Sistema de controle de cadeira de rodas motorizada para usuários portadores de tetraplegia

Abstract

O presente projeto visa a construção de um sistema de controle para adaptação de uma cadeira de rodas comum em uma cadeira de rodas elétrica para usuários com mobilidade reduzida. Trata-se do desenvolvimento de uma solução de baixo custo no intuito de preencher uma lacuna existente sobre soluções desse tipo no mercado nacional. No processo de implementação, optou-se por utilizar uma metodologia bottom-up, na qual é compreendida a elaboração do módulo de driver de potência para acionamento dos motores, módulo do controlador, módulo de acionamento utilizando um joystick e do módulo de sensoriamento de temperatura dos motores. Em termos de plataforma para o hardware de controle optouse pela utilização da BeagleBone Black em função de diversos fatores como disponibilidade no laboratório, quantidade de pinos de GPIOs, especialmente a conectividade com entradas analógicas, e capacidade de processamento. No que se refere ao módulo de driver de potência, o mesmo foi construído levando em consideração a potência de 144W de cada motor, necessidade de implementação de circuitos isoladores, circuito de proteção contra falhas no acionamento de modo a evitar acionamento simultâneo e circuito de proteção contra surtos, assim como uma ponte H construída a partir de transistores MOSFET, em virtude da alta corrente que deve ser chaveada. Portanto, atrelado a questões inerentes ao processo de construção do projeto está o esquadrinhamento de áreas específicas do conhecimento como eletrônica de potência para projeto do driver, controlador PID para controle de velocidade e filtro de kalman escalar para filtragem dos sinais do sensor de temperatura. Realizou-se testes de bancada utilizando um tacômetro digital de modo a aferir o desempenho das placas do driver de potência, a leitura do joystick, bem como a integração do sistema de controle com o joystick e o Driver de modo a demonstrar o funcionalismo do sistema implementado.