СЕНСОРНАЯ КЛАВИАТУРА ДЛЯ НАБОРА ТЕКСТА ЛЮДЬМИ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ. РЕАЛИЗАЦИЯ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА MSP430G2452IN20

Степанов Андрей Борисович

старший преподаватель СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, г. Санкт-Петербург

E-mail: dsp.help.2011@yandex.ru

Одно из направлений современной науки и техники – создание устройств позволяющих повысить уровень жизни людей с ограниченными возможностями. Данная работа посвящена разработке сенсорной клавиатуры, позволяющей производить набор текста людям с ограничениями движения верхних конечностей: по силе и амплитуде. Ограничения по амплитуде предоставляют требования к малым размерам клавиатуры, а ограничения по силе – требуют применения бесконтактных технологий. Немаловажным требованием является доступная цена.

В качестве базы для реализации такого устройства предлагается использовать отладочные платы производства фирмы Texas Instruments: MSP430 Launch Pad (рис.1) и 430BOOST-CAPTOUCH1 (рис. 2). На плате MSP430 Launch Pad устанавливается микроконтроллер MSP430G2452IN20. Встроенный эмулятор с mini USB портом позволяет подключить отладочную плату к компьютеру. Плата 430BOOST-CAPTOUCH1 подключается к MSP430 Launch Pad через модули расширения [1].

Рисунок 1. Отладочная плата MSP430 Launch Pad

Рисунок 2. Отладочная плата 430BOOST-CAPTOUCH1

Плата 430BOOST-CAPTOUCH1 представляет собой емкостную клавиатуру со светодиодной обратной связью.

Рассмотрим основные характеристики плат и микроконтроллера.

1.  Микроконтроллер MSP430G2452IN20 [2]:

·     ядро - MSP430;

·     число выводов – 20 шт.;

·     разрядность шины данных – 16 бит;

·     максимальная тактовая частота – 16 МГц;

·     емкость памяти программ – 8 Кбайт;

·     емкость ОЗУ – 256 байт.

2.  MSP430 Launch Pad:

·     mini USB;

·     светодиоды;

·     кнопка RESET;

·     настраиваемая кнопка.

3.  430BOOST-CAPTOUCH1:

·     число светодиодов – 9 шт.;

·     тип сенсорных элементов – емкостные;

·     датчик приближения.

Принцип соединения основных узлов отражен на рис.3.

Рисунок 3. Соединение основных узлов

Программирование микроконтроллера – особая задача. Выполняется в среде разработки Code Composer Studio (CCS) (рис. 4).

Рисунок 4. Диалоговое окно Code Composer Studio (CCS)

Среда разработки и принципы программирование на языке C предоставляют широкие возможности интеграции с другими приложениями, установленными на компьютере.

В качестве такого приложения может выступать специально разработанный текстовый редактор. Его особенностью является адаптация интерфейса к ряду ограничений:

1.  Ограниченное число возможных комбинаций переключателей платы;

2.  Отсутствие возможности однозначного представление конкретного символа одной из клавиш;

3.  Требование смены языка и шрифта одним переключателем (а не комбинацией нескольких клавиш).

С учетом этих требований были разработаны следующие режимы работы устройства:

1.  Режим прямого набора текста – при прокрутке меню с набором букв (производится движением пальца по рабочей поверхности платы 430BOOST-CAPTOUCH1) выбирается нужная буква (рис. 5) или цифра (в зависимости от состояния переключателя).

Рисунок 5. Первый режим ввода

2.  Режим быстрого ввода (или интеллектуальный ввод) – после ввода первых букв текстовый редактор предлагает возможные варианты слов (слова, в которых встречаются введенные буквы), пользователю остается лишь выбрать нужное слово из списка (рис. 6).

Такой принцип построения системы не позволяет получить большое быстродействие и ориентирован на коммуникационные аспекты жизни людей с ограниченными возможностями. Основным достоинством данного устройства является простота использования и доступная стоимость. По проведенным расчетам цена клавиатуры (без учета стоимости программного обеспечения) не превышает стоимости стандартной компьютерной клавиатуры.

Рисунок 6. Второй режим ввода

Статья носит исключительно научный и социальный характер, направлена на привлечение внимания общественности к проблемам людей с ограниченными возможностями и возможным путям их решения.

Список литературы:

1.            Сайт компании Texas Instruments. [электронный ресурс] – Режим доступа. - URL: http://www.ti.com

2.            Сайт компании Mouser Electronics. [электронный ресурс] – Режим доступа. - URL: http://www.de.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?qs= cH06ZXzI8SHFq7c9KM3lkw%3d%3d&cm_mmc=findchips-_-na-_-na-_-na