BENGALA ELETRÔNICA MICROCONTROLADA Ana Clara Amorim Andrade 1 Júlia Fagundes Gomes 2 Nayôto Saulo Santos Silva 3 Nelson Alexandre Estevão 4
PALAVRAS-CHAVE: inclusão; bengala eletrônica; deficiência visual; microcontrolador. 1. INTRODUÇÃO Um dos maiores desafios dos dias atuais é a efetiva inclusão de pessoas com deficiência no convívio social, seja em atividades de aprendizagem, de lazer ou do trabalho. Em muitos casos, existe a legislação que garante essa inclusão, mas não existem meios que viabilizam sua implementação. A tecnologia nas áreas da eletrônica e da informática é uma realidade e já possibilita o acesso aos equipamentos que facilitam o dia-a-dia das pessoas. O objetivo deste trabalho é direcionar essa tecnologia, incluindo as tecnologias disponíveis para desenvolvimento de projetos eletrônicos, para atender às demandas atuais da inclusão de pessoas com deficiência. Nesse sentido, foi desenvolvida uma bengala eletrônica microcontrolada voltada para o uso de pessoas com deficiência visual. O trabalho foi apresentado na 26 a Mostra Específica de Trabalhos e Aplicações, do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, premiado em 1º lugar geral da Unidade Contagem. Também foi apresentado na 13ª Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 (SNCT), organizada pelo Ministério de Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) e pela Secretaria de Estado de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (SEDECTES) de Minas Gerais. É importante reforçar que o foco do desenvolvimento não está na deficiência. O principal objetivo é ressaltar e valorizar a pessoa acima de tudo, independentemente de suas condições físicas, sensoriais ou intelectuais, e a tecnologia, como ferramenta para trazer bem-estar e qualidade de vida. 2. METODOLOGIA 131 O protótipo foi desenvolvido com tecnologias do Arduino, que é uma plataforma de desenvolvimento de hardware simples e livre,
muito utilizada, atualmente, por iniciantes em robótica. A placa usada é equipada com microcontrolador Atmel e foi programada usando C++. O trabalho prático foi desenvolvido nas seguintes etapas: 1 a - Análise dos recursos disponíveis no microcontrolador utilizado, bem como das ferramentas de desenvolvimento de projeto; 2ª - Estudo sobre dificuldades encontradas por deficientes visuais com o objetivo de identificar e definir o recurso tecnológico que traria maior ganho para a qualidade de vida dessas pessoas; 3ª - Desenvolvimento dos recursos e tecnologias assistivas para a bengala eletrônica, considerando definição e aquisição de material, programação e testes do sistema; 4ª - Testes e análise da eficiência no uso do equipamento, simulando situações vivenciadas por deficientes visuais no dia-a- -dia; 5ª - Divulgação dos resultados à comunidade acadêmica, através de apresentações orais e participações em eventos. 3. DISCUSSÃO E RESULTADOS A primeira etapa do desenvolvimento consistiu na pesquisa de recursos disponíveis para desenvolvimento de protótipos de hardware, sendo que foram consideradas as seguintes possibilidades para desenvolvimento com kits Arduino disponíveis no mercado: Placa Uno R3, Placa Mega 2560 e Placa Nano. Essa análise tinha o objetivo de identificar os recursos disponíveis em cada modelo, dimensões e o custo de aquisição, para alcançar a melhor relação custo-benefício. A Tabela 1 apresenta os dados obtidos. 132 Tabela 1. Análise dos modelos de kits de desenvolvimento Modelos 1 Portas Digitais Portas PWM Portas Analógicas Tamanho L x P Custo Médio 2 Uno R3 14 6 8 68,6 x R$50,00 53,4mm Mega 54 15 16 101,5 x R$80,00 2560 53,3mm Nano 14 6 8 45 x 18mm R$50,00 1 Modelos disponíveis em https://www.arduino.cc 2 Custo médio pesquisado em agosto/16.
Pode-se observar que, considerando os recursos disponíveis em cada modelo, todos eles atendem à demanda de desenvolvimento do equipamento inclusivo previsto inicialmente: aquisição de 2 ou 3 variáveis analógicas, no mínimo 4 variáveis digitais e controle de 2 cargas através de PWM. O tamanho é um parâmetro importante a ser observado, tendo em vista a necessidade de um sistema pequeno e leve, que possibilitasse a instalação na própria bengala. Em função do tamanho e do custo, o modelo Mega 2560 foi descartado. Por fim, na análise de custo e disponibilidade de mercado concluiu-se que o modelo Uno R3 atenderia de forma satisfatória, possibilitando o desenvolvimento de um equipamento leve, com dimensões aceitáveis em relação a uma bengala convencional e com boa relação custo/benefício. Concluiu-se também que o modelo Nano apresentava um bom desempenho, podendo ser utilizado em desenvolvimentos futuros de outras versões da bengala. A segunda etapa consistiu em identificar os melhores recursos a serem desenvolvidos para facilitar o dia-a-dia do usuário. Foram avaliadas possibilidades de sinalização sonora, mas a conclusão da equipe de desenvolvimento é de que esse tipo de recurso gera maior cansaço mental para o usuário e para pessoas próximas. Dessa forma, a solução adotada foi sinalização pelo tato. Esse tipo de sinalização não gera ruído, além de liberar o deficiente visual para usar sua audição focada em outros elementos que podem orientá-lo no deslocamento. A solução final adotou dois motores que vibram em frequências diferentes próximo da mão do usuário. A vibração é variável, em função da distância do obstáculo. A escolha de dois motores foi motivada por requisitos de confiabilidade, pois mesmo na falha de um motor ainda assim o usuário poderia continuar utilizando a bengala. 133 Também foram avaliados os tipos de monitoramento que deveriam ser realizados pelo equipamento: detecção de obstáculos à frente e/ou detecção de obstáculos dos lados. A equipe de desenvolvimento concluiu que somente a detecção de obstáculos à frente seria suficiente para orientar o usuário no seu deslocamento
e possibilitaria o desenvolvimento de um sistema mais simples e, conseguintemente, mais leve e barato. Os últimos estudos sobre os recursos necessários giraram em torno da definição de autonomia da bateria utilizada para alimentar o sistema. A escolha final considerou um carregador portátil de celular 2600mAh, facilmente adquirido no mercado e de custo acessível. Os testes de autonomia indicaram que uma carga completa do carregador possibilita o uso da bengala por um período de aproximadamente 8 horas. 3.1 Produto Final Após a programação, a montagem e os testes do protótipo, a equipe de desenvolvimento chegou ao produto final apresentado na Figura 1. Figura 1. Produto Final 4. CONCLUSÃO 134 O desenvolvimento do projeto possibilitou a experiência com técnicas de programação de microcontroladores e uso de kits de desenvolvimento de protótipos disponíveis no mercado. O produto final apresentou resultados positivos sobre a viabilidade de desenvolvimento de equipamentos com tecnologias assistivas, gerando impactos reais na inclusão social e na promoção da cidadania.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Nº 13.146, de 6 de JULHO de 2015. Lei brasileira de inclusão da pessoa com deficiência (Estatuto da pessoa com deficiência). Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 07 jul. 2015. Seção 1, p. 2. CORPORATION ATMEL. Disponível em http://www.atmel. com/pt/br/, acesso em 08 de novembro de 2016. PROJETO ARDUINO. Disponível em: https://www.arduino.cc/, Acesso em 10 de agosto de 2016. NOTAS 1 Estudante do Curso Técnico em Eletroeletrônica do CEFET-MG Unidade Contagem, MG, Brasil. anaclaramorim2000@yahoo.com.br. 2 Estudante do Curso Técnico em Eletroeletrônica do CEFET-MG Unidade Contagem, MG, Brasil. julia.fagundes98@outlook.com. 3 Estudante do Curso Técnico em Eletroeletrônica do CEFET-MG Unidade Contagem, MG, Brasil. nayoto.naruto@gmail.com. 4 Graduado em Engenharia Elétrica. Mestre em Engenharia Elétrica. Especialista em Informática Aplicada. Professor, DELCOM, CEFET-MG, Unidade Contagem, MG, Brasil. nelson@contagem.cefetmg.br. 135