Attendance and organization of work

A tela principal do superveisório foi desenvolvida para ser a tela de teste da cadeira de rodas. Nela é possível enviar comando para o controlador, verificar sua palavra de status, visualizar as informações de valores de PWMs, visualizar os valores de velocidade das duas rodas, visualizar a velocidade angular, visualizar a velocidade linear, visualizar o status do cartão micro-SD, visualizar a tensão das baterias da cadeira de rodas, visualizar os flags de erros e registros de erros da rede CAN, visualizar os valores de distâncias medidas pelos sensores infravermelhos e enviar comandos de velocidades angular e linear para o controlador.

O campo de comandos para o controlador permite desligar o controlador, ligar o controlador, fazer o reset do controlador e ainda limpar as falhas do controlador. Para selecionar qualquer destas opções basta selecioná-la no campo de comandos do controlador e pressionar o botão de “OK” do mesmo campo.

A visualização do status da cadeira de rodas é possível através do campo de status do controlador, no qual todos os bits da palavra de status do controlador são mostrados, sendo o

bit em estado lógico 1 representado pela cor vermelho e o bit no estado lógico 0 representado

pela cor verde.

O campo de tensão das baterias mostra seu valor em Volts e o campo de status do cartão micro-SD mostra seu status. Foram criados dois campos para visualização dos valores de PWMs para os motores. Estes campos dispõem de uma caixa de texto e uma barra de rolagem para cada PWM que mostram seus valores em percentuais.

Os campos IR 0, IR 1, IR 2 e IR 3 mostram os valores em milímetros dos sensores infravermelho1, 2, 3 e 4 respectivamente.

Os campos “Vre”, “Vrd”, “Vel. Ang.” e “Vel. Lin” mostram os valores de velocidades da roda esquerda, velocidade da roda direita, velocidade angular e velocidade linear respectivamente, sendo estes valores mostrados em milímetros por segundo para o caso das velocidades das rodas e velocidade linear, e radianos por segundo no caso da velocidade angular. Estes campos dispõem de uma caixa de texto e uma barra de rolagem para cada roda.

Os campos de set-point de velocidade angular e linear foram implementados com campo de texto e barra de rolagem para facilitar os testes. Foram criados também botões “Zero” que fazem os valores de set-point iguais a zero de modo mais rápido, e um botão de “Set” no qual é possível inserir o valor desejado na caixa de texto e depois pressionar este botão para enviar o valor desejado para a cadeira de rodas.

O campo “CAN Driver” mostra os valores dos registros de erros da rede CAN, sendo “REC” o registro contador de erros de recepção e “TEC” o registro contador de erros de transmissão. Este campo ainda ilustra os flags de erros CAN, sendo estes:

• RX1OVR indica a ocorrência de sobre-escrita no buffer 1;

• RX0OVR indica a ocorrência de sobre-escrita no buffer 0;

• TXBO indica que o nó de rede está desconectado da mesma;

• TXEP indica que o TEC atingiu o valor de 128 erros. Neste estado o controlador CAN do nó entra em modo de error-passive, sendo então capaz

de enviar e receber dados, contudo, quando detectar erros ele não envia o

frame de erros;

• RXEP indica que o REC atingiu o valor de 128 erros. Neste estado o controlador CAN do nó entra em modo de error-passive, sendo então capaz de enviar e receber dados, contudo, quando detectar erros ele não envia o

frame de erros;

• TXWAR indica que o TEC atingiu o valor de 96 erros ;

• RXWAR indica que o REC atingiu o valor de 96 erros;

• EWARN indica que o TEC ou o REC atingiram o valor de 96 erros;

É possível visualizar o estado de cada bit da palavra de erros CAN também por um código de cores, sendo o bit em estado lógico 1 representado pela cor vermelho e o bit no estado lógico 0 representado pela cor verde.

Durante os testes com a cadeira de rodas é possível a ocorrência de situações de emergência, nas quais é necessário que os motores sejam desligados de forma rápida. Objetivando prover este nível de segurança foi disponibilizado um botão de “Emergência” que se pressionado desliga os motores da cadeira de rodas e para o controlador.

7.4

Conclusão

Durante os testes práticos o supervisório se mostrou de extrema necessidade devido à facilidade de configuração e depuração de erros que ele propicia. Sua principal funcionalidade é permitir que sejam realizados ajustes personalizados par o usuário de forma rápida, fácil e confiável. Isto devido ao fato que nesta fase do projeto da Cadeira de Rodas Robotizada existe a necessidade de preparação de uma plataforma que possa ser comercializada. Assim, o projeto deste supervisório leva ao usuário final a possibilidade de configurar, testar e gerenciar sua Cadeira de Rodas Robotizada de maneira fácil e amigável.

CONCLUSÃO

Neste trabalho foi desenvolvida uma plataforma robótica para uma cadeira de rodas motorizada, sendo esta plataforma capaz de controlar de modo seguro e eficiente as velocidades angular e linear, armazenar dados gerais em cartão de memória, fazer interface com sensores de navegação, tais como sensores infravermelho [23] e sonar [27] e capaz de promover o deslocamento desta de forma segura para o usuário.

O usuário foi preponderante nas decisões deste trabalho, visto que sua condição de movimentos limitados ou nulos, exige da Cadeira de Rodas Robótica elevado grau de segurança. Assim, foram usadas varias técnicas de segurança, tais como: verificação de integridade dos encoders, limitação de velocidade angular em 0,6 rs&/ e velocidade linear em 700 $$/ , verificação de execução em tempo real de tarefas criticas, verificação de

status da rede CAN e dos dados que trafegam por ela e verificação da integridade dos

motores.

Os acionamentos dos motores da cadeira de rodas utilizaram técnicas consagradas de chaveamento, sendo utilizadas pontes H para controlar a tensão média dos motores de corrente contínua de excitação independente que tracionam as rodas da cadeira. Este utiliza apenas transistores do tipo MOSFETs canal n, sendo este fato justificado pela menor impedância dos MOSFETs canal n em relação aos MOSFETs canal p. Esta escolha obrigou o uso de CIs gate drivers [16] que são capazes de prover chaveamento dos MOSFETs superiores das pontes H sem uso de fontes auxiliares. Esta topologia apresenta uma limitação: o PWM da ponte nunca pode assumir 100 % ou 0 % de ciclo, ou seja, deve-se prover de modo ininterrupto chaveamento dos transistores da ponte H, sob pena de queima dos transistores da parte superior das pontes H por dessaturação.

O projeto das placas de acionamento mostrou-se eficiente durante os testes, visto que observou-se baixo aquecimento dos MOSFETs e ainda foi capaz de prover para os motores alimentação controlada e regular. Contudo, notou-se grande irradiação de ruídos de 20 . Isto foi possível verificando os sinais biológicos do usuário e os sinais dos encoders no osciloscópio. Após testes e avaliações constatou-se que boa parte da irradiação era oriunda dos dissipadores dos transistores das pontes H, visto que estes dissipadores não estavam