Acionamento de uma cadeira de rodas através de um acelerômetro bi-axial inclinômetro

Abstract

Este trabalho descreve as atividades de desenvolvimento e os resultados obtidos no projeto e nos testes de uma cadeira de rodas controlada por um acelerômetro bi-axial disposto na parte superior da cabeça do usuário, tendo como objetivo principal facilitar a locomoção de pessoas portadoras de deficiência motora, que possuam movimento apenas da cabeça ou dificuldades nos movimentos do segmento mão-braço, apresentando um tipo de controle diferente da maioria das cadeiras motorizadas, que são comercializadas, que necessitam que o usuário movimente um joystick para controlar o movimento da cadeira de rodas. O sistema utiliza um conversor analógico-digital para medir a inclinação da cabeça do usuário captada pelo acelerômetro, permitindo ao sistema decidir qual deve ser o próximo movimento da cadeira através da comparação da inclinação medida com os valores limites obtidos na calibração do sistema. Após a decisão do movimento é gerado um sinal PWM para controle da velocidade dos motores localizados nos eixos das rodas, permitindo a movimentação em todas as direções. A calibração é individual sendo realizada ao inicializar, permitindo ao sistema se adaptar às condições de mobilidade de cada usuário. Foram realizados testes com voluntários e o sistema apresentou erro máximo de 1,37°, abaixo do erro máximo teórico que o sistema poderia obter. Os testes foram realizados com quatro voluntários testando o sistema desde a calibração até a movimentação das rodas, comparando os valores calibrados com os obtidos no momento do inicio do movimento.

This document describes the development activities and results achieved in the design and testing process of a wheelchair controlled by bi-axial accelerometer placed at the top of the head of the user, having as main objective to facilitate the mobility of persons with disabilities who have movement only in the head or difficulties in the movements of the handarm segment, presenting a different kind of control of the most motorized wheelchairs marketed, which require that the user moves one joystick to control the movement of the wheelchair. The system uses a Digital-analog converter to measure the head movement acquired by the accelerometer, allowing to the system decide which should be the next movement of wheelchair, through the comparison between the head movement and the obtained values in the system calibration. After the system decides the direction of the movement the system generates the PWM sign to control the motor speed (localized in the wheel’s axis), allowing the movement in all directions. The calibration is personal and performed during the startup of the system, allowing the system to adapt with movements of each user. It was performed tests with volunteers and the system presented maximum error of 1,37º, less than the maximum theoretical error of the system. The tests was performed with four volunteers, testing the system since the calibration (startup) until the wheel’s movement, comparing the values acquired during the calibration and the values acquired during the beginning of the movement.