Sistema de detecção de irregularidades por vibração mecânica em vias públicas - Mainieri, Eduardo dos Santos (My University, 2025)
In the Brazilian Constitution, all citizens have the fundamental right to come and go, without distinction between people, ages, genders, or disabilities. The lack of adequate infrastructure and the non-compliance with the norms, laws, and responsibilities of public agencies that regulate and supervise sidewalks and urban pathways directly affects this fundamental right, creating discomfort or even health risks for individuals who use wheeled devices on sidewalks, such as wheelchairs, baby strollers, among others. This experimental project focused on implementing an embedded instrumentation system on an electric wheelchair, capable of acquiring and conditioning the signals from four accelerometers placed at strategic points, processing these signals, and estimating the vibration transmitted to the wheelchair user as a function of the surface. The methodology adopted was based on whole-body vibration technical standards and related works, which provided theoretical support and reference values for comparison. The acquisition system consists of an STM32F407 microcontroller and four digital inertial units ICM-20948, operating with synchronous sampling at 400 Hz and SD-card storage, with post-processing in MATLAB for filtering, normative weighting, and calculation of the main vibration metrics at the seat, vertical axis. The results indicated that the developed system was able to measure and process vibration levels at different points of the wheelchair with adequate temporal regularity and acceleration values of the same order of magnitude as those found in the literature, highlighting the seat as the principal reference point for whole-body vibration and the interlocking block pavement as the most severe exposure condition for the user. [resumo fornecido pelo autor]
Na Constituição Brasileira todos os cidadãos têm o direito fundamental de ir e vir, sem distinção entre pessoas, idades, gêneros ou deficiências. A falta de estrutura ou de cumprimento das normas, leis e das atribuições dos órgãos que regulamentam e fiscalizam as vias públicas atinge diretamente esse direito fundamental, criando desconforto ou até mesmo gerando riscos à saúde das pessoas que fazem o uso de veículos sobre a calçada, como cadeira de rodas, carrinho de bebê, entre outros. Este projeto experimental teve como foco a implementação de um sistema de instrumentação embarcado em uma cadeira de rodas elétrica, capaz de receber e condicionar os sinais de quatro acelerômetros acoplados a pontos estratégicos, processar esses sinais e estimar a vibração transmitida ao cadeirante em função da superfície. A metodologia adotada foi baseada em normas técnicas de vibração de corpo inteiro e em trabalhos relacionados, que forneceram embasamento teórico e valores de referência para comparação. O sistema de aquisição é composto por um microcontrolador STM32F407 e quatro unidades inerciais digitais ICM-20948, operando com amostragem síncrona a 400 Hz e armazenamento em cartão SD, com pós-processamento em MATLAB para filtragem, ponderação normativa e cálculo das principais métricas de vibração no assento, eixo vertical. Os resultados obtidos indicaram que o sistema desenvolvido foi capaz de medir e processar os níveis de vibração nos diferentes pontos instrumentados da cadeira de rodas com regularidade temporal adequada e valores de aceleração da mesma ordem de grandeza dos encontrados na literatura, evidenciando o assento como o ponto mais crítico e o pavimento em blocos intertravados como a condição mais severa de exposição ao usuário. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia eletrônica; Cadeiras de rodas; Vibração - Medição; Mecânica - Vibração