Integração de Áreas
Sobre o Projeto MeuNorte
O projeto MeuNorte tem como objetivo o desenvolvimento de uma bengala inteligente projetada para aprimorar a mobilidade e segurança de pessoas com deficiência visual. Este dispositivo inovador combina tecnologia avançada e design funcional para oferecer suporte confiável e acessível aos usuários, promovendo maior independência em suas atividades diárias.
Importância da Integração Multidisciplinar
A integração das diferentes áreas envolvidas no projeto — estrutura, energia, eletrônica e software — é essencial para garantir que todos os componentes funcionem de maneira coesa e eficiente. Cada uma dessas áreas desempenha um papel fundamental:
- Estrutura: desenvolvimento de um design ergonômico, resistente e leve, adequado para o uso diário.
- Energia: implementação de soluções para alimentação energética eficiente, incluindo bateria de longa duração e carregamento simplificado.
- Eletrônica: incorporação de sensores e circuitos eletrônicos que garantam funcionalidades como detecção de obstáculos e comunicação com o usuário.
- Software: desenvolvimento de sistemas de controle e interfaces intuitivas, possibilitando integração com aplicativos móveis e respostas em tempo real.
Desafios e Soluções
Durante o planejamento, foram identificados desafios específicos em cada área que exigem abordagens interdisciplinares e inovadoras para garantir a viabilidade técnica e funcional do projeto:
- Desafios técnicos: integração de sensores, processamento de dados em tempo real e otimização de algoritmos para navegação segura.
- Desafios estruturais: uso de materiais leves e duráveis que suportem impactos e condições climáticas variadas, além de articulações complexas.
- Eficiência energética: desenvolvimento de sistemas que minimizem o consumo de energia sem comprometer a funcionalidade.
- Interface com o usuário: criação de uma experiência acessível, considerando as necessidades de diferentes perfis de usuários.
Objetivo Final
O objetivo central é entregar uma bengala inteligente que não apenas satisfaça as necessidades técnicas e de design, mas que também seja confiável, acessível e adaptada às necessidades dos usuários. Por meio de um processo colaborativo entre as áreas, o projeto busca proporcionar uma solução que combine inovação tecnológica com impacto social significativo.
Este documento fornece uma visão geral das estratégias de integração e dos esforços multidisciplinares necessários para transformar o projeto MeuNorte em uma realidade prática e funcional no cotidiano de seus usuários.
A seguir, tem-se um vislumbre de como está sendo a relação de integração das áreas mencionadas anteriormente:
Estrutura e Energia
A integração entre a estrutura e o subsistema de energia se concentra na escolha de materiais leves e robustos, garantindo que a bengala tenha resistência e portabilidade adequadas. A estrutura deverá abrigar de forma segura as baterias Li-ion 18650 (3.7V) e os componentes eletrônicos, enquanto o sistema de alimentação deverá garantir a autonomia da bengala. A escolha das baterias Li-ion permitirá uma alta densidade de energia, mantendo o peso baixo, essencial para o conforto do usuário. O regulador de tensão MT3608 deverá converter a energia para 5V, alimentando o microcontrolador ESP32 e sensores, enquanto a entrada USB-C facilitará a recarga, mantendo o sistema acessível e prático.
Estrutura e Eletrônica
A estrutura e a eletrônica estarão intimamente conectadas no projeto, pois a estrutura deverá acomodar os sensores ultrassônicos e o microcontrolador ESP32. Sensores HC-SR04 deverão ser posicionados em diferentes alturas e direções na bengala para garantir uma cobertura total, enquanto os motores de vibração 1027 fornecerão feedback tátil ao usuário. O design da estrutura deverá ser adequado para garantir o funcionamento eficiente desses componentes, protegendo-os contra danos e facilitando a dissipação de calor. A ESP32 será responsável por processar os dados dos sensores e enviar sinais aos motores de vibração, oferecendo uma interface entre o hardware e o software.
Energia e Eletrônica
A integração entre energia e eletrônica assegurará que o sistema tenha uma fonte de alimentação estável e eficiente para alimentar todos os componentes, como sensores, ESP32 e motores de vibração. O subsistema de energia utilizará baterias Li-ion de alta capacidade, com monitoramento de carga via o módulo INA219. O regulador de tensão MT3608 deverá converter a energia para 5V, enquanto o módulo TP4056 controlará o carregamento das baterias. A ESP32, sendo de baixo consumo, será ideal para gerenciar a comunicação entre os sensores e os motores, enquanto o sistema de alimentação garantirá a autonomia do dispositivo, permitindo que ele funcione durante o dia todo com recargas simples via USB-C.
Software e Eletrônica
A integração entre software e eletrônica será essencial para o funcionamento da bengala inteligente MeuNorte. O microcontrolador ESP32 coletará dados dos sensores ultrassônicos (HC-SR04) e enviará essas informações para o aplicativo móvel via Bluetooth Low Energy (BLE). O software processará os dados e enviará comandos de feedback, como vibração na pulseira e instruções sonoras aos fones de ouvido, para alertar o usuário sobre obstáculos.
O software do aplicativo, desenvolvido em React Native, oferecerá uma interface intuitiva para o usuário e integrará funcionalidades como navegação, feedback multimodal (vibração e áudio) e sincronização com a nuvem. A comunicação entre o aplicativo e a ESP32 será eficiente, utilizando BLE para dados em tempo real e Bluetooth clássico para áudio. Além disso, a conexão com a nuvem será garantida por Wi-Fi, permitindo o acesso a APIs de mapas e a personalização do usuário.
Desafios
Tabela 1: Desafios do Projeto MeuNorte
| Desafio | Descrição |
|---|---|
| Integração de Hardware e Software | Garantir uma comunicação eficiente entre o microcontrolador ESP32 e o aplicativo móvel via Bluetooth Low Energy (BLE), minimizando latência e falhas de transmissão. |
| Desempenho dos Sensores Ultrassônicos | A precisão dos sensores HC-SR04 pode ser afetada por superfícies reflexivas ou absorventes, exigindo ajustes ou sensores adicionais para garantir a detecção correta. |
| Gestão de Energia | Manter autonomia satisfatória com a bateria Li-ion enquanto alimenta sensores, motores de vibração e o ESP32, sem comprometer o peso e a portabilidade do dispositivo. |
| Ergonomia e Design | Integrar os componentes eletrônicos e os sensores na estrutura da bengala sem prejudicar o conforto, a mobilidade do usuário ou a usabilidade. |
| Desenvolvimento do Aplicativo | Criar uma interface intuitiva e responsiva, com navegação, feedback multimodal e sincronização com a nuvem, minimizando o consumo de recursos do dispositivo móvel. |
| Conectividade e Sincronização com a Nuvem | Garantir comunicação estável e segura entre o aplicativo móvel e os serviços na nuvem, incluindo APIs de mapas e a sincronização eficiente de dados. |
Fonte: Autoria própria.
Versionamento
| Versão | Data | Modificação | Autor |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 24/11/2024 | Criação do documento | José Luís |
| 1.1 | 02/12/2024 | Estruturação | José Luís & & Pedro Vitor |
| 1.2 | 02/12/2024 | Adição de texto e organização | José Luís & & Pedro Vitor |
| 1.3 | 02/12/2024 | Corrige texto | José Luís |
| 1.4 | 02/12/2024 | Estruturação de Tópicos | Jhonatha Willian |