Lucas Eduardo Tonin
Graduando em Automação Industrial pela Fatec Bauru lucas.tonin@fatec.sp.gov.br
Paulo Henrique Macedo Rocha
Graduando em Automação Industrial pela Fatec Bauru paulo.rocha16@fatec.sp.gov.br
Orientador: Tiago Aparecido Vicentin
Doutor em irrigação e drenagem e docente na Fatec Bauru tiago.vicentin@fatec.sp.gov.br
RESUMO
O parapodium é um equipamento utilizado no tratamento de doenças que afetam o desenvolvimento neuromotor de pacientes que sofrem de doenças como paralisia cerebral, complicações antes, durante e logo após o parto, entre outras, que afetam o sistema nervoso e devido a essa complicação, causam deficiências no desenvolvimento muscular, nervoso e ósseo dos pacientes. O equipamento é essencial para corrigir o desenvolvimento irregular dos pacientes, porém é um equipamento de difícil acesso, e cansativo, que normalmente só é utilizado durante determinado período durante as sessões de fisioterapia. O objetivo deste projeto é desenvolver um sistema de controle que permita a adaptação de um parapodium para se mover através de um sistema de tração microcontrolado, permitindo que o paciente possa utilizar o equipamento durante suas atividades diárias, estendendo assim os exercícios realizados durantes as sessões de fisioterapia para outros ambientes, como a própria residência do paciente. Para desenvolver o protótipo inicial do sistema de controle, foram utilizados dois motores de corrente contínua, controlados utilizando uma “ponte H” para definir a direção em que o mesmo irá se movimentar, utilizando sensores de distância para garantir a segurança do equipamento, utilizando um microcontrolador para realizar o processamento dos sinais e assim, controlar o funcionamento dos motores que tracionam o equipamento. Durante o desenvolvimento, concluímos que é possível desenvolver um sistema de controle que permita a adaptação de um equipamento utilizando componentes de baixo custo, como motores de corrente contínua, microcontroladores como o Arduino Uno, entre outros equipamentos de custo reduzido.
Palavra-chave: Parapodium; neuromotor; fisioterapia; microcontrolador; tração.
1 INTRODUÇÃO
O Parapodium é um equipamento utilizado na Fisioterapia para ajudar as crianças ou adultos na estabilidade de sua postura em pé ou de forma ortostática, este aparelho é utilizado não apenas para dar assistência à manutenção da postura, mas também para assegurar a forma simétrica e correta do desenvolvimento dos tecidos, musculatura e sistema ósseo do paciente. O Estabilizador Vertical auxilia no desenvolvimento de uma postura ortostática, e é extremamente importante em diversos fatores, especialmente para as crianças que apresentam algum grau de transtorno neurológico que dificulte o controle dos movimentos corporais e afete seu desenvolvimento correto. A princípio, o equipamento é indicado para pacientes que possuem diversos tipos de disfunção motora, como movimentos involuntários ou descoordenados dos músculos, tremores, diminuição da força muscular e aumento do tônus e topografia de lesões como tetraplegia ou paraplegia (membros inferiores ou superiores), esse equipamento ajuda na correção desses sintomas garantindo um melhor desenvolvimento muscular e do sistema nervoso, corrigindo esses tipos de disfunções.
O estabilizador vertical parapodium é um equipamento que não permite o deslocamento do paciente, e exige maior atenção dos cuidadores durante sua utilização, por ser um equipamento estático, depende de locais específicos para utilização, fazendo com que seja necessário o deslocamento do paciente até o local onde o tratamento será realizado, causando assim uma maior dificuldade durante o tratamento. Por ser um equipamento estático, ele não é capaz de promover uma sensação de autonomia ao paciente, permitindo que ele consiga se locomover por conta própria e também não possui incentivos que estimulem o paciente a realizar o tratamento por períodos prolongados, se tornando cansativo após um pequeno período de utilização, tanto para o paciente, quanto para os tutores.
Algumas das vantagens na utilização do equipamento são: conceder um desenvolvimento adequado da postura corporal do paciente, corrigindo desenvolvimento anormal e melhorando a postura, auxilio no sistema respiratório, digestivo e circulatório, contribuição com as etapas de desenvolvimento neuropsicomotor, que é o processo de desenvolvimento de habilidades como coordenação motora, entre outras, a partir de estímulos externos que consigam incentivar o paciente a realizar certos movimentos, melhorando a aquisição de cálcio pelo tecido ósseo e contribuindo com a formação óssea. Ele também proporciona inclusão social, em todos os equipamentos de tecnologia assistiva, o Estabilizador Vertical também tem o seu princípio de exigir esforço e equilíbrio, fazendo com que o paciente realize exercícios que irão beneficiar nesses aspectos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema de controle e comando, com requisitos de segurança, que permita a adaptação de um parapodium para se mover utilizando tração motora de acordo com o controle do fisioterapeuta ou responsável, e que poderá auxiliar no tratamento fisioterápico e na locomoção do paciente em pequenas distâncias durante sua rotina diária. Não encontramos nenhum modelo de adaptação para o equipamento disponível no mercado, apenas alguns modelos iniciais, porém nenhum modelo que obteve um resultado conclusivo e demonstrou seu devido funcionamento.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Dificuldade de Controle Motor
A Paralisia Cerebral de acordo com o Manual MSD (2021), afeta cerca de 0,1% a 0,2% das crianças recém-nascidas, aumentando para cerca de 15%
entre os prematuros. Vindo acompanhada por distúrbios sensoriais, perceptivos, cognitivos, de comunicação e comportamental; epilepsia e problemas musculoesquelético secundários.
As intercorrências capazes de lesar o sistema nervoso central, podem ocorrer no período gestacional, durante o parto, ou após o nascimento, sendo a mesma não diagnosticável de imediato, logo, levando ao diagnóstico precoce dos distúrbios do desenvolvimento por profissionais da área da saúde.
De acordo com Darabas (2009) as doenças neuromusculares caracterizam-se por patologias decorrentes de distúrbios primários da unidade motora, composta pelo neurônio medular, raiz nervosa, nervo periférico, junção mioneural e musculo, assim, nos pacientes a maioria dessas afecções é geneticamente ordenada, trazendo consigo as alterações funcionais e da qualidade de vida.
2.2 Tratamento
Essas patologias trazem consigo desordens permanentes do desenvolvimento do movimento e postura quanto unidade motora, por este motivo, é importante realizar tratamento multidisciplinar (fonoaudiólogo, terapeuta ocupacional, fisioterapia, entre outros) desde o diagnóstico precoce.
O fisioterapeuta após analisar o atraso do desenvolvimento motor (anormal) orienta ao responsável uma série de estímulos no cotidiano da criança com base no desenvolvimento motor normal, a partir da evolução dessa criança, o responsável é orientado para o uso de órteses, dispositivos de marcha (muleta, andador, cadeira de rodas) e até mesmo colocar a criança em pé com o uso de equipamentos auxiliares (lonas extensoras, uso de parapodium por determinado período).
Nem todas as crianças conseguem ter marcha independente (andar sozinho), ou até mesmo com auxílio de andador ou muleta, o que leva a necessidade do uso de cadeira de rodas para a locomoção de longa distância.
A criança não deve permanecer o por longos períodos na posição deitada, sentada, ou também em pé, sendo assim necessário o uso de equipamentos especiais para locomoção durante longos períodos.
2.3 Importância dos Estímulos Contínuos
O estímulo contínuo nos tratamentos é importante, mas não de modo exagerado, para ter um desenvolvimento perceptível é aconselhado que, de modo acompanhado, os paciente continuem exercendo atividades em suas residências, pois as sessões de estimulo normalmente realizadas nos
tratamentos possuem duração média de 20 minutos até 1 hora, entretanto nas 23 horas restante do dia, é aconselhado pelo profissional que continue realizando exercícios em casa, caso contrário, o paciente terá um atraso de desenvolvimento.
Uma criança é um ser inteiro em desenvolvimento, com capacidades e potencialidades a ser próspera, por isso é necessidade relevante de que ela seja estimulada em todos os seus sentidos, para que possa se desenvolver integralmente, pois de acordo com os últimos estudos sobre a infância, quanto mais estímulos a criança receber neste período, melhores serão os resultados que terá ao longo da sua vida, tanto em aspectos sociais, culturais, como cognitivos, físicos e afetivos. (LOPES et al, 2010).
De acordo com Xavier S (2020), percebe-se que o incentivo quando oferecido tornam-se um importante aliado no desenvolvimento da criança. Em vista disso, podemos concluir que, para que a criança se desenvolva integralmente, deve lhe ser proporcionado uma série de incentivos, ou seja, atividades lúdicas e cognitivas ricas, diversificadas e prazerosas, um ambiente sensorialmente enriquecedor, atenção especial e estímulos afetivos, causando, assim, um desenvolvimento cognitivo significativo sobre ela.
2.4 Importância da Utilização de Equipamentos
Tecnologia Assistiva (TA) pode ser definida como um termo utilizado para identificar recursos e serviços voltados as pessoas com deficiência visando proporcionar a elas autonomia, independência, qualidade de vida e inclusão social (Escola Digital PROFESSOR, 2019).
Segundo Ribeiro (2014) durante a sessão de fisioterapia, ao realizar exercícios de locomoção com o paciente, é solicitado pelo fisioterapeuta que o paciente se mova de uma ponta a outra do percurso, porém é necessário que exista um objetivo de interesse do paciente. Utilizando um equipamento que atraia a atenção dele, como um tablet ou outro aparelho similar que transmita a sensação de que o tratamento é parte de um jogo, é possível obter estímulos de controle motor, movimento manual e desenvolvimento cognitivo durante a realização dos exercícios. A combinação de terapias, aparelhos e brincadeiras é importante para o desenvolvimento da criança com PC.
2.5 Importância do Tratamento Fora das Sessões
De acordo com Tavares (2020), a participação familiar é considerada de extrema importância no processo de reabilitação dos pacientes com PC e outras ocasiões. As sessões de fisioterapia, fonoaudiologia, terapia ocupacional e educação física, são semanais e duram entre 30 a 50 minutos, dependendo do desempenho e idade do paciente, portanto a repetição de alguns exercícios das sessões e os estímulos recebidos em casa e na escola impactam consideravelmente no desempenho destes pacientes. Conforme relatado, todos que estão em idade escolar são incentivados a frequentá-la.
3 MATERIAS E MÉTODOS
3.1 Método Utilizado
Durante o estudo do método que seria utilizado, a ideia inicial seria um modelo com 4 rodas, controladas por 4 motores, como ilustrado na figura 1 a seguir, porém a ideia foi descartada devido ao seu maior custo, e ao risco de danificar a estrutura durante determinados movimentos que o equipamento poderia vir a realizar, devido a força que seria feita em direção a estrutura do equipamento.
Figura 1 - Base com 4 motores
Fonte: Autor
A segunda ideia que foi analisada, foi utilizando 4 rodízios giratórios, e duas rodas conectadas a dois motores no centro da estrutura do equipamento, como ilustrado na figura 2 a seguir. A ideia a seguir também foi descartada devido á quantidade excessiva de rodízios giratórios, aumentando o custo do equipamento sem nenhum tipo de benefício.
Figura 2 - Base com 4 rodízios giratórios
Fonte: Autor
A ideia utilizada no protótipo foi com a utilização de dois rodízios giratórios na parte frontal do equipamento, e duas rodas conectadas a dois motores na parte traseira, como ilustrado na figura 3 a seguir.
Figura 3 - Modelo Utilizado
Fonte: Autor
O método utilizado para desenvolver o sistema de tração, foi a utilização de um microcontrolador operando um código de funcionamento onde é realizada a leitura de um sensor de distância, uma chave de acionamento, dois botões, e um joystick, e através de um código é calculado o sinal que será enviado a cada um dos motores permitindo que o equipamento possua uma aceleração suave, que não assuste o paciente ou cause acidentes, e permita um controle preciso de movimentação quando necessário.
Figura 4 - Motor 12V C.C.
3.2 Motor de Tração
Para o desenvolvimento do projeto, foram utilizados dois motores elétricos de corrente contínua com caixa de redução, ilustrados na figura 4 e 5 a seguir, que funcionam utilizando alimentação de 12V corrente contínua, possuem uma velocidade de rotação máxima de 83RPM e torque de até 11,10 Kgf/cm, porém o motor utilizado ao adaptar um equipamento deve ser calculado com base no peso total do equipamento, no peso do paciente, no local em que será utilizado entre outros fatores, para garantir que tenha capacidade de prover um desempenho satisfatório em sua utilização.
Figura 5 - Localização dos Motores
3.3 Microcontrolador
Para realizar o controle do funcionamento dos motores, foi utilizado um microcontrolador responsável pela leitura dos sinais de entrada transmitidos pelos botões, o joystick e os sensores, e responsável por realizar a interpretação dos sinais, calcular e enviar o comando para os motores garantindo seu funcionamento correto, permitindo assim que o controle da velocidade do equipamento seja mais preciso e tenha uma aceleração crescente, permitindo que seja utilizado de forma segura e confortável por qualquer tipo de paciente, utilizando de sensores e de uma lógica de funcionamento adequada para isso.
No desenvolvimento do protótipo, foi utilizado um Arduino UNO R3, que conta com 6 portas analógicas, 14 portas digitais onde 6 delas possuem função PWM, além de duas portas de alimentação +5V, uma porta de alimentação +3,3V e 3 portas de terra 0V.
3.4 Sistema de Alimentação
Para a alimentação do circuito, deve ser utilizada uma bateria de acordo com o consumo do motor e dos equipamentos que serão utilizados, baseado no consumo de corrente elétrica e no período em que o equipamento será utilizado antes de sua recarga.
Fonte:
https://pt.aliexpress.com/i/328038490 61.html
Fonte: Autor
Figura 6- Bateria 12V Corrente Contínua
Para o protótipo desenvolvido, foi utilizada uma bateria de 12V, 84Watts, com capacidade de corrente elétrica de até 7Ah, suprindo a necessidade elétrica de todos os equipamentos, como ilustrada a seguir na figura 6
Para a recarga do equipamento, foi utilizado um carregador de bateria 12V e 10Ah, ilustrado na imagem 2 abaixo possuindo um voltímetro para verificação de carga atual na bateria. O mesmo pode ser utilizado em alimentação 127V ou 220V, possui modo de carga lenta, alimentando a bateria com corrente de 2Ah, e modo de carga rápida, alimentando a bateria com corrente de 10Ah. A figura 7 ilustrada a seguir mostra o modelo da fonte utilizada.
Figura 7 - Fonte Carregadora de Baterias TRAFOTRON
Fonte: MercadoLivre.com.br Fonte: Mercado Livre
Figura 8: Mancal Modelo KP
Fonte: MercadoLivre.com.br
Fonte: MercadoLivre.com.br
Fonte: MercadoLivre.com.br
Fonte: Autor 3.5 Mancais e Eixo
Foram utilizados mancais de rolamento para apoiar dois eixos individuais de 10mm por 250mm, como ilustrado nas figuras 8 e 9, conectados ao motor através de polias e correias de sincronização. Os eixos ilustrados a seguir na figura 10 foram conectados a rodas que foram fixadas nas pontas externas dos eixos. A transmissão de rotação dos motores para as rodas é feito através de um par de polias estriadas, conectadas ao eixo do motor e ao eixo de transmissão ligado as rodas, transmitindo a força do motor entre as polias através de correias sincronizadoras. A figura 11 a seguir indica a localização onde os materiais foram utilizados
Figura 9: Mancal Modelo KFL
Figura 10: Eixo de Aço Inox Retificado Figura 11 – Localização dos Materiais
Fonte: Thingiverse.com Fonte: Autor 3.6 Sistema de Transmissão
Existem diversos tipos de sistema de transmissão atualmente que podem ser utilizados para realizar a transferência de força do motor para o eixo do aparelho, como sistemas de transmissão através de corrente, via transmissão direta entre engrenagens, ou utilizando correias dentadas.
Em um sistema utilizando correntes, o custo do equipamento seria alto, exigiria engrenagens mais complexas e de materiais mais robustos para realizar a transmissão, e também exigiria a utilização de lubrificantes para garantir o bom funcionamento do sistema de transmissão.
Em um sistema de transmissão direta, a força aplicada nas engrenagens é maior, o que exigiria a utilização de engrenagens construídas em materiais mais robustos, e uma adaptação que permita que as engrenagens funcionem imersas em óleos lubrificantes.
Já no sistema utilizado na adaptação, foi utilizado um sistema de transmissão por correias sincronizadoras de baixo custo. Foram utilizadas correias sincronizadoras do modelo T5, em conjunto com um sistema de engrenagens conectadas ao eixo do motor, e ao eixo das rodas traseiras do aparelho, transmitindo a força do motor diretamente as rodas do equipamento.
As engrenagens foram desenhadas para impressão 3D com auxílio da plataforma “Thingiverse”, que possui um sistema capaz realizar as correções necessárias nas medidas das engrenagens, garantindo que irão encaixar de forma perfeita na correia sincronizadora escolhida.
Para a adaptação, foi escolhido um sistema com duas engrenagens com o mesmo número de dentes, de forma que a força e velocidade do motor não seja reduzida durante o processo de transmissão. Foram utilizadas engrenagens de 15 dentes, resultando em uma velocidade máxima de aproximadamente 2km/h para o aparelho. Devido ao uso do sistema de correias sincronizadoras, não se mostrou necessário produzir engrenagens utilizando materiais mais resistentes, demonstrando bons resultados ao utilizar materiais comuns como o PLA (ácido politático).
Para o eixo dos motores, foram utilizadas polias T5 de 15 dentes, com 6mm de diâmetro interno, e comprimento de 17mm desenhadas com auxílio da plataforma “Thingverse” e impressas em impressora 3D utilizando o material PLA. O modelo utilizado está ilustrado na figura 11 e 12 a seguir.
Figura 11 - Polia T5, 15 Dentes, 6mm Figura 12 – Localização das Polias
Fonte: Datasheet L298
Para o eixo retificado conectado as rodas do equipamento, foram utilizadas duas engrenagens similares, desenhadas também na plataforma
“Thingverse” e impressas em PLA, utilizando impressora 3D, porém as medidas foram de 10,2mm de diâmetro interno, e 17mm de comprimento, ilustradas nas figuras 13 e 14 a seguir.
Figura 13 - Polia T5, 15 Dentes, 10,2mm interno Figura 14 – Localização das Polias
3.7 Sistema de Acionamento do Motor
O controle de velocidade do motor é realizado através de um driver auxiliar, conhecido como “Ponte H”, que permite que o motor funcione no sentido horário, ou anti-horário alterando o sentido da corrente contínua que flui pelo circuito. Utilizando a combinação de ativação entre 4 transistores funcionando em pares, é possível alterar o sentido da corrente que chega ao motor, assim invertendo seu sentido de rotação.
Foi utilizada uma placa auxiliar que possui dois circuitos, sendo utilizado um circuito para cada roda do equipamento, a ativação dos transistores funciona utilizando portas lógicas, de acordo com o diagrama ilustrado abaixo na figura 15 a seguir.
Figura 15 : Circuito Eletrônico da Ponte H
Fonte: Thingiverse.com Fonte: Autor
O circuito utilizando portas lógicas faz com que o sistema só permita a passagem de corrente quando um sinal for enviado simultaneamente à sua porta de habilitação (Enable), e ao mesmo tempo seja enviado a porta de seleção do sentido da corrente.
As portas de seleção do sentido da corrente são Inter travadas automaticamente pelo circuito eletrônico, impedindo que o circuito ative todos os transistores ao mesmo tempo causando um curto-circuito no sistema.
Ao utilizar a saída PWM do microcontrolador responsável por controlar a velocidade do motor conectada a porta de habilitação do circuito, foi obtido um bom resultado no controle de velocidade, demonstrando que não é necessário utilizar um sistema com transistores de alta velocidade para ter um controle preciso da velocidade do motor.
3.8 Sensor Ultrassônico
Um dos pontos principais do equipamento é a segurança, sendo uma parte primordial para o uso, logo, foi utilizado o Sensor Ultrassônico HC-SR04 para detectar obstáculos e impedir que acidentes ocorram por diversos motivos, causando ferimentos ou sustos ao paciente. Seu funcionamento é por meio da emissão de sinais Ultrassônicos, emitindo um sinal ultrassônico e calculando o tempo de espera para seu retorno, após detectar a diferença entre o tempo de envio do sinal e retorno do mesmo, ele consegue calcular a distância entre ele e os obstáculos a frente, então envia essa informação ao microcontrolador permitindo que o mesmo realize as funções necessárias de acordo com o protocolo de segurança utilizado. A seguir, na figura 16 está ilustrado o funcionamento e o modelo de equipamento utilizado.
Figura 16: Funcionamento do HC-SR04
Fonte: https://www.filipeflop.com
3.9 Lógica de Funcionamento
A lógica de funcionamento utilizada no equipamento possui 4 estados de funcionamento, e realiza diferentes funções baseado em qual estado está trabalhando no momento. O fluxograma ilustrado a seguir na figura 17 indica a lógica utilizada para a programação do equipamento.
Figura 17 - Fluxograma
Fonte: Autor
O estado 1 (Status 1) é responsável pelo funcionamento do equipamento durante seu estado inicial, quando o mesmo está parado, realiza movimentos de rotação no próprio eixo e a verificação dos sinais de avanço e de recuo do equipamento.
O estado 2 (Status 2) é responsável pelo avanço do equipamento, controlando sua velocidade e direção.
O estado 3 (Status 3) é responsável pelo recuo do equipamento, controlando sua velocidade e direção ao se mover para trás.
O estado 4 (Status 4) é responsável pelo controle do equipamento no modo de emergência, quando é detectado um obstáculo no seu percurso, realizando todas as ações de segurança necessárias.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Durante o desenvolvimento do projeto, notou-se que o protótipo pode ser desenvolvido utilizando equipamentos simples, obtidos sem grandes dificuldades, e promovendo segurança e praticidade no dia a dia do paciente, e poderá auxiliar no tratamento permitindo que os exercícios sejam executados diariamente, e não somente durante as sessões de fisioterapia que acontecem semanalmente, e em alguns casos, apenas mensalmente.
A ilustração 18 a seguir demonstra o protótipo desenvolvido inicialmente para realização dos testes de funcionamento iniciais.
Figura 18 – Protótipo Inicial
Fonte: Autor
Utilizando um microcontrolador responsável pela análise dos sinais recebidos e pelo controle do motor, é possível garantir que o equipamento funcione de forma segura.
Como indicado no fluxograma de funcionamento, o equipamento desenvolve diferentes funções de acordo com o estado de funcionamento atual, durante os testes, o equipamento demonstrou o funcionamento a seguir em cada um dos estados.
O estado 1 (Status 1) é acionado quando o equipamento está parado, sem se movimentar, e possui as funções de realizar a rotação do equipamento quando recebe um sinal do joystick indicando que o equipamento deve virar em determinada direção, assim o microcontrolador transforma esse sinal em um valor que será enviado as portas PWM dos dois motores, e ao mesmo tempo ativa a rotação dos dois motores em sentidos opostos, fazendo com que cada roda gire em uma direção diferente da outra, porém na mesma velocidade, fazendo o equipamento girar em seu próprio eixo, assim permitindo que seja possível realizar manobras mais precisas em ambientes fechados e com pouco espaço disponível.
Ao mesmo tempo, o estado 1 também aguarda o sinal de aceleração, recuo, ou o sinal de que existem obstáculos na direção do equipamento, para alterar o estado de funcionamento do equipamento de acordo com o sinal recebido.
O estado 2 (Status 2) é ativado quando o microcontrolador recebe um sinal de avanço do joystick, ou um sinal de avanço do botão fixado ao equipamento.
Quando o sinal de avanço é recebido pelo botão, o microcontrolador seleciona uma velocidade de aceleração de nível 3, e incrementa o valor enviado pela porta PWM até a entrada da porta (Enable) da ponte H, iniciando em um valor 0 e incrementando esse valor em 3 pontos por ciclo, aumentando assim gradualmente a velocidade de aceleração dos motores, porém o sinal do botão só é interpretado pelo microcontrolador quando o sinal do joystick continua nulo, no momento em que o sinal de controle de velocidade é recebido pelo joystick, o sinal recebido pela botoeira é ignorado, pois o joystick é o controle mestre que fica disponível para o acompanhante do paciente, ou pelo responsável pela sessão fisioterápica.
O sinal de avanço enviado pelo joystick é interpretado em diferentes níveis de 1 a 5 de acordo com a força em que o joystick é empurrado, quanto maior o nível, maior o valor incrementado na saída PWM do equipamento, fazendo assim que seja possível controlar a velocidade de aceleração do equipamento até que o mesmo atinja sua velocidade máxima.
Quando o equipamento está em estado 2 (Status 2) e para de receber sinais de aceleração, o equipamento realiza o procedimento contrário, reduzindo gradualmente o sinal enviado pela porta PWM, e diminuindo gradualmente a velocidade do equipamento, e no momento em que a velocidade chega em 0, o equipamento altera o estado de funcionamento novamente para o estado 1, responsável pelo funcionamento do equipamento quando ele está parado.
O controle de direção do equipamento é realizado pelo joystick, que ao receber um sinal de direção, realiza a divisão do valor enviado pela porta PWM para um dos motores, fazendo assim com que um dos motores funcione em sua velocidade nominal, enquanto o outro funciona em uma fração dessa velocidade, fazendo com que o equipamento mude de direção de acordo com o sinal recebido.
O estado 3 do equipamento (Status 3), possui funcionamento similar ao estado 2, porém é responsável pelo funcionamento do equipamento quando recebe um sinal de recuo, fazendo com que o mesmo se mova para trás, com as mesmas funcionalidades que o estado 2 possui.
O estado 4 do equipamento ocorre apenas quando é detectado algum objeto no trajeto do equipamento. No momento em que um obstáculo é detectado, se inicia uma lógica onde a velocidade do equipamento é reduzida rapidamente até que o mesmo pare de se locomover, então é iniciada uma contagem de 15 segundos onde o equipamento não possui permissão para se movimentar novamente. Após a contagem de 15 segundos, o status do equipamento retorna para (Status 1) e o equipamento pode se mover novamente em seu funcionamento normal.
O sistema de controle do equipamento obedece os sinais enviados preferencialmente pelo joystick, que é de responsabilidade do tutor, e só permite o controle pelos botões, que são utilizados pelo paciente, caso não exista nenhum sinal sendo recebido pelo joystick.
Durante o desenvolvimento, também notou-se que a parte mais complexa de todo o projeto é o desenvolvimento do código de funcionamento, que deve ser construído de forma que verifique todos os itens de segurança, permita uma aceleração gradual do equipamento, possua mais de uma forma de controle,
sendo uma delas preferencial, desabilitando as outras formas de controle, e ao mesmo tempo forneça segurança na utilização do equipamento.
5 CONCLUSÃO
Após o desenvolvimento do projeto, verificou-se que é possível desenvolver um sistema de controle que torne possível a adaptação de um parapodium movido a um sistema de tração utilizando equipamentos de baixo custo, contendo requisitos de segurança e fornecendo praticidade em sua utilização.
Utilizando equipamentos de fácil obtenção para o projeto inicial, percebemos que o projeto pode ser incrementado de acordo com a necessidade do paciente, acrescentando equipamentos como sensores de batimento cardíaco, responsáveis por verificar a situação fisiológica do paciente durante a utilização do equipamento, sensores de pressão entre outros, que podem verificar a saúde do paciente em tempo real, e enviar as informações diretamente ao médico responsável no momento em que algum alteração ocorrer. Também é possível aplicar diferentes modos de controle do equipamento, utilizando comunicação via bluetooth, ou wi-fi tornando assim o equipamento mais prático e dinâmico.
No desenvolvimento futuro do equipamento, o objetivo é acrescentar um sistema de controle via bluetooth, e acrescentar sensores de posição que permitam que seja verificado a postura correta do paciente, informando ao profissional, ou ao acompanhante do paciente caso aconteça alguma alteração na postura que possa prejudicar a eficiência do tratamento.
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REFERÊNCIAS
ABEPRO. Desenvolvimento do projeto conceitual de um parapodium de baixo custo para crianças com paralisia cerebral. 2012. Disponível em:
http://www.abepro.org.br/biblioteca/enegep2012_TN_STO_161_941_20410.pd.
Acessado em: 20 Dez. 2021.
ALBERIGI. Elgin 12v 7ah Vrla Selada - Cerca Elétrica E Alarme. Mercado Livre, 2022. Disponível em: https://produto.mercadolivre.com.br/MLB- 2609959271-elgin-12v-7ah-vrla-selada-cerca-eletrica-e-alarme-
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