CAT SESI SUZANO – MAX FEFFER

CENTRO EDUCACIONAL SESI 431 – SUZANO

ANALISTA DE SUPORTE EM INFORMÁTICA: DÉBORA

EQUIPE : AMANDA , LETÍCIA, IGOR,

JULIANE, MATHEUS E ITALO

PROJETO DE PESQUISA PARA O

4º TORNEIO DE ROBÓTICA SESI-SP

“SENIOR SNEAKER”

Problema

Realizamos uma pesquisa junto a asilos, casas de repousos, avós de alunos e grupos da 3ª

terceira idade e constatamos que um dos maiores problemas enfrentados pelos idosos são as

quedas. Em decorrência dessas quedas, geralmente os idosos fraturam o fêmur (maior osso

do corpo humano).

Verificamos que após um ano, a cada quatro idosos que fraturam esse osso, um vem a

falecer (25%).

As quedas ocorrem durante as atividades diárias em sua residência ou na rua.

Constatamos também que o idoso que cai tem 67% de chance de sofrer outra queda, além

de que essas quedas e a cirurgia do fêmur podem causar outras doenças; tais como:

- Trombose venosa da panturrilha;

- Embolismo pulmonar;

- Pneumonia;

- Machucados e feridas que podem infeccionar e causar doenças.

Os idosos que possuem osteoporose devem ter cuidado dobrado, pois tem 2 vezes mais

chance de fraturas nessa idade.

Não somente as fraturas de fêmur que ocorrerem com os idosos, como demais fraturas onde

na maioria das vezes precisam de intervenções cirúrgicas, com colocações de pinos,

necessidade de fisioterapia, rpg, etc. Nosso projeto visa uma melhor qualidade de vida,

proporcionando ao idoso uma segurança ao andar dentro de sua casa, nas ruas da cidade,

que muitas vezes não estão adaptadas e possuem muitos desníveis e calçadas irregulares.

Solução

“Senior Sneaker”: Tênis que tem como objetivo evitar possíveis quedas no dia-a-dia dos

idosos. O projeto é criar um tênis com cinco tipos diferentes de sensores que funcionarão em

conjunto com a pulseira. A pulseira servirá para avisar o idoso de obstáculos, umidade no

chão e desníveis; assim o idoso ficará mais atento a cada vibração da pulseira, evitando

possíveis quedas e fraturas.

Cada sensor terá uma funcionalidade:

- Sensor ultrassônico: impermeável: ele detectará obstáculos à frente e altos desníveis do

chão a uma determinada distância;

- Sensor infravermelho: ele será usado para detectar o calor humano e entender que não

é um obstáculo;

- Sensor de umidade: ele detectará a umidade no chão para que o idoso tome mais

cuidado para não escorregar e sofrer possíveis fraturas.

- Sensor Acelerômetro: funcionará para detectar as quedas que o idoso possa ter. Se caso

o idoso caia, este enviará uma mensagem via SMS para um parente cadastrado informando a

localização do idoso.

- GPS – informará a localização do idoso, caso ocorra uma queda, ou para segurança do

mesmo.

A fonte de energia será uma bateria recarregável, assim o idoso usará o tênis com a

bateria, e quando não estiver utilizando o calçado, poderá tirá-la e colocar para recarregar.

Os sensores estarão soldados em uma placa de circuito interno(PCI) flexível para seu

funcionamento. ,

O projeto é inovador?

Sim, pois no mercado existe somente o Tênis com GPS,

desenvolvido para pessoas portadoras do Mal de Alzheimer.

Preço estimado do projeto Tênis: R$ 100,00 (tênis parecido com Nike Air)

Infravermelho: R$ 10,00

Umidade: R$ 60,00

Utrassônico: R$ 50,00

Acelerômetro: R$ 31,50

GPS: R$ 51,00

CHIP: R$ 15,00

Placa de circuito interno: R$ 30,00

Bateria + carregador: R$ 30,00

Pulseira com infravermelho: 30,00

Total: Aproximadamente R$ 407,50

SENIOR SNEAKER

PULSEIRAPULSEIRAPULSEIRAPULSEIRA

FEMININOFEMININOFEMININOFEMININO

MASCULINOMASCULINOMASCULINOMASCULINO

Sensor de aceleração piezelétrico – Medidor de aceleração piezelétrico

Tecnologia usada no tênis Nike

Materiais piezelétricos geram correntes elétricas quando mudam de formato ou mudam de

formato quando expostos à eletricidade.

Transdutores piezelétricos, geralmente usados em caixas de som, mudam de formato

rapidamente em contato com uma corrente elétrica. Sensores piezelétricos, por outro lado,

utilizam quartzo, silicone ou cristais artificiais que produzem eletricidade quando comprimidos,

movidos ou curvados.

Ele envia informações ao receptor através de uma antena e transmissores embutidos. As

informações são transmitidas por meio de freqüência de rádio de 2.4 gigahertz utilizando um

protocolo, de acordo com direitos autorais.

O processador do receptor na placa, e o conector multi-pin é acoplado ao receptor da

pulseira.

Enviará os dados para a pulseira (vibrará e enviará SMS com a localização do idoso ao parente)

Bateria que dura mil horas, que pode ser trocada.

Possui um botão de ligar/desligar que pode desligar automaticamente quando não

utilizado

Sensor ultrassônico/obstáculo

(conversar com o SENAI de Franca que desenvolveu um tênis parecido)

Corrente de alimentação (2Ma), freqüência de leitura de 20hz, saída serial RS 232, 9600bps,

saída PWM – 147us/polegada, saída analógica 10mv polegada.

Outro tipo de sensor ultrassônico – Faixa de detecção 3cm-4m, ideal com 30º ângulo 5v

DC power suplly

Precisa de cabo Groove 4 vias.

Sensor de umidade/água – pode

ser igual a tecnologia usada

internamente no Iphone que muda

de cor caso caia água nele.

Módulo sensor de água é projetado

para a detecção de água, podendo

ser utilizado na detecção de chuvas,

em níves de água. Um conector, um

resistor de 1MΩ e várias linhas de

fios condutores nuas.

Sensor infravermelho- Sensor passivo ou seja, não emite radiação, percebe a presença de

pessoas no ambiente por meio do calor emitido pelo corpo em movimento (comprimento de

onda na faixa de 10 mícrons). Esse sensor somente consegue detectar o movimento se

estiver alinhando com o ocupante, não sendo possível detectar ocupantes caso haja paredes,

janelas ou outros obstáculos no caminho. Devido a constituição de suas lentes, que segmenta

ou área em cones, esse sensor possui limitações para detectar pequenos movimentos em

distâncias maiores que 5 metros.

No tênis o sensor será usado no intuito de detectar o calor de pessoas próximas e

entender que as mesmas não são obstáculos.

Abaixo o que encontramos sobre sensor de água

http://ruijc.webnode.com/products/detector-de-agua-flood-detector/

Nova Versão: http://ruijc.webnode.com/products/nova%20vers%c3%a3o%20detector%20de%20inunda%c3%a7%c3%a3o%20-%20new%20version%20flood%20detector/

projecto foi publicado no site Electronics Lab Blog:

http://www.electronics-lab.com/projects/sensors/006/index.html

Flood Detector author: Rui Cabral - rui.j.cabral googlemail.com - www.ruijc.webnode.com

<SUB3< sub>

Introduction

Last week I had a big flood in my house. A water tube broke in the middle of the night

making lots of damage. Wooden floor, furniture, small electronic appliances, all damaged

due to the water. This made me think on a project that would sense water on the floor

and trigger an alarm.

The detector should be able to sense water and trigger an alarm. Also it should be small

and battery operated. Battery's voltage should be checked also.

Schematic

R1

10K ohms

resistor R2 10K ohms resistor R3 10K ohms resistor R4 1K ohms resistor R5 10K ohms resistor R6 1K ohms resistor C1 100nF cap Led1 5mm green led Led2 5mm red led

D1 4V7 zener diode Piezo Piezo HPE-120 VR1 78L05 regulator IC1 12F683 SOIC

microcontroller from Microchip S1 Push button Others: Box 9V battery clip

PCB Metal strips Hex program for the microcontroller

Part List

PCB

The PCB used for this Project is single layer and its size is 27.02 mm x 32.41mm.

The SOIC version of the microcontroller helps to reduce the size of the PCB.

Top Side

Here is the top view with the components

Bottom Side

Here's the bottom side.

Box and probes

I tried to find a small box that would fit both circuit and box. This way it would be more

discrete.

The box that I used did not had enough room for all components, so I had to place both

leds and piezo on the exterior of the box. That detail didn't make any difference since the

leds should stay visible and the piezo free to make the loudest sound possible.

The probes can be made from any conductive material, but I preferred not to use copper

because it deteriorates with time. In my opinion a good material to be used is stainless

steel or aluminium. However, maintenance should be done from time to time checking the

probes and testing them with water.

Also, the probes should be placed not to far apart from each other and they never should

touch each other. The more probe area available for water sensing the better.

The probes I used in my project are made from aluminium.

The probes are bent 90º and glued to the box. They must be parallel to each other

always.

The final assembly looks like this:

The detector is placed on the floor. It's possible to use some double side tape and stick

the detector against the wall or just leave it like the picture below. The probes are on the

bottom of the box touching the floor and the leds on the top.

Hex program

The Hex program must be saved in the microcontroller's memory before soldering on the

PCB. Download hex here: ANTIFLOOD.HEX

Testing

Turning on the circuit, both leds and piezo are tested. Also the probes are checked. If the

probes are sensing water or any kind of leakage it will turn on the red led and it will

trigger the piezo.

After everything is checked ok the detector will enter it's normal state.

Every 10 seconds it will check the probes and the battery's voltage.

If water gets between the probes the detector will enter the alarm mode where the red led

will turn on and the piezo will start making a loud sound. The detector will keep itself in

alarm mode until S1 is pressed.

If the battery's voltage is good, the green led will flash every 10 seconds but if the voltage

reaches 7V the red led will flash every 10 seconds and the piezo will make a short sound

to indicate it's time to change the battery.

The water detection time is less than 10 seconds. Since the microcontroller enters a low

consumption state between readings to preserve battery life, this state is always 10

seconds long. If water reaches the probes while being in the low power state it will have to

wait until it finishes the sleep state before it can trigger the alarm.

Conclusion

This is a simple but effective water detector. I have built 2 units and have one inside the

kitchen and one inside the bathroom. It's possible to replace the 9V battery with any 9V

wall power supply.

MODELO DO TÊNIS COM GPS

As dimensões dos sensores deverão ser as menores possíveis.

Consumo de energia pode ser como a bateria do tênis Nike de mil horas e que

pode ser trocada. Bateria de lítio?

O tipo de sinal de gera pode ser por ondas de rádio

O tipo de tênis que enviei foi de um desenho feito por meus alunos, mas não

precisa necessariamente ser igual. Vocês poderão utilizar o tênis parecido com o

Nike que usa acelerômetro ou outro modelo sugerido por vocês.

Acelerômetro triaxial MMA7341L +/-3/11g com regulador de voltagem

R$ 71,00

Cód:SEN0050279

Descrição

Este acelerômetro tri-axial é uma placa de suporte para o CI MMA7341L do tipo MEMS (micro-electro-mechanical

systems) da Freescale. É imprescindível a leitura cuidadosa do datasheet antes da utilização deste produto. O

MMA7361 é um excelente CI mas o encapsulamento pequeno e sem extensões para solda dificultam o seu uso em

pequena escala. A placa inclui todos os componentes recomendados pelo diagrama de conexão e inclui um

regulador de voltagem de 3,3V e 50mA que permite que o conjunto seja alimentado por uma ampla faixa de

voltagens (de 2,2 a 16V) com capacidade para alimentar componentes adicionais de 3,3V. Os pinos desta placa

estão na distância padrão de 0,1".

Especificações

• Dimensões: 1.2×2.3×0.23 cm (sem os pinos soldados)

• Voltagem operacional: 2.2-16 V conectados ao VIN (todos outros pinos além do VIN não suportam 5V)

• consumo de corrente: 0,5 mA

• Formato de saída: 3 voltagens analógicas (um para cada eixo) centralizados na metade da voltagem do

pino 3V3

• Faixa de sensibilidade (selecionável pelo pino g-Select): ±3g (padrão) ou ±11g

• Peso sem a barra de pinos: 0,7g

Utilizando o sensor

Para aliemntar este acelerômetro conecte uma bateria de 2,2 a 16V ou fonte de alimentação ao pino VIN. Note

que este componente não suporta 5V nos outros pinos, assim outros componentes (como divisores de voltagem)

são necessários para a interface dos pinos g-Select e Self Test com sistemas de 5V. Conexões com o g-Select e

Self Test são opcionais, a placa funcionará com estes pinos desconectados.

As saídas X,Y e Z deste acalerômetro são três voltagens analógicas separadas centralizadas na metade da

voltagem do pino 3V3. Acelerações positivas ao longo de um exio aumentam a voltagem e acelerações negativas

diminuem a saída. A saídas serão sempre na faixa de 0 à voltagem presente no pino 3V3.

O pino de seleção de sensibilidade, g-Select, é rebaixado internamente o que seleciona a sensibildade padrão de

±1,5g (440 mV/g). Elevando-se este pino altera-se a sensibilidade para ±6g (118 mV/g).

A saída do pino 0g-Detect é alta quando os três eixos simultaneamente detecatm 0g o que ocorre quando a placa

está em queda livre.

O pino Self Test está forçado para um nível baixo e pode ser deixado desconectado.

Para aplicações de potência muito baixa o acelerômetro pode ser alimentado por um pino de entrada e saída de

2,2 a 3,6V conectado ao 3V3. Isto permite contornar o regulador de voltagem previnindo sua pequena drenagem

de corrente e alimentar a placa com um microcontrolador para que seja desligada quando não estiver em uso.

Componentes Incluídos

• barra de pinos 10×1

• barra de pinos de 90º 9×1

• um jumper

O conteúdo desta página é uma tradução para o português a partir do site original da Pololu.

Preço:R$ 71,00

Quantidade:

Sensor Ultrasônico de distância - Maxbotix LV-EZ0

R$ 188,00

Cód:SEN0050027

A família de sonares LV-MaxSonar-EZ propícia detecção de distâncias em uma ampla faixa em um encapsulamento

bastante pequeno e consumo muito baixo. Este sensor detecta objetos na faixa de 0 a 6,45m e fornecem

informações, para objetos além de 15cm, com uma resolução de 2,5cm (obejtos entre 0 e 15 cm são lidos como a

15cm). Conta ainda com três intrfeces de saída, todas elas ativas simultaneamente: saída por comprimento de

pulso digital, saída de voltagem analógica, e saída digital serial assíncrona. São calibrados de fábrica com 5

padrões de feixes de leitura: EZ 0 a 4.

Especificações e características

• Leve e pequeno: 2,2 x 2,0 x 1,6 cm e 4,3 g

• Longa faixa de detecção: 0 a 6.45 m (21.2 ft)

• sem áreas mortas

• Resolução de 2,5 cm

• Baixo consumo típico de corrente: 2 mA

• Funciona com 2,5 a 5,5 V

• sensor ultrasônico de 42 kHz

• frequência de leitura de 20 Hz

• funcionamento contínuo ou quando acionado

• Três interfaces ativas simultaneamente

o Saída serial: assíncrona, nível lógicol, invertida, 9600 bps 8N1

o Saída analógica: 10 mV/polegada com alimentação de 5V

o Saída por comprimento de pulso: 147 µs/polegada

Datasheet

O conteúdo desta página é uma tradução para o português a partir do site original da Pololu.

Preço:R$ 188,00

Sensor de vibração Piezoelétrico

R$ 20,00

Cód:SEN0110528

O sensor de vibração da DFRobot armazena o sinal de um transdutor piezoelétrico que responde a vibrações

gerando uma saída de voltagem mensurável que é proporcional à força da vibração.

Características:

• Alimentação: 5V

• Interface: Analógica

Documentação:

• Wiki Doc

Preço:R$ 20,00

Quantidade:

Shield GPS

R$ 71,00

Cód:ACS0030470

Adicionar GPS ao seu Arduino nunca foi tão fácil. Muitos receptores GPS se conectam facilmente a esta placa e

com o código de exemplo (abaixo) você poderá determinar sua posição exata com precisão de alguns metros. O

GPS também fornece uma referência horária bastante precisa.

Um conector para o popular receptor EM-406 está incluido nesta placa, e há areas preparadas para conectores

para os modelos EM-408 e EB-85A (conectores não incluídos). Há ainda uma área para o módulo GPS UP501. Os

pinos padrão do GPS (RX, TX, PPS, etc.) também estão disponíveis em um encabeçamento de 10 pinos a 0,1".

A chave DLINE/UART alterna a entrada e saída do módulo GPS entre os pinos padrão TX/RX do arduino e

quaisquer outros pinos digitais. Esta chave deve estar em DLINE para que seja possível a atualização (upload) do

código do Arduino.

Este shield inclui ainda uma área para um suporte de bateria moeda de 12mm para fornecer alimentação de

backup ao módulo opcional EB-85A. Uma chave ON/OFF está incluída e controla a alimentação do módulo GPS. O

botão de reset do Arduino também está disponível nesta placa.

Nota: Módulos GPS não estão incluídos e há apenas o conector para o EM-406. Barras de pinos também não estão

incluídas. Os conectores empilháveis com 8 contatos e com 6 são recomendados.

Características:

• conector EM-406

• espaços preparados para receber os conectores EM-408 e EB-85A

• espaço preparados para receber o módulo UP501

• espaço para suporte de bateria moeda

• shield do tamanho padrão do Arduino

• Área de prototipagem

• sinais GPS serial e PPS disponíveis em um encabeçamento padrão de 0,1"

• botão de reset do Arduino

• chave DLINE/UART para controle da comunicação serial

• chave ON/OFF para controlar a alimentação do módulo GPS

Documentação:

• Esquema

• Arquivos Eagle

• Guia rápido de GPS

• Guia de montagem

• Código de exemplo

O conteúdo desta página é uma tradução para o português a partir do site original da Sparkfun.

Preço:R$ 71,00

Quantidade: