点字(のような突起)を読み取り文字入力してくれるシステム

きっかけ

学校の授業で「入出力を備えたデバイスの製作」というお題を与えられて思いついたデバイス。
点字によるガイダンス(最近では書籍なども)は多いですが、点字は習得の壁が高いこと、手袋などをしていると読み取れないことなど困難な点があります。そこで点字の上をスライドさせるだけで読み取れ、さらにキーボード代わりにPCに入力できちゃうデバイスを作りました。

製作時間

電子工作初心者2人組でしたが、30時間程度で完成しました。初心者でもかなり手軽に作れるデバイスと言えるでしょう。

レシピ

材料

全部で7000円程度で作れるかと思います。

• Arduino Leonardo (キーボードとしてかなり手軽に使えます！)
• 基板用の材料
  サイズはLeonardoと同じ程度(LeonardoはUNOなどと同サイズです。)
  弊校には基板加工機があり、Eagleで作製した回路図を元に自作基板を作りました！配線自体は単純なので、一般のユニバーサル基板等でも十分です。
• マイクロスイッチ
  今回の主役。レバーがついているので、水平面をスライドさせると、突起の部分でのみ滑らかにスイッチをONさせられます。
  
• 外箱
  Box Designerというサイトで展開図を設計・DLし、レーザーカッターでアクリルを切り出して箱を作れます。(こちらも弊校に機械がありました。3Dプリンター、最低限木の板の接着などでも十分役目を果たせます。)
• その他
  Leonardoと基板を接合するピン、スイッチを止めるネジ、USBケーブル、スピーカー(電子音を発生させるため)など

設計法

1. マイクロスイッチは3つ並べます。これにより、3行ある点字列のぞれぞれを読み取れます。
2. スイッチが押されたら1,押されていなければ0を返すようにして、どの位置のスイッチが1,0だったかを把握します。(ここは点字のパターンを条件分岐で網羅していきます。単純作業的ですね)
   3.回路はいたって単純で、Arduinoのプルアップを使うことで、各スイッチにArduinoピンとGNDに繋げる配線をつけるだけです。
3. マイクロスイッチは、もともと空いている穴にネジを通すことで位置を揃えます。ネジは外箱に取り付け、箱との高さが揃うようにします。内径は3mm程度でした。

＊スイッチのレバーは押下時に水平よりも沈みます。そのため、すこし斜めにつけるのがコツです。

全体の設計図はこのような感じです。

できなかったこと

「点字(のような突起)」と書いてあるように、実際の点字のサイズ(幅・高さ)は読み取れません。これは後述する機構上、スイッチの大きさやストロークがボトルネックになってしまうためです。
しかし、より小型なスイッチがあれば、同じ機構で点字の突起も読み取れるようになるでしょう。

感想

はんだをつけたことすら2,3回しかない電子工作超初心者たちが作りました。学校の豊富な機材に助けられた側面はありますが、ごく簡単に一つのデバイスを作ることができました。次はもっと実用的なモノを作ってみたいですね。