projeto informacional de um dispositivo com...

PROJETO INFORMACIONAL DE UM

DISPOSITIVO COM COMUNICAÇÃO POR

RADIOFREQUÊNCIA ORIENTADO PARA

TECNOLOGIA ASSISTIVA

Matheus von Biveniczko Tomio (PUCPR )

[email protected]

Rafael dos Santos Lima (PUCPR )

[email protected]

Maria Lucia Miyake Okumura (PUCPR )

[email protected]

Valter Klein Junior (PUCPR )

[email protected]

Osiris Canciglieri Junior (PUCPR )

[email protected]

Os esportes praticados por pessoas com deficiência apresentam inúmeras

dificuldades, que com o uso da tecnologia podem diminuir essas barreiras.

Assim, para elaborar um dispositivo de apoio para o usuário com deficiência

visual no treino de futebol de cinco, que é uma modalidade esportiva, há

necessidade de aprofundar no Sistema de Comunicação, onde o som é o

elemento fundamental para auxiliar na prática da atividade, possibilitando

autonomia na tomada de decisão dos jogadores. Desse modo, o objetivo

deste artigo é apresentar a fase do Projeto Informacional do Processo de

Desenvolvimento Integrado de Produto, investigando os aspectos que

constitui o Sistema de Comunicação para elaborar o conceito do projeto,

referente à parte interna de um dispositivo esportivo de apoio orientado para

Tecnologia Assistiva. A função do dispositivo é proporcionar maior

autonomia e qualidade na pratica do esporte, cujos requisitos constituem na

elaboração de um controle responsável por comandos simples e um módulo

de reprodução de som, além disso, o dispositivo é projetado para ser portátil,

de fácil instalação e de baixo custo, tornando possível a instalação em

diversos campos de treinamento, de modo fácil e substituindo componentes

mais caros e complexos, como cabos e rede de energia, por uma

comunicação aberta de radiofrequência.

Palavras-chaves: Sistema de Comunicação por Radiofrequência, Tecnologia

Assistiva, Pessoa com Deficiência Visual, Processo de Desenvolvimento

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.



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Integrado de Produto, Projeto Informacional



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1. Introdução

Desde o inicio de sua evolução, o ser humano cria objetos, processos e conceitos, e conforme

o passar dos anos, essas concepções ficaram cada vez mais complexas, sendo assim

necessárias novas ferramentas de desenvolvimento e planejamento no Processo de

Desenvolvimento Integrado de Produto (PDIP). O emprego desses mecanismos tem o foco

principal em atender os requisitos do usuário, que podem oferecer maior qualidade de vida,

assim proporcionar também às pessoas com alguma mobilidade física ou sensorial reduzida,

como casos de pessoas com deficiência, o qual se encontra a Tecnologia Assistiva (TA).

Segundo Radabaugh (1997 apud OKUMURA, 2012) “Para as pessoas sem deficiência, a

tecnologia torna as coisas mais fáceis. Para as pessoas com deficiência, a tecnologia torna as

coisas possíveis”.

Praticamente a maioria dos produtos conhecidos hoje, englobam em seu planejamento e

produção, as diversas áreas de conhecimento, e combinar toda essa esfera de conhecimento

para uma conclusão em comum nem sempre é uma tarefa trivial, para isso o ambiente da

Engenharia Simultânea (ES) traz uma solução de paralelismo no PDIP. A ES é uma

ferramenta para a elaboração globalizada e coexistente do projeto, processos envolvidos,

manufatura e suporte de um produto (PRASAD, 1996).

Neste contexto, os esportes praticados por pessoas com deficiência apresentam inúmeras

dificuldades, que com o uso da tecnologia podem diminuir essas barreiras e a atividade física

é bem recomendada pela Organização Mundial de Saúde (BRASIL, 2008) para diminuir o

sedentarismo. No futebol de cinco, uma modalidade de esporte praticado por pessoas com

deficiência visual (DV), os atletas se orientam basicamente por sistema de som, ou seja, para

executar a atividade com autonomia, os praticantes dependem do som da bola adaptada com

guizos, pela comunicação entre os jogadores, goleiro e chamador, obtendo desta forma a

percepção da posição na quadra e a direção que se encontra a bola. Deste modo, para elaborar

um dispositivo de apoio para o usuário com deficiência visual no treino de futebol de cinco há

necessidade de aprofundar no Sistema de Comunicação, onde o som é o elemento

fundamental para auxiliar na prática da atividade, possibilitando autonomia na tomada de

decisão dos jogadores. Assim, o objetivo deste artigo é apresentar a fase do Projeto



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Informacional do PDIP, investigando os aspectos que constitui um Sistema de Comunicação

para elaborar o conceito do projeto referente à parte interna de um dispositivo esportivo de

apoio orientado para TA. Para a idealização deste dispositivo foi necessária o embasamento

da literatura e o levantamento de dados com praticantes do esporte e envolvidos com pessoas

com DV, que posteriormente foram desdobrados para requisitos necessários para atender o

usuário. Desta forma, a função do dispositivo é proporcionar maior autonomia e qualidade na

pratica do esporte, cujos requisitos constituem na elaboração de um controle responsável por

comandos simples e um módulo de reprodução de som, além disso, o dispositivo é projetado

para ser portátil, de fácil instalação e de baixo custo, tornando-se possível a instalação em

diversos campos de treinamento, de modo mais simples e substituindo componentes mais

caros e complexos, como cabos e rede de energia, por uma comunicação aberta de

radiofrequência.

Considerando o dispositivo esportivo da TA, o produto descrito como global (FIGURA 1),

dependem de outras áreas, e a ES vem a somar ao Processo de Desenvolvimento Integrado de

Produto (PDIP), que apresenta o contexto de buscar um produto de qualidade, baixo custo e

contribuir para a inclusão social de pessoas com DV, que está dentro do contexto de

sustentabilidade econômico e social (AGENDA 21 GLOBAL, 1992).

Figura 1- Relação entre areas de conhecimento do projeto adaptado de Fretta et al.(2014).

2. Metodologia da Pesquisa



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Esta pesquisa é exploratória com abordagem qualitativa, pois os dados coletados são

subjetivos, que dependem da interpretação do pesquisador para definir a sequência de

atividades. A natureza da pesquisa é aplicada, cujo conhecimento gerado é aplicado na prática

orientada para solução de problemas específicos (PRODANOV; FREITAS, 2013).

O procedimento técnico da pesquisa inicia-se com levantamento bibliográfico explorando os

conceitos e definições dos temas: Tecnologia Assitiva, Atividade Esportiva: Futebol de Cinco,

Engenharia Simultânea no Processo de Desenvolvimento Integrado de Produto, Projeto

Informacional e Sistema de Comunicação com Radiofrequencia. Na sequência, apresenta o

procedimento da coleta de dados referente às praticas esportivas de pessoas com DV por meio

de visitas e observação nas instituições relacionadas com pessoas com deficiência e

investigação nos vídeos de redes sociais disponíveis na internet. A coleta de dados alimentam

a fase do Projeto Informacional no PDIP para delinear o projeto da eletrônica, que faz parte

interna de um dispositivo esportivo de apoio orientado para TA. Ao final, apresenta uma

análise e abre uma discussão dos resultados.

3. Fundamentos Teóricos

3.1 Definição da Tecnologia Assistiva

A definição da Tecnologia Assistiva consiste em “uma área do conhecimento, de

característica interdisciplinar, que engloba produtos, recursos, metodologias, estratégias,

práticas e serviços que objetivam promover a funcionalidade, relacionada à atividade e

participação de pessoas com deficiência, incapacidades ou mobilidade reduzida, visando sua

autonomia, independência, qualidade de vida e inclusão social", conforme o Comitê de

Ajudas Técnicas (CAT, 2007). Deste modo, a aplicação da TA está em proporcionar uma

melhora nas condições de vida de um individuo que possui algum tipo de deficiência,

retirando limitações que o impeçam de realizar qualquer tipo de tarefa, disponibilizando a ele

inclusão social, autonomia e qualidade de vida.

A TA é dividida em onze categorias pela ISO 9999:2007 (BRASIL, 2009) que são:

a) Tratamento médico pessoal;

b) Treinamento de habilidades ;

c) Órteses e próteses;

d) Proteção e cuidados pessoais;



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e) Mobilidade pessoal;

f) Cuidados com o lar ;

g) Mobiliário e adaptações para residenciais e outras edificações;

h) Comunicação e informação;

i) Manuseio de objetos e equipamentos;

j) Melhorias ambientais, ferramentas e máquinas;

k) Lazer.

3.2 Atividade Esportiva: Futebol de Cinco para pessoas com deficiência visual

O futebol de cinco é uma modalidade esportiva praticada por pessoas com DV. A

possibilidade de pessoas com DV praticar este esporte está na adaptação da bola, nas regras

do jogo e disponibilidade de dois integrantes que enxergam, no caso são o goleiro e o

chamador. Os atletas jogam usando vendas tamponadas para que não haja vantagem daqueles

que tem algum resquício de visão. No futebol de cinco os atletas se orientam pelos sons, que

são provenientes de: som da bola oca com guizos internos, comunicação entre os jogadores e

o chamador. O chamador é o integrante da equipe técnica, que fica atrás do gol adversário e

sinaliza a localização do gol aos jogadores do seu time. (FONTES, 2006; OKUMURA, 2012).

3.3 A Engenharia Simultânea no Processo de Desenvolvimento Integrado de Produto

A Engenharia Simultânea é uma tática utilizada para reduzir o tempo de concepção de um

produto. Esta estratégia baseia-se na integração de vários profissionais trabalhando em

paralelo trocando informações sobre cada área envolvida no projeto durante seu

desenvolvimento (GALINA; SANTOS,1998).

Os principais objetivos da ES no Processo de Desenvolvimento de Produto são

(ROZENFELD et al., 2006; BECKER, 2011):

a) Reduzir o tempo necessário para planejamento e manufatura de um produto (FIGURA

2);

b) Aprimorar a qualidade do produto;

c) Atender melhor aos requisitos do consumidor;

d) Redução dos custos.



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O PDIP orientado para TA estende-se a área para incorporar grupo de usuários que vem

interagindo no mercado e na comunidade pelo paradigma da inclusão, além de possibilitar

flexibilidade, para caso de mudanças ou substituição das características ou definições do

produto no projeto acomodando diferentes usuários e formas de utilização (OKUMURA;

CANCIGLIERI JUNIOR, 2013).

Figura 2- Comparação de projetos com e sem engenharia simultânea (BECKER, 2011).

3.3 Projeto Informacional

A fase do Projeto Informacional faz parte da macrofase de Elaboração do Projeto no PDIP,

que define o escopo do produto, ciclo de vida do produto, necessidade dos clientes, requisitos

dos clientes, requisitos do produto e especificação de metas. Além disso, esta fase analisa as

tecnologias disponíveis e necessárias, e informações de produtos similares no mercado.

Assim, esta fase de Projeto Informacional tem importância em coletar e analisar um conjunto

de informações para especificar o produto, de tal forma que gere soluções para o Projeto

Conceitual (ROZENFELD et al. 2006). Tratando-se de PDIP orientado para TA, a coleta de

dados no Projeto Informacional refere-se a especificidade da pessoa com deficiência para

executar a tarefa e principalmente no modo de realizar a atividade para constituir os requisitos



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do produto, que atende a necessidade do usuário, considerando os aspectos de

multidisciplinaridade de áreas para elaboração do projeto (OKUMURA, 2012).

3.4 Sistema de Comunicação com Radiofrequência

Na eletrônica, a transmissão de dados depende de três fatores para o seu entendimento, que

são: corrente, tensão e frequência, a corrente elétrica é o fluxo de elétrons. Deste modo, estes

fatores são definidas a seguir (HALEY; JACOBSEN; ROBLIN, 2007; LUDWIG;

BOGDANOV, 2009):

a) Corrente: é o fluxo de eletrons e pode ser alternada (CA) ou continua (CC);

b) Tensão: é um potencial elétrico que também pode ser alternada ou continua;

c) Frequência: é reposável por medir a quantidade de vezes que um determinado evento

acontece, no caso de sinais elétricos usa-se a unidade Hertz (Hz), que determina

quantas vezes o sinal se repete dentro de um segundo.

O produto entre a tensão e a corrente gera outro fator importante quando estamos falando em

transmissão de dados, que é a potência de um sinal:

Vários autores definem a radiofrequência (RF) como ondas de rádio. Essas ondas são campos

eletromagnéticos que, por levar energia de um ponto a outro, permite-se comunicação sem

fio, como nas transmissões de televisão, rádio e celulares (HALEY; JACOBSEN; ROBLIN,

2007; LUDWIG; BOGDANOV, 2009). Os sinais de RF se propagam por um condutor

cabeado, normalmente cobre, e são irradiados no ar através de uma antena. Os sinais são

irradiados em forma de ondas eletromagnéticas, propagam-se em todas as direções

(CHOUERI JR; CRUZ, 2008).

Portanto, a RF consiste em transmitir um sinal elétrico através de ondas eletromagnéticas que

transportam a informação de um transmissor à um emissor sem a necessidade de fios, a

informação é codificada como a variação da intensidade de um sinal, a frequência dessa

variação é o que difere um sinal de RF de outro (HICKMAN, 2002).



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Figura 3 – Foto de um módulo transmissor de RF (AUTORES, 2014).

O transmissor (FIGURA 3) é responsável por realizar preparação e envio do sinal, e o

receptor (FIGURA 4) deve ser capaz de receber filtrar e disponibilizar o dado recebido ao

restante do circuito, há também o transceptor que é a junção de um emissor e um transmissor

em um mesmo aparelho (WEISMAN, 2000).

Figura 4 – Foto de um módulo receptor de RF (AUTORES, 2014).

Neste aspecto, na Figura 5 ilustra um Sistema de Comunicação, que demonstra o

funcionamento de uma transmissão de RF.



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Figura 5- Demonstração do funcionamento de uma transmissão RF (PINHEIRO, 2014)

Toda comunicação ocorre pela necessidade de se repassar informações de um ponto a outro,

em paralelo com a comunicação humana, que há uma grande diversidade de línguas criando

certas esferas de comunicação, assim como na comunicação por RF também cria suas

entidades onde tem uma linguagem própria de comunicação, o que se da o nome de protocolo.

Segundo Forouzan (2007), “Um protocolo é um conjunto de regras que governa a

comunicação de dados. Um protocolo define o que é comunicado, como é comunicado e

quando”.

4. Elaboração da Fase do Projeto Informacional

A coleta de dados refere-se às praticas esportivas de pessoas com DV por meio de visitas e

observação nas instituições relacionadas com pessoas com deficiência e investigação nos

vídeos de redes sociais disponíveis na internet. Como o foco inicial do projeto é a

implementação de um dispositivo nos treinos de futebol de cinco, foi levantado também dados

relacionados ao local onde são realizados os treinos.

Após o levantamento de dados foi aplicado o conceito de Engenharia simultânea (ES) para a

discussão entre todos os envolvidos no desenvolvimento do projeto das informações coletadas

afim de se obter o escopo do produto. Nesta etapa foram analisados os materiais e ferramentas

que serão utilizados, o detalhamento do funcionamento do hardware e levantadas outras

questões a serem resolvidas posteriormente.



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No hardware foi proposto um controle remoto, que a princípio enviará três comandos a um

central localizada na quadra, onde será executado a emissão dos sons referentes a cada

comando, o qual a emissão de dados do controle são recepcionadas na central. Por se tratar de

um dispositivo portátil, optou-se pela utilização de uma comunicação por RF, sem fio e de

baixo custo.

Ao realizar uma transmissão espera-se que ao inserir um dado de entrada, o mesmo chegue ao

destino com as mesmas características que foi enviado. Assim, os sinais elétricos devem

transmitir um sinal com determinada potência e frequência, de tal forma que os sinas de

recepção se recuperem em sua origem com todas as características enviadas, portanto,

alcançando uma transmissão com a menor perda possível e com o mínimo de ruído. Neste

aspecto, todo sistema de comunicação deve conter um protocolo de comunicação, que tem a

função de prevenir possíveis invasões e perdas de informação durante a transmissão.

5. Análise e Discussão dos Resultados

Diante da fase do Projeto Informacional, a primeira tarefa foi realizar a comunicação entre

duas placas de desenvolvimento de programas para microcontroladores, que estão

comunicando por fios (FIGURA 6), com comunicação serial.

Figura 6 – Foto da Placa de testes inicial (AUTORES, 2014).

Posteriormente, ao configurar o módulo de teste de RF, os fios são retirados e passam a ter a

mesma função por meio do programa desenvolvido. Para o desenvolvimento desta

programação, utiliza-se o software Quartus II disponível no site da Altera (FIGURA 7).



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Figura 7 - Layout de desenvolvimento da programação (ALTERA, 2014).

Conforme a dimensão da quadra esportiva utilizada para o treino do futebol de cinco, que tem

40 metros de largura e 20 metros de comprimento, o dispositivo precisa ter alcance de

transmissão de sinais no mínimo 1/3 da área próximo do gol, que são 13,3 metros. Deste

modo, o transceptor de sinais precisa alcançar esta distância, contando com o tipo de material

e formato do invólucro do dispositivo, que é abordado em outro módulo do projeto pela área

de design. A função do sinal de transmissão e recepção no Sistema de Comunicação por

radiofrequência é acionar a reprodução do som, o qual são considerados o tipo e o volume do

mesmo, que são caracteríticas embutidas no requisito do produto.

Além disso, encontra-se o modo de alimentação de energia, que suporte o tempo mínimo para

a transmissão e reprodução do som de uma partida de jogo.

Neste contexto, observou-se que durante constituição da fase do Projeto Informacional,

iniciou-se também a fase do Projeto Conceitual para algumas especificações definidas, o qual

o ambiente de ES permite este paralelismo na elaboração do PDIP. Deste forma, Okumura e

Canciglieri Junior (2013) mencionam que a fase do Projeto Conceitual efetua-se a análise dos

requisitos do usuário quanto às descrições de tarefas e ações, que está contido no Projeto

Informacional, aprofundando-se na especificação do produto.

A próxima etapa do projeto é constituir a fase do Projeto Conceitual para detalhar as funções

dos elementos que constituirá o protótipo do dispositivo esportivo de apoio orientado para

TA.

6. Agradecimentos



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Os autores agradecem ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e

Tecnológico) e a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior)

pelo apoio financeiro.

Referências

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