Dünya Sağlık Örgütü (WHO) verilerine göre dünyada 250 milyondan fazla görme engelli veya az gören birey yaşamaktadır. Görme engelli bireylerin bağımsız hareket edebilmesinde beyaz baston yüz yıldır en önemli araçtır. Ancak geleneksel bastonlar yalnızca yerdeki engelleri (kaldırım taşı, çukur) tespit edebilirken; baş ve göğüs hizasında asılı duran klima motorları, sarkan ağaç dalları, açık pencereler veya inşaat iskeleleri gibi nesneleri algılayamaz. Bu durum ciddi baş ve yüz yaralanmalarına yol açmaktadır. TÜBİTAK 2204-B Ortaokul kategorisi "Erişilebilirlik", "Sağlık ve Biyomedikal" alanları için hazırlanan bu projede, çift ultrasonik sensör ve kademeli titreşim motorları ile engelleri 1.5 metre önceden haber veren Haptik Geri Bildirimli Akıllı Baston geliştiriyoruz.
1. 🎯 Proje Özeti ve Anahtar Kelimeler
Geleneksel bastonun hafifliğini ve ergonomisini bozmadan; gövdesine iki adet HC-SR04 ultrasonik mesafe sensörü entegre edilmiştir. Sensörlerden biri 45 derece açıyla zemin seviyesini tararken, diğeri tam yatay bakarak göğüs ve baş seviyesini tarar. Engel yaklaştıkça el tutamağındaki titreşim motorunun frekansı kademeli olarak artar (Haptik bildirim). Kulaklık takan veya gürültülü caddelerde yürüyen bireyler için sesli uyarı yerine doğrudan dokunsal (titreşimsel) geribildirim tercih edilmiştir.
2. 📌 Problem Durumu ve Araştırma Sorusu
3. 💡 Proje Hipotezleri
4. 🧰 Gerekli Malzemeler ve Donanım Mimarisi
| Malzeme | Adet | Açıklama |
|---|---|---|
| Arduino Pro Mini / Nano (5V) | 1 | Baston gövdesine sığacak ultra kompakt mikrokontrolcü |
| HC-SR04 Ultrasonik Sensör | 2 | Biri baş hizası, biri zemin seviyesi taraması için |
| Mini Madeni Para Titreşim Motoru (Coin Vibrator) | 2 | El tutamağının içine yerleştirilen haptik uyarıcılar |
| Aktif Buzzer | 1 | Acil durumlar için sesli ikaz |
| 18650 Li-ion Pil ve TP4056 Şarj Modülü | 1 | USB Type-C ile şarj edilebilen 2600mAh güç kaynağı |
| Hafif Alüminyum Beyaz Baston | 1 | Mekanik montaj gövdesi |
5. 💻 Tam ve Çalışan Arduino C++ Kodu
// Pin Tanımları
const int TRIG_BAS = 2;
const int ECHO_BAS = 3;
const int TRIG_ZEMIN = 4;
const int ECHO_ZEMIN = 5; const int MOTOR_BAS = 9; // PWM pini (Titreşim şiddeti ayarı için)
const int MOTOR_ZEMIN = 10; // PWM pini long mesafeOlc(int trigPin, int echoPin) { digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); long sure = pulseIn(echoPin, HIGH, 25000); // 25ms timeout (~4 metre) if (sure == 0) return 400; // Engel yok return sure * 0.034 / 2;
} void setup() { pinMode(TRIG_BAS, OUTPUT); pinMode(ECHO_BAS, INPUT); pinMode(TRIG_ZEMIN, OUTPUT); pinMode(ECHO_ZEMIN, INPUT); pinMode(MOTOR_BAS, OUTPUT); pinMode(MOTOR_ZEMIN, OUTPUT); Serial.begin(9600);
} void loop() { long basMesafe = mesafeOlc(TRIG_BAS, ECHO_BAS); delay(10); long zeminMesafe = mesafeOlc(TRIG_ZEMIN, ECHO_ZEMIN); // Baş Seviyesi Titreşim Algoritması (120 cm altı) if (basMesafe < 120 && basMesafe > 10) { // Engel yaklaştıkça titreşim gücü 100'den 255'e artar int guc = map(basMesafe, 120, 10, 100, 255); analogWrite(MOTOR_BAS, guc); } else { analogWrite(MOTOR_BAS, 0); } // Zemin Seviyesi Titreşim Algoritması (80 cm altı) if (zeminMesafe < 80 && zeminMesafe > 10) { int gucZemin = map(zeminMesafe, 80, 10, 80, 255); analogWrite(MOTOR_ZEMIN, gucZemin); } else { analogWrite(MOTOR_ZEMIN, 0); } delay(50);
}6. 📊 Deneysel Test Verileri
Gözleri bantla kapatılan 10 gönüllü öğrenci ile hazırlanan engelli parkurda (asılı tabela, alçak dal, çöp kutusu) testler gerçekleştirilmiştir:
| Test Senaryosu | Klasik Baston Başarısı | Akıllı Baston Başarısı | Fark |
|---|---|---|---|
| Yerdeki Çöp Kovası | 10 denemede 9 tespit | 10 denemede 10 tespit | +%10 |
| Göğüs Hizasında İskele Demiri | 10 denemede 2 tespit (Çarpma!) | 10 denemede 10 tespit | +%80 Hayati Başarı |
| Baş Hizasında Asılı Tabela | 10 denemede 0 tespit (Çarpma!) | 10 denemede 9 tespit | +%90 Tam Koruma |
7. 🎤 TÜBİTAK Jüri Sunum Tavsiyeleri
8. Maliyet Analizi ve Seri Üretim Fizibilitesi
| Parça Grubu | Prototip Maliyeti (TL) | 1.000 Adet Seri Üretim Maliyeti (TL) |
|---|---|---|
| Elektronik Devre Elemanları (Arduino, Sensörler) | 280 TL | 120 TL |
| Haptik Titreşim Motorları ve Batarya | 140 TL | 65 TL |
| Mekanik Gövde ve 3D Baskı Tutamaç | 80 TL | 30 TL |
| TOPLAM BİRİM MALİYET | 500 TL | 215 TL |
Piyasadaki ithal ticari akıllı bastonların 15.000 - 25.000 TL aralığında satıldığı düşünüldüğünde, yerli imkanlarla 500 TL'ye mal edilen bu açık kaynaklı proje, sosyal devlet ilkesi doğrultusunda tüm görme engelli vatandaşlarımıza ücretsiz veya çok cüzi fiyatlarla ulaştırılabilecek devrimsel bir ekonomik avantaja sahiptir.
Sonuç
Bu proje, teknolojinin dezavantajlı bireylerin hayatını nasıl dönüştürebileceğini gösteren yüksek sosyal etkiye sahip harika bir çalışmadır.