PROJETO INFORMACIONAL DE UM
DISPOSITIVO COM COMUNICAÇÃO POR
RADIOFREQUÊNCIA ORIENTADO PARA
TECNOLOGIA ASSISTIVA
Matheus von Biveniczko Tomio (PUCPR )
Rafael dos Santos Lima (PUCPR )
Maria Lucia Miyake Okumura (PUCPR )
Valter Klein Junior (PUCPR )
Osiris Canciglieri Junior (PUCPR )
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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