I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.   9 ,   No .   2 J u l y   20 20 ,   p p .   1 3 3 ~ 1 4 0   I SS N : 2 0 8 9 - 4864 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 9 .i 2 . p p 133 - 1 4 0          133       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   Arduino  cont ro lle r bas ed borew ell child r esc ue sy ste m       S.P ra k a s h M elv in P a ul  M ik i.V A m a rna t h.  M . K . V K . N a v ee n K u m a r   A a ru p a d a V e e d u   I n stit u te o f   T e c h n o lo g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   1 2 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   A p r   2 5 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   1 6 ,   2 0 2 0       In   th is  p a p e w e   h a v e   p ro p o se d   a   s y ste m   f o re sc u in g   v icti m o b o re   w e ll   a c c id e n ts.  T h e   p ro p o se d   sy ste m   is  li g h in   w e i g h c o m p a r e d   to   e x isti n g   m e th o d s,  p o rtab le   e a s y   to   h a n d le   a n d   re q u ires   les se m a n p o w e r.   Th e   s y ste m   d e sig n   c o m p rise o f   a   f o u leg   m e tal  sta n d   w h ich   su p p o rts  th e   w h o le  m e c h a n ica a ss e m b le  th e   sta n d   is  o f   lo w   w e i g h th e re f o re   it   is  e a s y   to   tran sp o rt  it   d o e n o re q u ires   a n y   h e a v y   d u ty   c ra n e s.  T h is  s t a n d   h a a   ro u n d   h o u si n g   w h ich   h o ld th e   DC  g e a m o to w h ich   c o n tro ls  th e   u p   a n d   d o w n   m o ti o n   o f   a   ro b o ti c   a rm   a th e   a r m   is  c o n n e c ted   to   th e   m o to rs  sh a f w it h   p u ll e y   th ro u g h   a   r o p e   o h e a v y   d u ty   ste e c a b le.  T h e   ro b o ti c   a r m   h a f o u r   m e c h a n ica ll y   o p e ra ted   f in g e rs  wh ich   c a n   b e   o p e n e d   o r   c lo se d   u sin g   a   d c   m o to p lac e d   o n   th e   a rm   it s e lf  th is  m o to c o n tr o ls  th e   a rm   b y   ti g h ten in g   th e   c a b les   w h ich   ru n o v e th e   f o u fin g e jo in ts  ju st  li k e   a   h u m a n   a r m .   T h e   t w o   m o to rs  a re   c o n tro ll e d   b y   a n   A rd u in o   b a se d   re m o te  c o n tr o m o d u le co n tain i n g   b u tt o n a n d   t o g g le  s w it c h   w it h   t h e   h e lp   o f   th is  m o d u le  e a s y   c o n tro o f   th e   s y ste m   i a c h iev e d .   In   a d d it i o n   to   th is  a n   u lt ra so n ic  se n so a n d   a   d ig it a l   c a m e ra   w a s   a lso   in c o rp o ra ted   to   p re d ict  th e   v ictim lo c a ti o n .   In   o rd e t o   d e term in e   th e   f e a sib il it y   o f   th e   s y ste m   a   p ro to ty p e   w a d e s ig n e d   a n d   f a b rica ted .   T h e   p ro to ty p e   c o n sists   o f   a ll   m e c h a n ica a n d   e lec tro n i c se tu p   a d isc u ss e d   a b o v e   b u in   a   m in iatu re   v e rsio n .   T h e   p ro to ty p e   h a s   a   c o n tro m o d u le  w h ich   c o n sist  o f   L CD  d isp lay ,   m o to d riv e I C,   A rd u in o   m icro c o n tro ll e r,   c o n tro sw it c h e s,  b u tt o n a n d   p o w e su p p ly   u n it .   T h is  is  th e   m a in   e lec tro n ics   u n it   w h ich   c o n tro ls  a n d   c o o r d in a tes   th e   w h o l e   s y ste m o p e ra ti o n .   T h e   p ro jec t   is  i n ten d e d   to   re d u c e   t h e   risk   i n v o lv e d   d u ri n g   th e   c h il d   re sc u e s o p e r a ti o n   b y   a n a l y sin g   th e   sim u latio n .   K ey w o r d s :   A r d u i n o   B o r w ell   C a m er a   DC   m o to r   L C D   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S.   P r ak ash   A ar u p ad ai  Vee d u   I n s ti tu te  o f   T ec h n o lo g y ,     C h e n n ai,   I n d ia.   E m ail:  p r ak a s h . y o u r s @ g m a il. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   W ater   is   an   es s en tia i n g r ed ie n f o r   li f to   s u s tai n .   I n   m o d er n   ti m e s   d u to   cli m ate  c h an g e s   an d   o t h er   en v ir o n m e n tal  p r o b le m s   th er e   h as  b ee n   a n   s ca r cit y   f o r   w ate r   f o r   b o th   ag r icu lt u r al  a n d   d o m est ic  u s in g   d u to   th is   p r o b le m   m a n y   b o r w el ls   ar b ein g   b o r ed   to   f ac o u r   d a il y   n ee d s   b u s o m o f   t h is   w el ls   b ec o m e s   u s eles s   as  t h g r o u n d   w ater   le v el  g o es   b elo w   ac ce s s ib le   d ep th   s o   t h i s   w ell s   b ec o m e   ab an d o n ed   a n d   s o m o f   t h e m   ar e   lef o p en   d u to   ig n o r an ce   a n d   ca r eless n e s s .   T h is   o p en   w ell  h av b ec o m d ea t h   tr ap   f o r   ch ild r en   as  t h e y   f al l   in to   th is   w el ls   ac cid en tall y   w h ile  p la y in g   n ea r b y   it.  T h is   ac cid en h a v b ec o m co m m o n   i n   o u r   co u n tr y   esp ec iall y   i n   t h So th er n   s tat es.  T h em er g en c y   r esp o n s t ea m   s tr u g g le s   lo to   r escu th v ic ti m s   o f   t h i s   k in d   o f   u n e x p ec ted   ac c id en t s   an d   al s o   it  tak e s   s e v er al  h o u r s   w it h   h u g m a n p o w er   to   r escu t h k id s .     T h is   r escu o p er atio n   h as  o n l y   4 0   p er ce n tag a s   t h s u r v i v al  o f   t h k id   is   u n ce r t ain   i n   s u c h   h ar s h   en v ir o n m e n t.  I n   o r d er   to   o v er co m th i s   co m p licatio n ,   w h av d esig n ed   ch i ld   r escu s y s te m   w i th   ad v an ce d   eq u ip m e n t s   l ik e,   a n   u ltra s o n i s en s o r   w h ic h   g i v t h e x ac d ep th   m ea s u r e m e n o f   t h ch il d s   lo ca tio n   i n s id e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   1 3 3     1 4 0   134   th w ell,   a n d   ca m er to   s ee   w h at s   h ap p en i n g   d o w n   th er e.   W h av d eig n ed   o u r   p r o j ec in   s u c h   w a y   th at  it   is   co m p ac t   i n   s ize,   r eq u ir es  le s s   p o w er ,   lo w   co s an d   ea s y   to   o p er ate.   T h w h o le  s y s te m   ca n   w o p er ated   b y   a   s in g le  i n d i v id u al  a n d   t h m ec h an ica ch ild   g r ab b in g   s y s te m   ca n   b s et  to   f u ll  o p er atio n   i n   m i n u tes  a n d   it  d o es   n o r eq u ir an y   h ea v y   d u t y   tr an s p o r tatio n   v eh i cle.   Ou r   p r o j ec m ai n l y   co n s is o f   t w o   s e ctio n   an   e lectr o n i c   co n tr o s ec tio n   an d   m ec h a n ical  s ec tio n   co m p r is i n g   o f   an   m ec h a n ical   ar m   a n d   s u p p o r s tr u ctu r f o r   lo w er i n g   t h ar m   i n to   t h w ell   th m o tio n   o f   t h ar m   i s   co n t r o lled   b y   th ar d u i n o   b ased   co n tr o p an el  t w o   d m o to r   ar u s ed   f o r   th i s   p u r p o s b y   t u r n in g   o n   t h m o to r s   in   r ev er s a n d   f o r w ar d   m o tio n   th d esire d   m o tio n   i s   ac h iev ed   t h is   m ak e s   it  ea s y   to   o p er ate.   T h w h o le  s y s te m   c o m m u n icate s   t h r o u g h   w ir s o   th er is   n o   r is k   o f   lo s s   o f   co m m u n icatio n   a n d   m a lf u n ct io n .     Ob j ec tiv e T o   d esig n   an d   f ab r icate   r o b o tic  m ec h a n ical  ar m .   T o   im p le m e n u ltra s o n ic  s en s o r   b ased   d is tan ce   m ea s u r e m e n eq u ip m en to   m ea s u r c h ild   lo ca ti o n   d ep th .   A l s o ,   to   i m p le m en t   r o b o tic  ar m   co n tr o l   th r o u g h   m o to r s   u s in g   A r d u i n o   co n tr o ller       2.   H ARDWA R E   I M P L E M E NT AT I O N   2 . 1 .     P o w er   s up ply   E x p lain i n g   r esear ch   c h r o n o lo g ical,   in c lu d i n g   r esear c h   d esi g n ,   r esear c h   p r o ce d u r ( in   th f o r m   o f   alg o r ith m s ,   P s eu d o co d o r   o th er ) ,   h o w   to   test   an d   d ata  ac q u is itio n   [1 - 3] .   T h d escr ip ti o n   o f   th e   co u r s e   o f   r esear ch   s h o u ld   b s u p p o r ted   r ef er en ce s ,   s o   th e   ex p la n atio n   ca n   b ac ce p ted   s cie n ti f icall y   [2 - 5 ] .   T ab les  an d   Fig u r es   ar p r esen ted   ce n ter ,   as  s h o w n   in   T ab le  1   an d   F i g u r e   1 ,   an d   c ited   i n   t h e   m a n u s cr ip t   a n d   s h o u ld   ap p ea r ed   b ef o r it.           Fig u r e   1 .   B lo ck   d iag r a m   f o r   th b o r w ell  r esc u s y s te m       2 . 2 .     Dio de  bridg re ct if ier   A   d io d b r id g r ec ti f ier   ca n   b m ad u s i n g   f o u r   d io d es,  b u t   it  is   a ls o   a v ailab le  i n   s p ec ial  p ac k ag e s   co n tain i n g   th f o u r   d io d es.  I is   also   ca lled   f u ll - w a v r ec tif ier .   I p r o d u ce s   p u ls ati n g   DC   an d   S m o o th i n g   i s   p er f o r m ed   b y   lar g v al u e lectr o l y tic  ca p ac ito r   co n n ec te d   ac r o s s   th e   DC   S u p p l y   i n   p ar allel  as  a   v o lta g e   b u f f er ,   s u p p l y in g   c u r r en t to   th o u tp u w h e n   t h v ar y i n g   D C   Vo ltag f r o m   t h r ec ti f ier   is   f allin g   T h Fig u r e   2   s h o w s   t h u n s m o o t h ed   D C ,   s m o o t h ed   DC   b y   t h f ilter   ca p ac ito r s .   T h ca p ac ito r   ch ar g es   q u ic k l y   n ea r   t h P ea k   o f   t h v ar y i n g   D C ,   a n d   t h e n   d is c h ar g e s   a s   it   s u p p lies   c u r r en to   t h o u tp u t.  No te  th at  s m o o t h in g   s ig n i f ica n tl y   i n cr ea s es  t h a v er ag D C   v o lta g to   al m o s t h p ea k   Valu ( 1 . 4 - ×  R M S   v alu e) .   Fo r   ex a m p le,   6 V   R M S   A C   is   r ec ti f ied   to   f u ll  w av e   D C   o f   ab o u t   4 . 6 R M ( 1 . 4 i s   lo s t   i n   t h b r id g e   r ec tif ier ) ,   w i th   s m o o t h in g   t h is   in cr ea s es to   al m o s t T h p ea k   v alu g i v i n g   1 . 4   ×  4 . 6   6 . 4 s m o o th   D C .           Fig u r 2 .   B r id g R ec tif ier   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       A r d u in o   co n tr o ller   b a s ed   b o r e w ell  ch ild   r escu s ys tem   ( S.   P r a ka s h )   135   2 . 3 .     Arduin o   co ntr o ller   A r d u i n o   is   a n   o p en - s o u r ce   p latf o r m   u s ed   f o r   b u ild i n g   elec tr o n ics  p r o j ec ts .   A r d u i n o   co n s is ts   o f   b o t h   p h y s ical  p r o g r a m m ab le  c ir cu it b o ar d   ( o f ten   r e f er r ed   to   as  a   m icr o co n tr o ller )   an d   p iece   o f   s o f t w ar e ,   o r   I DE   ( I n teg r ated   Dev e lo p m en E n v i r o n m e n t)   th at   r u n s   o n   y o u r   co m p u ter ,   u s ed   to   w r ite  an d   u p l o ad   co m p u ter   co d to   th p h y s i ca b o ar d .   T h Ar d u in o   p latf o r m   h as  b ec o m q u ite  p o p u lar   w it h   p eo p le  j u s s tar tin g   o u w i t h   elec tr o n ics,  an d   f o r   g o o d   r ea s o n .   Un li k m o s p r ev io u s   p r o g r a m m ab le  cir cu it  b o ar d s ,   th e   A r d u i n o   d o es  n o t   n ee d   s ep ar ate  p iece   o f   h ar d w ar ( ca lled   p r o g r a m m er )   i n   o r d er   to   lo ad   n e w   co d o n to   th e   b o ar d     y o u   ca n   s i m p l y   u s USB   ca b le.   A d d itio n all y ,   t h A r d u i n o   I DE   u s e s   s i m p li f ied   v er s io n   o f   C ++ ,   m ak i n g   it  ea s ier   to   lear n   to   p r o g r a m .   Fi n all y ,   A r d u in o   p r o v id es  s ta n d ar d   f o r m   f ac to r   th at   b r ea k s   o u t h f u n ctio n s   o f   t h m icr o - co n tr o ller   in to   m o r ac ce s s ib le  p ac k ag e.   A r d u i n o   Un o   as s h o w n   in   F ig u r 3 .           Fig u r 3 .   A r d u i n o   Un o       T ab le  1 .   A r d u in o   S u m m er y   M i c r o c o n t r o l l e r   A T meg a 4 2 8   O p e r a t i n g   V o l t a g e   5V   I n p u t   V o l t a g e   ( r e c o mm e n d e d )   7 - 1 2 V   I n p u t   V o l t a g e   ( l i mi t s)   6 - 2 0 V   D i g i t a l   I / O   P i n s   1 4   ( o f   w h i c h   6   p r o v i d e   P W M   o u t p u t )   A n a l o g   I n p u t   P i n s   6   D C   C u r r e n t   p e r   I / O   P i n   4 0   M a   D C   C u r r e n t   f o r   4 . 4 V   P i n   5 0   M a   F l a sh   M e mo r y   4 2   K B   ( A T me g a 4 2 8 )   o f   w h i c h   0 . 5   K B   u se d   b y   b o o t   l o a d e r   S R A M   2   K B   ( A T m e g a 4 2 8 )   EEPRO M   1   K B   ( A T m e g a 4 2 8 )   C l o c k   S p e e d   16   M H z       A   t y p ical  ex a m p le   o f   A r d u i n o   b o ar d   is   A r d u in o   U n o .   I co n s is t s   o f   A T m eg a4 2 8 -   2 8   p in   m icr o co n tr o ller s .   A r d u i n o   U n o   co n s is ts   o f   1 4   d i g ital  in p u t /o u tp u t   p in s   ( o f   w h ich   6   ca n   b u s ed   as   P W o u tp u ts ) ,   6   an alo g   i n p u t s ,   1 6   MH cr y s tal  o s cilla to r ,   USB   co n n ec tio n ,   p o w er   j ac k ,   a n   I C SP   h ea d er ,   an d   r eset b u tto n A r d u i n o   P in   Di ag r a m   as  s h o w n   i n   Fi g u r 4.           Fig u r 4 .   A r d u i n o   P in   Diag r a m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   1 3 3     1 4 0   136   2 . 3 . 1 .     P o w er   ( USB   / B a rr el  J a ck )   A r d u i n o   ca n   b p o w er   eit h er   f r o m   t h p th r o u g h   USB   o r   th r o u g h   e x ter n al  s o u r ce   li k ad ap to r   o r   a   b atter y .   I ca n   o p er ate  o n   a   e x ter n al  s u p p l y   o f   7   to   1 2 V.   P o w er   ca n   b ap p lied   e x ter n a ll y   th r o u g h   t h p in   Vi n   o r   b y   g i v i n g   v o lta g r ef er en ce   th r o u g h   t h I R e f   p in . . I n   t h e   p ictu r ab o v th USB   co n n e ctio n   is   lab elled   ( 1 )   a n d   th b ar r el  j ac k   is   lab elled   ( 2 ) .   T h USB   co n n ec t io n   i s   al s o   h o w   y o u   w i ll  lo ad   co d o n to   y o u r   A r d u in o   b o ar d .   T h r ec o m m e n d ed   v o ltag f o r   m o s A r d u i n o   m o d els is   b et w ee n   6   an d   1 2   Vo lts     2 . 3 . 2 .     P I NS ( 5 V,   4 . 4 V,   G ND,   Ana lo g ,   Dig it a l,  P W M ,   AREF)   T h p in s   o n   y o u r   A r d u i n o   ar th p lace s   w h er y o u   co n n ec t   w ir es  to   co n s tr u c cir cu it  p r o b ab ly   in   co n j u n ctio n   w it h   a   b r ea d b o ar d   an d   s o m e   w ir e .   T h e y   u s u all y   h a v b lac k   p last ic  h ea d er s   t h at  allo w   y o u   to   j u s p lu g   w ir r ig h i n to   th b o ar d .   T h A r d u i n o   h as  s ev er al  d if f er e n k i n d s   o f   p i n s ,   ea ch   o f   w h ic h   is   lab eled   o n   th b o ar d   an d   u s ed   f o r   d if f er en t f u n c tio n s .   a.   GND Sh o r f o r   Gr o u n d .   T h er ar s ev er al  GND  p in s   o n   th A r d u in o ,   an y   o f   w h ic h   ca n   b u s ed   to   g r o u n d   y o u r   cir cu it.   b.   5 &   4 . 4 V A s   y o u   m i g h g u ess ,   th 5 p in   s u p p lies   5   v o l ts   o f   p o w er ,   an d   th 4 . 4 p in   s u p p lies   4 . 4   v o lts   o f   p o w er .   Mo s t o f   th s i m p le  co m p o n e n ts   u s ed   w it h   th A r d u i n o   r u n   h ap p il y   o f f   o f   5   o r   4 . 4   v o lts .   c.   An alo g   ( 5 ) T h ar ea   o f   p in s   u n d er   th An alo g   I n   lab el  ( A 0   th r o u g h   A 5   o n   th UN O )   ar A n alo g     I n   p in s .   T h ese   p in s   ca n   r ea d   t h s ig n al   f r o m   a n   a n alo g   s e n s o r   ( lik a   te m p er atu r s en s o r )   an d   co n v er i t   in to   d ig ital  v al u th at  w ca n   r ea d .   d.   Dig ital   ( 4 ) A cr o s s   f r o m   t h a n alo g   p i n s   ar th d i g ital   p in s   ( 0   th r o u g h   1 4   o n   t h U NO) .   T h ese  p i n s   ca n   b u s ed   f o r   b o th   d ig ital  i n p u t   ( lik te lli n g   if   b u t to n   i s   p u s h ed )   an d   d i g ital   o u tp u ( li k e   p o w er in g   a n   L E D) .   e.   P W M Yo u   m a y   h a v n o tice d   th ti ld ( ~)   n e x to   s o m o f   t h d ig ital  p i n s   ( 4 ,   5 ,   6 ,   9 ,   1 0 ,   an d   1 1   o n     th UNO) .   T h ese  p i n s   ac a s   n o r m al  d i g ital   p in s ,   b u ca n   als o   b u s ed   f o r   s o m eth i n g   ca lle d   P u ls e - W id th   M o d u latio n   ( P W M) .   W h a v e   tu to r ial  o n   P W M ,   b u f o r   n o w ,   t h i n k   o f   t h ese  p i n s   as   b ein g   ab le  to   s i m u late  a n alo g   o u tp u t ( li k f a d in g   a n   L E i n   a n d   o u t) .   f.   AR E F Stan d s   f o r   A n a lo g   R e f er e n ce .   Mo s o f   t h ti m y o u   ca n   lea v t h is   p i n   alo n e.   I t   is   s o m e ti m es   u s ed   to   s e an   ex ter n al  r e f er en ce   v o lta g ( b et w ee n   0   an d   5   Vo lts )   as  t h u p p er   li m it  f o r   th an alo g     in p u t p i n s .     2 . 3 . 3 .     HC - SR0 4   UL T RASO NIC DI ST A NCE  SE N SO R   HC - SR 0 4   Ultr aso n ic  Di s ta n ce   Sen s o r   is   p o p u lar   a n d   lo co s s o l u tio n   f o r   n o n - co n tac d is ta n ce   m ea s u r e m e n f u n c tio n .   I is   a b le  to   m ea s u r d is tan ce s   f r o m   4 cm   to   4 0 0 cm   w i th   a n   ac c u r ac y   o f   ab o u 4 m m .   T h is   m o d u le  i n clu d e s   u ltra s o n ic  tr an s m itter ,   u ltra s o n ic  r ec ei v er   an d   its   co n tr o l c ir cu it.   HC - SR 0 4   m o d u le  h a s   4   p in s :     VC C     5 V,   +iv o f   t h p o w er   s u p p l y     T R I G     T r ig g er   P in     E C HO     E ch o   P in     GND     - iv o f   th p o w er   s u p p l y   T R I an d   E C HO   p in s   ca n   b u s ed   to   in ter f ac t h i s   m o d u le   w ith   m icr o co n tr o ller   u n it.   T h ese  ar T T L   ( 0     5 V)   in p u t o u tp u t p in s .   HC - S R 0 4   u ltra s o n ic  d is tan c s en s o r   as s h o w n   i n   Fi g u r 5.           Fig u r 5 .   HC - SR 0 4   u ltra s o n ic  d is tan ce   s e n s o r       2. 3 . 4 .     HC - SR0 4   ultr a s o nic  m o d ule w o rk ing   Ultr aso n ic   s e n s o r s   w o r k   o n   a   p r in cip le  s i m ilar   to   s o n ar   wh ich   e v alu a tes  a ttrib u te s   o f   a   tar g et   b y   in ter p r etin g   t h ec h o es  f r o m   s o u n d   w a v es  r e s p ec tiv el y .   Ul tr aso n ic  s e n s o r s   g e n er ate  h i g h   f r eq u en c y   s o u n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       A r d u in o   co n tr o ller   b a s ed   b o r e w ell  ch ild   r escu s ys tem   ( S.   P r a ka s h )   137   w a v es  a n d   ev al u ate  t h ec h o   w h ic h   is   r ec ei v ed   b ac k   b y   t h s en s o r .   W o r k in g   o f   HC - S R 0 4   u ltra s o n ic  s e n s o r   as   s h o w n   in   Fi g u r 6.   T h ti m i n ter v al  b et w ee n   t h s e n s ig n a l a n d   r ec eiv ed   s i g n al  is   d eter m in ed   to   m ea s u r t h e   d is tan ce   f r o m   an   o b j ec t.     P r o v id T R I GGE R   s ig n al,   at  l ea s t 1 0 μ S Hig h   L e v el  ( 5 V)   p u ls e.     T h m o d u le  w i ll a u to m atica l l y   tr an s m i t e ig h t 4 0   KHz   u ltra s o n ic  b u r s t.     I f   th er is   a n   o b s tacle   in - f r o n o f   th m o d u le,   it  w ill r e f lect  t h u ltra s o n ic  b u r s t.     I f   t h s ig n al  is   b ac k ,   E C H o u tp u t   o f   th e   s e n s o r   w ill   b i n   HI GH  s tate   ( 5 V)   f o r   d u r atio n   o f   ti m ta k e n   f o r   s e n d in g   a n d   r ec eiv i n g   u lt r aso n ic  b u r s t.  P u ls e   w id th   r an g e s   f r o m   ab o u t   1 5 0 μ to   2 5 m a n d   i f   n o   o b s tacle   is   d etec ted ,   th ec h o   p u ls w id t h   w ill b ab o u t 4 8 m s .           Fig u r 6 .   W o r k in g   o f   H C - S R 0 4   u ltra s o n ic  s e n s o r       2 . 4 .     G ea m o t o r   " Gea r   m o to r "   r ef er s   to   co m b in at io n   o f   m o to r   p lu s   a   r ed u ctio n   g ea r   tr ai n .   T h ese   ar o f ten   co n v e n ien tl y   p ac k ag ed   to g eth er   in   o n u n it.  T h g ea r   r ed u ctio n   ( g ea r   tr ain )   r ed u ce s   t h s p ee d   o f   th m o to r ,   w it h   a   co r r esp o n d in g   i n cr ea s e   in   to r q u e.   Gea r   r atio s   r an g f r o m   j u s a   f e w   ( e. g .   3 )   to   h u g ( e. g .   5 0 0 ) .   A   s m all   r atio   ca n   b ac c o m p li s h ed   w it h   s in g le  g ea r   p air ,   w h i le  lar g r atio   r eq u ir es  s er ies  o f   g ea r   r ed u ctio n   s tep s   an d   th u s   m o r g ea r s .   T h er ar lo o f   d i f f er en t   k i n d s   o f   g ea r   r ed u ctio n .   I n   th e   ca s o f   a   s m all  tr a n s m i s s io n   r atio   N,   th u n i m a y   b b ac k   d r iv ab le,   m ea n i n g   y o u   ca n   t u r n   t h o u tp u s h a f t,  p er h ap s   b y   h an d ,   at  an g u lar   v elo cit y   w   an d   ca u s t h m o to r   to   r o tate  at  an g u lar   v elo cit y   N w .   lar g er   tr an s m is s io n   r ati o   m a y   m a k t h e   u n i n o n - b ac k   d r iv ab le.   E ac h   h as  ad v a n tag e s   f o r   d if f er e n ci r cu m s tan ce s .   B ac k   d r iv ab ilit y   d ep en d s   n o j u s o n   N,   b u o n   m a n y   o t h er   f ac to r s .   Fo r   lar g N,   o f ten   th m ax i m u m   o u tp u to r q u is   li m ited   b y   t h s tr e n g t h   o f   th e   f i n al  g ea r s ,   r at h er   th a n   b y   t i m es  t h m o to r ' s   to r q u e.   I n   o u r   p r o j ec w h av e   u s ed   1 2   v   3 0   R P DC   g ea r   m o to r   f o r   th r o b o tic  ar m   o p er atio n .   1 2 v   DC   Gea r   Mo to r   as sh o w n   in   F ig u r 7 .           Fig u r 7 .   1 2 v   DC   Gea r   Mo to r       Gea r in g   ca n   h elp   d r iv s y s t e m   to   m a n a g th r i g h b alan ce   b et w ee n   s p ee d   an d   to r q u e.   T h ey   ar e   ab le  to   co n v er h ig h   s p ee d ,   lo w   to r q u m o to r   ( s u c h   as  an   elec tr ic  DC   m o to r )   in to   lo w   s p ee d ,   h ig h   to r q u e   o u tp u ( o r   v ice  v er s a) .   A   g o o d   an alo g y   in   elec tr ical  en g i n ee r in g   is   t h tr an s f o r m er   -   j u s r e p lace   v o ltag w it h   to r q u an d   c u r r en w it h   s p ee d .   Gea r s   w ill   allo w   y o u   to   c a r r y   f ar   m o r lo ad ,   b u t   at  a   s ac r if ice   to   s p ee d   -   in v er s el y   p r o p o r tio n al,   e. g .   d o u b lin g   o f   to r q u co m es  w i th   h alv i n g   in   s p ee d .     2 . 5 .     DC  m o t o driv er   I C   A r d u i n o   is   a n   o p en - s o u r ce   p latf o r m   u s ed   f o r   b u ild i n g   elec tr o n ics  p r o j ec ts .   A r d u i n o   co n s is ts   o f   b o t h   p h y s ical  p r o g r a m m ab le  c ir cu it b o ar d   ( o f ten   r e f er r ed   to   as  a   m icr o co n tr o ller )   an d   p iece   o f   s o f t w ar e ,   o r   I DE   ( I n teg r ated   Dev e lo p m en E n v i r o n m e n t)   th at   r u n s   o n   y o u r   co m p u ter ,   u s ed   to   w r ite  an d   u p l o ad   co m p u ter   co d to   th p h y s ical  b o ar d .   T h Ar d u in o   p latf o r m   h as  b ec o m q u ite  p o p u lar   w it h   p eo p le  j u s s tar tin g   o u w i t h   elec tr o n ics,  an d   f o r   g o o d   r ea s o n .   Un li k m o s p r ev io u s   p r o g r a m m ab le  cir cu it  b o ar d s ,   th e   A r d u i n o   d o es  n o t   n ee d   s ep ar ate  p iece   o f   h ar d w ar ( ca lled   p r o g r a m m er )   i n   o r d er   to   lo ad   n e w   co d o n to   th e   b o ar d     y o u   ca n   s i m p l y   u s USB   ca b le.   A d d itio n all y ,   t h A r d u i n o   I DE   u s e s   s i m p li f ied   v er s io n   o f   C ++ ,   m ak i n g   it  ea s ier   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   1 3 3     1 4 0   138   lear n   to   p r o g r a m .   Fi n all y ,   A r d u in o   p r o v id es  s ta n d ar d   f o r m   f ac to r   th at   b r ea k s   o u t h f u n ctio n s   o f   t h m icr o - co n tr o ller   in to   m o r ac ce s s ib le  p ac k ag e.   Fo r   th u p   an d   d o w n   m o tio n   o f   th ar m   an d   o p en   clo s m o tio n   o f   th ar m   f i n g er s   w h av u s ed   a   m ec h a n ical   ar r an g e m e n t h at   co n v er t s   t h r o tatio n   d ir ec ti o n   o f   m o to r   in   to   eq u i v ale n m o tio n .   Fo r   th is   p u r p o s w h a v u s ed   an   m o t o r   d r iv er   I C   n a m ed   L 2 9 3 .   L 2 9 3 is   t y p ical  Mo to r   d r iv er   o r   Mo to r   Dr iv er   I C   w h i ch   allo w s   D C   m o to r   to   d r iv o n   eit h e r   d ir ec tio n .   L 2 9 3 is   1 6 - p in   I C   w h ic h   ca n   co n tr o s et  o f   t w o   DC   m o to r s   s i m u l tan eo u s l y   in   an y   d ir ec tio n .   I t   m ea n s   th at   y o u   ca n   co n tr o t w o   DC   m o to r   w it h   a   s i n g le  L 2 9 3 I C .   Du al  H - b r id g e   Mo t o r   Dr iv er   i n te g r ated   cir cu it   ( IC ).     2 . 5 . 1 .     Wo rk ing   o f   L 2 9 3 D   I w o r k s   o n   th e   co n ce p o f   H - b r id g e.   H - b r id g e   is   cir c u it  w h ic h   allo w s   t h v o lta g to   b f lo w n   i n   eith er   d ir ec tio n .   As  y o u   k n o w   v o lta g n ee d   to   c h a n g i ts   d ir ec tio n   f o r   b ein g   ab le  to   r o tate  th m o to r   in   clo ck w is o r   an ticlo c k w i s d ir ec tio n ,   h e n ce   H - b r id g e   I C   ar id ea l f o r   d r iv in g   DC   m o to r .   I n   s i n g le  L 2 9 3 ch ip   t h e r ar t w o   h - B r id g cir cu i in s id t h I C   w h ic h   ca n   r o tate  t w o   d m o to r   in d ep en d en tl y .   D u its   s ize   it  is   v er y   m u ch   u s ed   in   r o b o tic  ap p licatio n   f o r   co n tr o llin g   D C   m o to r s .     Giv e n   b elo w   i s   th p i n   d iag r a m   o f   L 2 9 3 m o to r   co n tr o ller .   T h er ar tw o   E n ab le  p in s   o n   l2 9 3 d .   P in   1   an d   p in   9 ,   f o r   b ein g   ab le  to   d r iv th m o to r ,   th e   p in   1   an d   9   n ee d   to   b h ig h .   Fo r   d r iv in g   th m o to r   w it h   lef H - b r id g y o u   n ee d   to   en ab le  p in   1   to   h ig h .   An d   f o r   r ig h H - B r id g y o u   n ee d   to   m a k t h p in   9   to   h ig h .   I f   a n y o n o f   t h eith er   p i n 1   o r   p in 9   g o e s   lo w   t h en   th e   m o to r   i n   th e   co r r esp o n d in g   s ec tio n   w i ll  s u s p en d   w o r k i n g .   I t s   li k s w itc h   y o u   ca n   s i m p l y   co n n ec t h p in 1 6   VC C   ( 5 v )   to   p in   1   an d   p in   9   to   m a k t h e m   h ig h .   L 2 9 3 P in   Diag r a m   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 8.           Fig u r 8 .   L 2 9 3 p in   d iag r a m         T h er ar 4   in p u t   p in s   f o r   l2 9 3 d ,   p in   2 ,   7   o n   th e   le f a n d   p i n   1 5 ,   1 0   o n   th e   r ig h t   as   s h o w n   o n   t h e   p in   d iag r a m .   L e f i n p u p in s   w ill   r eg u late  th r o tatio n   o f   m o t o r   co n n ec ted   ac r o s s   lef s id an d   r ig h in p u f o r   m o to r   o n   t h r i g h t   h a n d   s id e.   T h m o to r s   ar r o tated   o n   t h b asis   o f   th e   i n p u t s   p r o v id ed   ac r o s s   th e   in p u p i n s   as  L O GI C   0   o r   L OGI C   1 .   I n   s i m p le  y o u   n ee d   to   p r o v id L o g ic  0   o r   1   ac r o s s   th i n p u p in s   f o r   r o tatin g     th m o to r .     2 . 5 . 2 .    L 2 9 3 L O G I T AB L E   L et s   co n s id er   Mo to r   co n n ec ted   o n   le f s id o u tp u p in s   ( p in   3 ,   6 ) .   Fo r   r o tatin g   t h e   m o to r   i n   clo ck w is d ir ec tio n   t h i n p u p in s   h a s   to   b p r o v id ed   w it h   L o g ic  1   an d   L o g ic  0 .       P in   2 =   L o g ic  1   an d   P in 7 =   L o g ic  0   |   C lo c k w i s Dir ec tio n   P in   2 =   L o g ic  0   an d   P in 7 =   L o g ic  1   |   An ticlo ck w i s Dir ec tio n   P in 2 =   L o g ic  0   an d   P in 7 =   L o g ic  0   |   I d le  [ No   r o tatio n ]   [ Hi - I m p ed a n ce   s tate]   P in   2 =   L o g ic  1   an d   P in 7 =   L o g ic  1   |   I d le  [ No   r o tatio n ]   I n   v er y   s i m ilar   w a y   t h m o to r   ca n   also   o p er ate  ac r o s s   in p u t p i n   1 5 , 1 0   f o r   m o t o r   o n   th r ig h h a n d   s id e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       A r d u in o   co n tr o ller   b a s ed   b o r e w ell  ch ild   r escu s ys tem   ( S.   P r a ka s h )   139       Fig u r 9 .   C ir cu it Dia g r a m   Fo r   l2 9 3 d   m o to r   d r iv er   I C   co n tr o ller .       2 . 5 . 3 .     Dig it a w eb  ca m er a   A   v id eo   ca m er a   is   ca m er u s e d   to   m a k elec tr o n ic   m o tio n   p ictu r es  I ca p tu r es  m o v in g   i m ag e s   a n d   s y n ch r o n o u s   s o u n d .   E ar l y   v i d eo   ca m er as  w er all   an alo g   an d   m o s m o d er n   o n e s   ar e   d ig ital.  An alo g   v id eo   ca m er as  p r o d u ce   s i g n al s   t h at   ca n   b d is p la y ed   w i th   an a lo g   telev i s io n s .   T h s i g n als   ca n   b s h o w n   at  t h ti m e,   o r   ca n   b s to r ed   in   an   an alo g   f o r m at  o n   m a g n etic  tap e.   Dig it al  v id eo   ca m er as p r o d u ce   d ig it al  i m a g es.   A   w eb ca m   i s   v id eo   ca m er th at  f ee d s   o r   s tr ea m s   it s   i m a g in   r ea ti m to   o r   th r o u g h   co m p u ter   to   co m p u ter   n et w o r k .   W h e n   " c ap tu r ed "   b y   th co m p u ter ,   th v id eo   s tr ea m   m a y   b s av ed ,   v i e w ed   o r   s en o n   to   o th er   n et w o r k s   v ia   s y s te m s   s u c h   a s   t h i n ter n e t,  an d   e m ailed   as  a n   attac h m e n t.  W h e n   s e n t   to   r e m o te   lo ca tio n ,   th v id eo   s tr ea m   m a y   b s a v ed ,   v ie w ed   o r   o n   s en th er e.   Un li k an   I P   ca m er ( w h ich   co n n ec t s   u s i n g   E th er n et   o r   W i - Fi),   a   w eb ca m   is   g e n er all y   co n n ec ted   b y   a   U SB   ca b le,   o r   s i m i lar   ca b le,   o r   b u ilt  i n to   co m p u ter   h ar d w ar e,   s u ch   a s   lap to p s .   T h ter m   " w eb ca m "   ( clip p e d   co m p o u n d )   m a y   also   b u s e d   in   its   o r ig in a s en s o f   v id eo   ca m er a   co n n ec ted   to   t h W eb   co n ti n u o u s l y   f o r   an   in d e f i n ite  ti m e ,   r ath er   th a n   f o r   p ar ticu la r   s ess io n ,   g en er all y   s u p p l y i n g   v ie w   f o r   an y o n w h o   v is it s   its   w eb   p ag o v er   th I n ter n et.   So m o f   th e m ,   f o r   ex a m p le ,     th o s u s ed   as  o n l in tr a f f ic  ca m er as,  ar ex p en s i v e,   r u g g ed   p r o f ess io n al  v id eo   ca m er a s .   W eb   ca m er a   as   s h o w n   in   F ig u r 10.         Fig u r 1 0 .   W eb   ca m er a       2 . 5 . 4 .     Wo rk ing   o f   a   dig it a l v ideo   ca m er a   J u s li k an a lo g   v id eo   ca m er as ,   d ig ital  v id eo   ca m er as  ca n   b o p er ated   w it h   t h b asic  co n tr o ls   r ec o r d ,   p lay ,   p a u s e,   r e w i n d   an d   f o r war d .   Mo s d ig ital  v id eo   ca m er as  ar s m al ler   th a n   an alo g   v i d eo   ca m er as  w h ic h   m ak e s   h a n d lin g   t h e m   ea s ier .   T h f u s s   o f   i n s talli n g   f i l m   i n   th v id eo   ca m er h as   b ee n   el i m i n ated .   I n   u s in g   a   d ig ital  v id eo   ca m er a,   all  y o u   n ee d   is   to   p o w er   it  o n   a n d   p u s h   t h r ec o r d   b u tto n .   Yo u   ca n   also   p r ev ie w   y o u r   ca p tu r ed   v id eo   i m a g es  w it h o u p r o ce s s in g   an y   k i n d   o f   f il m   o r   m ed ia  s to r a g e.   I f   y o u   d o n ' t   lik w h at  y o u   s ee ,   y o u   ca n   i m m ed iatel y   r e - ca p t u r th v id eo   i m a g e s   o f   y o u r   s u b j ec t a g ain   o n   th s p o t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   1 3 3     1 4 0   140   3.   M E T H O DO L O G Y   T h m ec h an ical  s u p p o r s tr u ct u r w i th   f o u r   leg s   in   f ir s p lac ed   o v er   th b o r e   w e ll  o p en i n g .   T h is   s u p p o r s tr u ct u r h a s   m o to r   f i x ed   o n   it  w it h   p u l le y   a s s e m b l y   t h en   t h r o b o tic  ar m   s et u p   is   tied   u p   to   ca b le  o r   r o p e   w it h   d es ir ed   len g th   an d   i s   t h e n   co u p led   to   t h p u lle y   o f   t h e   u p   d o w n   m o tio n   co n tr o m o t o r   th is   i s   t h i n itial   s tep .   No w   t h s y s te m   is   r ea d y   f o r   r esc u e.   W h e n   th e   p o w e r   in   tu r n ed   o n   t h eq u ip m e n t   p r esen t   in   t h ar m   tu r n s   o n   alo n g   w it h   th is   h i g h   b r ig h tn e s s   L E D   is   al s o   p lace d   in   it  f o r   illu m i n atio n   p u r p o s n o w   t h d ep th   o f   th v ic ti m s   lo ca tio n   i s   d is p la y ed   o n   th co n tr o l p an el  an d   t h v id eo   is   s ee n   i n   lap to p   m o n ito r .     B y   o p er atin g   t h ap p r o p r iate  b u tto n s   o n   t h co n tr o p an el  t h ar m   i s   lo w er ed   in to   t h well  as  it  m o v e   d ee p er   an d   d ee p er   th d ep th   o n   th L C s cr ee n   d ec r ea s es  an d   as  th ar m   r ea ch es  t h v icti m   t h v al u e   b ec o m e s   ze r o   in d icat in g   t h at   th ar m   h as   r ea ch ed   v icti m .   No w   t h r o b o tic  ar m   w h ic h   I   alr ea d y   i n   o p en   p o s itio n   is   clo s ed   in   o r d er   to   g r ab   th v icti m .   W ca n   tak e   d ec is io n s   b ased   o n   th v id eo   f ee d .   T h en   ar m   i s   s lo w l y   p u lled   u p   an d   f i n all y   th ch ild   g et s   r escu ed .   Har d w ar a s s e m b l y   o f   t h r esc u s y s te m   a s   s h o w n   in   Fig u r 11.           Fig u r 1 1 .   Har d w ar as s e m b l y   o f   th r esc u s y s te m       T h m ed ical  tea m   w h o   ar k ep in   s ta n d b y   w il b ab le  to   g iv f ir s aid   an d   to   p r ep ar f o r     th tr ea t m e n d ep en d in g   o n   th v icti m s   m ed ical  co n d itio n s .   W h en   th r o b o is   p u lled   o u t,  th r o p is   cu o f f .   T h r o b o is   tak en   o u t s id ca r ef u ll y   f r o m   t h s ta n d .   T h ar m s   ar o p en ed   b y   t h co n tr o p an el  an d   th v icti m   is   tak e n   f o r   tr ea t m en t.       4.   CO NCLU SI O N   T h u s   b o r w ell   r ec u e   s y s te m   w a s   p r o p o s ed   an d   t h p r o to t y p o f   t h s y s te m   w as   i m p le m en ted   an d   test ed .   Fro m   th r es u lt  it  is   p r o v en   th at  t h is   s y s te m   ca n   b im p le m e n ted   in   t h is   k in d   o f   cr u cial  r escu e   o p er atio n s .   C u r r en d esi g n   o f   b o r w el ch i ld   r escu s y s te m   h as  b ee n   m ad to   s u it  e v e r y   t y p o f   p o s s ib le   s itu a tio n .   T h s tr u c tu r i s   m a d s tr o n g   e n o u g h   to   s u s tai n   all  p o s s ib le  lo ad s ,   th o u g h   it  i s   m ad f lex ib le  to   w id er   r an g o f   b o r d iam eter .   B y   u s i n g   t h p r o p o s ed   co n ce p th tid ies  j o b   o f   b o r w ell  c h ild   r escu is   m ad e   litt le  b it  ea s ier   as  t h is   s y s te m   w il tak le s s   ti m t h at  o th er   m et h o d s   th r esc u ca n   b ac co m p li s h ed   in   f e w   h o u r s .   W h a v f u r t h er   p lan n e d   to   in co r p o r ate  an   o x y g en   s u p p ly   s y s te m .       RE F E R E NC E S     [1 ]   B .   B h ar ath i,  B .   Su ch it h r Sam u e l,  De s i g n   a n d   co n s tr u c ti o n   o f   r escu r o b o an d   p ip eli n in s p ec tio n   u s i n g zig b ee ”  I n tern a tio n a l J o u r n a l o f S cien tifi E n g in ee r in g   a n d   R esea r ch ,   v ol .   1 ,   n o .   1 ,   2 0 1 3 .   [2 ]   G.   Nith i n ,   G.   Go w t h a m   a n d   S.  Nar ay a n an   Des ig n   an d   s i m u latio n   o f   b o r e - w ell  r escu er   r o b o t - A d v an ce d , ”  A R P N   Jo u r n a l o E n g in ee r in g   a n d   A p p lied   S cien ce s ,   v o l 9,   no .   5,   2 0 1 4   [3 ]   P al w i n d er   Kau r ,   R a v i n d er k au r ,   Gu r p r ee ts in g h ,   p ip eli n i n s p ec tio n   an d   b o r e w e ll  r esc u r o b o t ”  I R JE T :   I n tern a tio n a l J o u r n a o f R esea r ch   in   E n g i n ee r in g   a n d   Tech n o lo g y ,   v o l .   3 ,   n o .   04 2 0 1 4   [4 ]   On d iap p an   A r i v az h a g an ,   “G - C h ar f o r   p r ed ictin g   b o r e - w e l ac c id en ts ”  Dec ca n   C h r o n icl Ne w s p ap er - B an g alo r e 2014   [5 ]   K.   Sar an ,   S.   Vig n e s h ,   Ma r lo n   J o n es  L o u is ,   B o r w ell  r esc u r o b o t”  I n tern a tio n a Jo u r n a Of  R esea r ch   in   A ero n a u tica a n d   mec h a n ic a l E n g in ee r in g ,   v o l .   2 ,   n o .   4,   2 0 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.