mega 2560 (см. Приложение А).

Создание аппаратного сурдопереводчика.

Для построения аппаратного сурдопереводчика было использовано большое количество деталей. Общий вид переводчика представлен на рисунке 6.

Рисунок 6. Общий вид аппаратного сурдопереводчика.

Для размещения управляющей электроники был разработан специальный бокс (рис. 7).

Рисунок 7. Бокс с электроникой.

На внешней части бокса находятся: джойстик, с помощью которого можно управлять рукой; дисплей для отображения введённых символов; выключатель размыкающий питание на плате Arduino Mega 2560; два светодиода сигнализирующие о готовности сурдопереводчика.

Внутри бокса находятся: Arduino Mega 2560, Motor Shield (2 канала, 2 А) (3 шт.), Multiservo Shield (1 шт.), соединительные провода, вентилятор 80 мм на 80 мм 12 V (1 шт.) (рис. 8).

Рисунок 8. Внутренняя часть бокса.

Для удобного подключения манипулятора и джойстика к боксу управления были установлены сетевые розетки под коннектор RJ45 (Рис.9). Для подключения к розеткам используется сетевой кабель «витая пара» обжатый с обеих сторон по протоколу «А».

Рисунок 9. Розетки под коннекторы RJ45.

Для подключения компьютерного блока питания к боксу управления на самом боксе были установлены специальные разъёмы (рис. 10).

Рисунок 10. Специальные разъёмы для подключения питания.

Сам манипулятор был разработан с использованием конструкторов TETRIX и Lego. Из конструктора TETRIX была собрана основа, на которой расположен DC мотор и зубчатая передача для перемещения манипулятора (рис. 11).

Рисунок 11. Подстава с зубчатой передачей из конструктора TETRIX.

Благодаря использованию сервомоторов удалось создать манипулятор максимально повторяющий движение человеческой руки. Для управления манипулятором была написана программа на языке Arduino IDE. Вся система работает под управлением Arduino Mega 2560 (см. Приложение Б. Отрывок кода).

Аппаратный сурдопереводчик работает следующим образом: при нажатии клавиши на джойстике, которая соответствует необходимой букве латинского алфавита, сигнал, соответствующий данной кнопке поступает в Arduino Mega 2560. Программа анализирует сигнал и сопоставляет его с частью программного кода, который в дальнейшем запускает необходимую комбинацию положения сервомоторов и формирует на манипуляторе соответствующий нажатой клавише дактильный жест (рис.12). Жест задерживается на манипуляторе на 500 мс, после чего манипулятор принимает исходное положение. Скорость данного манипулятора 40-60 жестов в минуту.

Рисунок 12. Демонстрация буквы «С»

Вывод:

Разработан аппаратный сурдопереводчик осуществляющий перевод из букв латинского алфавита в дактильную азбуку. Скорость данного переводчика 40-60 символов в минуту. Для увеличения скорости перевода нужны конструктивные изменения манипулятора.