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TÍTULO: DODV:DISPOSITIVO PARA DEFICIENTE VISUAL

CATEGORIA: CONCLUÍDO

ÁREA: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

SUBÁREA: Engenharias

INSTITUIÇÃO: FACULDADE ENIAC - ENIAC

AUTOR(ES): SHAYANE LEMES SOARES MARCONDES

ORIENTADOR(ES): MARCUS VALÉRIO ROCHA GARCIA, FÁBIO VIEIRA SANTOS

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1. RESUMO

O trabalho de pesquisa mostra o desenvolvimento de um dispositivo para auxiliar a

pessoa com deficiência visual. É desenvolvido com base no Arduino para criação da

parte física (hardware) do protótipo, atribuindo módulos de RFID e MP3. Também

são encontradas informações sobre o desenvolvimento do protótipo e os resultados

dos testes.

Palavras-chave: Inclusão, Acessibilidade, Eletrônica, Tecnologia.

2. INTRODUÇÃO

Realizado o levantamento sobre as necessidades de um PcD em ambiente

com pouca sinalização, identificado através de pesquisa documental a necessidade

de criação do dispositivo, pois a tecnologia para PcD é uma área pouco explorada

por empresas, por se tratar baixo impacto para o mercado e com muitas

oportunidades de melhoria. Uma das dificuldades do deficiente visual é reconhecer o

ambiente sem indicação sonora, por isso foi projetado e construído o dispositivo

para que informe qual o ambiente.

Em uma das matérias do TechTudo (2016) mostra que há dispositivos

sofisticados disponíveis para pessoas com deficiência visual. É apresentado em uma

de suas matérias o celular com leitura em braille com o custo de £75, cerca de R$

270, lembrando que é um celular com poucos recursos (não chega a ser um

smartphone convencional), luvas com robótica com AI e sensores (valor não

revelado), outro produto no mercado é OrCam MyEye®, uns óculos que fala o que o

usuário tem a frente, reconhecendo os objetos e pessoas através da câmera e AI,

também com custo elevado (mais de R$2000,00), mas se torna de difícil acesso por

ter alto custo, sendo que a maior parcela do público de Pessoas com Deficiência

(PcD) é de baixa renda. Entende-se que há dispositivos voltados para PcD, mas

com custo elevado deixando de ser acessível para todos, então ficou mais claro

quando se entende que há o conflito de valores entre custo dos dispositivos e a

renda do usuário.

Entendendo as dificuldades do usuário para adquirir um equipamento que

auxilie em ambiente fechado, foi pensado em um dispositivo que pode atender sua

necessidade. Extraídas informações fundamentais para a criação do dispositivo,

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desde entender quais os componentes necessários para desenvolver a parte de

hardware, quanto o desenvolvimento da programação em C, mostrar que através da

tecnologia podem mudar o cenário de muitas PcD.

3. OBJETIVOS

Projetar e construir um protótipo que através de áudio, informe o local através

da tag utilizada. O dispositivo será responsável por realizar leitura de tags (etiquetas)

e transformá-las em áudio, utilizado RFID como tecnologia responsável pela

identificação dos ambientes.

4. METODOLOGIA

Foi pensado em criar o protótipo com base um hardware que dê a liberdade

de atribuir melhoria com software de código aberto, então será usado o Arduino.

O Arduino (figura 1), segundo MCROBERTS (2011) é um pequeno

computador, também chamado de plataforma de computação ou embarcado, ele

realiza a transferência de dados entre módulos, placas, componentes usando os

pinos para entrada e saída de comando.

Figura 1- Arduino UNO

Fonte: Arduino

Para receber os dados sobre o ambiente, o RFID (figura 2) fará o trabalho. Os

leitores RFID (Radio Frequency Identification, identificação por radiofrequência), tem

a capacidade de receber dados através da frequência usada para comunicação

entre tags e o leitor RFID. O RFID trabalha nas frequências de 125Khz; 13,56Mhz;

868Mhz(Europa); 902 a 928 Mhz; 2,45Ghz e 5,8 Ghz.

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Figura 2 - Modulo RFID modelo RC522.

Fonte: NXP

MCROBERTS (2011) também relata que essa tecnologia pode ser aplicada

em sistema de controle (catracas de prédios comerciais), transporte público e

também até injetadas em animais (caso algum se perca, fica fácil de localizar), é

aplicado também em sistema de pedágio sendo identificada através de uma tag,

encontrada também em materiais cirúrgicos, uma medida de segurança para que

não ocorra alguma falha médica se esquecido no paciente, durante a cirurgia.

Outra parte fundamental para dar sentido aos dados recebidos, adicionado ao

Arduino, é o módulo MP3 (figura 3), esse módulo será usado para compor a parte da

transformação dos dados recebidos pelo RFID em áudio, o áudio será armazenado

no cartão micro SD.

Figura 3 – Módulo MP3 TF 16P

Fonte: Flyron Technology Co., Ltda.

Pensando também no uso individual e para também evitar ruídos externos

que podem dificultar a experiência do usuário, é adicionado o PCB Mount PJ-307

Feminino 3.5mm Stereo Jack Soquete do Conector (entrada para fones de ouvidos).

Para alimentar todo o circuito, uma bateria de 12 v e quatro resistores de 10 Ohms

(dois para Mount PJ-307 e um para cada botão usado no volume) e de 10k Ohms

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(para saída RX do módulo MP3). Para conectar as partes físicas dos dispositivos, foi

usado jumpers macho/fêmea e macho/macho, placa Fenolite perfurada e protoboard

de 170 pinos usado para teste.

Para conectar todos os componentes desse projeto através de software, usa-

se o IDE. O IDE é o software do Arduino que deve ser instalado no computador, o

software IDE permite escrever códigos em programação com linguagem em C,

compilar e gravar na placa do Arduino todos os comandos, depois de acionado,

automaticamente executa conforme programado.

5. DESENVOLVIMENTO

Facilitando a compreensão de como será a interação entre usuário e a

máquina, foi desenhado o fluxograma (figura 4) do projeto.

Figura 4 – Fluxograma

Fonte: Próprio Autor

Definido que o dispositivo fará a leitura da tag que está identificando o

ambiente e reproduz o áudio correspondente, caso não encontrado ou não

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reconhecido, o dispositivo fará nova busca para leitura e reprodução até que seja

desligado.

Para a criação do dispositivo foi definido o uso da placa Arduino, nela serão

feitas as configurações de hardware e software. O módulo RFID para receber o sinal

HF das tags com a identificação de cada ambiente. O módulo MP3 para auxiliar na

identificação de cada ambiente através do áudio.

Também foi desenhado o esquemático (figura 5) elétrico, de como ficará após

montar todos os módulos com os valores de resistência e voltagem atribuídos a

cada componente. Em seguida, realizar a montagem do hardware e desenvolver a

programação conforme desenhado no fluxograma.

Figura 5 – Esquemática


Inicialmente feita montagem do protoboard RFID (figura 6), realizada as

ligações dos pinos entre módulo RFID e placa Arduino (RST pin 9, SDA (SS) pin 10,

MOSI pin 11, MISO pin 12, SCK pin 13).

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Figura 6 – Protoboard RFID


Na segunda parte da criação do protótipo, foi instalada da parte de áudio

(figura 7) do projeto, de forma separada. Primeiro o módulo MP3, depois o Jack e

por último os botões de volume. Na pinagem do módulo MP3, o fabricante indica

para RX o pin 10 e para TX o pin 11, mas conforme citado acima, esses pinos já

estão conectados, então foram testados os pinos de combinação entre 0 e 8, e como

resultado definiu os pinos 2 para RX e 4 para TX. No módulo MP3 foram usados os

pinos SPK+ e SPK- para fone de ouvidos, pinos 6 e 7 no Arduino e pinos I/O 1 e I/O

2 no módulo MP3 para Volume.

Figura 7 – Áudio com módulo MP3 e P2


Depois de realizada a conexão e testado as duas partes, pode realizar a

montagem completa (figura 8) de todos os componentes de forma definitiva, usando

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Fenolite na substituição do protoboard de 170 pinos, acrescentado também o botão

de liga/desliga e bateria de 12 v ligada diretamente na placa Arduino.

Figura 8 – Montagem completa RFID e MP3


No módulo MP3 foram usados os pinos SPK+, SPK- e GND para fone de

ouvidos e pinos I/O 1 e I/O 2 no módulo MP3 para Volume. Para diminuir o ampere

foram usados quatro resistores de 10 Ohms (dois para Mount PJ-307 e um para

cada botão usado no volume) e de 10k Ohms (para saída RX do módulo MP3).

Realizada as ligações dos pinos (tabela 1) entre módulo RFID e placa Arduino:

Tabela 1 – Resultado das conexões


No desenvolvimento da parte lógica do dispositivo deve ser usado o programa

IDE do Arduino com linguagem em C para programar, dentro do novo documento

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podem ser usadas as bibliotecas SPI.h, MFRC522.h, Arduino.h, SoftwareSerial.h,

DFRobotDFPlayerMini.h. Em seguida, ainda no IDE deve declarar quais os pinos

serão usados no Arduino e qual o valor que deve ser agregado na variável para que

o programa reconheça e execute. Depois de declarados os valores, deve

desenvolver o programa que irá executar conforme finalidade do projeto, desenhado

no fluxograma.

Dentro de configuração, declara se que os módulos devem iniciar, fazendo

isso o sistema entende que os módulos estão ativos e prontos para realizar a leitura.

Configurado, o próximo passo é desenvolver o que o dispositivo deve executar, mas

para isso acontecer, o comando deve estar abaixo de void loop. O sistema receberá

os comandos para reconhecer tags, atribuir o valor dela, fazer comparativos entre o

valor das tags, depois de realizado o comparativo, o módulo MP3 executa o som

através do comando que associa o arquivo com a tags correspondente. Como

resultado da programação, o dispositivo reproduz o som correspondente a se local

identificado através do fone de ouvido.

6. RESULTADOS

Realizada as configurações de hardware e software (figura 9) temos o

resultado do dispositivo, pode ser identificada a inicialização do dispositivo através

de leds que estão em cada placa e módulo (quando o Arduino é ligado no

computador através do cabo USB e tela de controle aberta dentro do IDE, é

informado status do sistema RFID, MP3 e volume).

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Figura 9 – Resultado do dispositivo


Quando a tag é aproximada do sensor de RFID, automaticamente o Arduino

reconhece e faz com que o MP3 execute o som conforme associada na

programação (tabela 2), então se o usuário aproxima-se da tag relacionada ao

ambiente “A”, o modulo MP3 reproduz a gravação de identificação do ambiente “A”,

conforme programado.

Tabela 2 – Resultado da reprodução do áudio relacionado a cada ambiente (TAG)

N° DA TAG RELACIONADA AOS

AMBIENTES

REPRODUÇÃO DO AUDIO

IDENTIFICANDO OS AMBIENTES

1 Bem vindo à Universidade ENIAC! Você

está na entrada principal.

2 Sala oitenta e três

3 Auditório

4 Banheiro

5 Saída de emergência


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7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O projeto é um Startup, o dispositivo está em sua forma inicial, com seus

componentes dentro da caixa de acrílico cuja intenção é mostrar os componentes e

suas ligações. A pesquisa proporcionou conhecimento sobre as necessidades do

usuário, pontos de melhoria a desenvolver no protótipo, como seu tamanho, peso e

design. Os passos seguintes são a tentativa de redução no tamanho do protótipo

para que este possa caber na palma da mão do usuário, melhorando sua

experiência além do investimento em RFID com sinal UHF para captar em maior

distância e testes com PcD.

8. FONTES CONSULTADAS

ARDUINO. UNO REV 3. 2019. Arduino UNO REV3. Disponível em:

https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3. Acesso em: 12 mar. 2019.

MANNARA, Barbara. Conheça seis produtos tech que auxiliam deficientes

visuais, 2016. Disponível em:

https://www.techtudo.com.br/listas/noticia/2016/12/conheca-seis-produtos-tech-que-

auxiliam-deficientes-visuais.html. Acesso em: 12 mar. 2019.

FLYRON TECHNOLOGY CO., LTD. Módulo MP3 TF 16P. 2019. MP3-TF-16P

Mini Serial MP3 Module. Disponível em:

http://www.flyrontech.com/eproducts/150.html. Acesso em: 15 mar. 2019.

MCROBERTS, Michael. Arduino básico. São Paulo: Novatec Editora, 2011.

NFX. Módulo RFID RC522. 2019. MFRC522. Disponível em:

https://www.nxp.com/products/identification-security. Acesso em: 7 mar. 2019.

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