Um problema inesperado que pode ocorrer em qualquer situação é o que envolve a queda de uma pessoa. Normalmente, quando isso acontece, uma condição de emergência se estabelece, exigindo a pronta intervenção de auxílio especializado. Tal fato ocorre principalmente em certos grupos de risco como pessoas de idade avançada, bombeiros, policiais, pessoas que trabalham em locais perigosos, etc.
Com base nessa necessidade a Freescale (www.freescale.com) desenvolveu um sistema de detecção de quedas usando como sensor um acelerômetro, o qual vamos descrever de forma resumida neste artigo. Informações completas sobre hardware e software podem ser obtidas no site da empresa.
A ideia de se detectar a queda de uma pessoa através de recursos eletrônicos que partem de sensores apropriados até uma interface que permita enviar um sinal de aviso a uma central apresenta diversas dificuldades e também diversas soluções possíveis.
Assim pode-se empregar diversos tipos de sensores, entre eles sensores de nível, calorímetros e acelerômetros. A solução da Freescale utiliza um acelerômetro por encontrar nesse tipo de sensor diversas vantagens como:
• Eles são pequenos, podendo ser facilmente montados no corpo da pessoa.
• Podem ser interfaceados com facilidade a uma unidade portátil de processamento.
• Consomem pouca energia
Em função disso, podemos usá-los numa pessoa levando em conta que eles podem ser facilmente transportados por ela, podem ser usados com sistemas alimentados por bateria e além disso sua eficiência na detecção de lima queda é boa
No sistema proposto, quando a queda é detectada, o evento é gravado em uma memória não volátil e o dispositivo se comunica com uma central que podem enviar comandos ao dispositivo (figura 1).
O projeto proposto pela Freescale utiliza o MMA7260Q, que consiste num acelerômetro tri axial de alta sensibilidade. Esse componente tem um consumo de apenas 5 µA no modo Power Save e, além disso, pode ser alimentado com tensões de 2,2 V a 3,6 V.
Fornecido em invólucro QFN de 6 mm x 6 mm x 1,45 mm, esse componente possui recursos de condicionamento integral de sinal com filtro passa-baixas. Sua saída é linear.
O Controlador Digital de Sinal (DSC) escolhido é o MC56F8013, fornecido em invólucro com a pinagem mostrada na figura 2.
Esse controlador de sinais possui uma capacidade de processamento de 32 MIPS em 32 MHz e uma MAC paralela de ciclo único de 16 x 16 bits. Além disso, ele tem quadro acumuladores de 36 bits e um set de instruções DSP e controlador. A RAM é de 4 kB e o ADC de 12 bits. São utilizadas duas interfaces, sendo uma serial (SCI) e outra periférica (SPI).
Temos ainda um Transceptor de RF do tipo MC13192, que é compatível com a IEE802.15.4 podendo operar com tensões de alimentação de 2,0 V a 3,4 V. Esse componente possui 16 canais de RF e três modos de baixo consumo.
Esse transceiver tem uma potência nominal de 0 dbm, mas pode ser programado até 4 dBm de potência máxima de saída.
Temos também a possibilidade de programar a frequência de clock para que ela seja usada por uma MCU e ainda a opção de usar um cristal de 16 MHz on board. O invólucro é QFN-32.
Esse transceptor permite ao sistema a comunicação de um evento ou emergência a uma estação-base. Ele também dá acesso aos dados na memória via interface I2C.
Na figura 3 temos o diagrama de blocos do projeto de detector de quedas da Freescale.
Na figura 4 vemos a parte do diagrama que corresponde ao microcontrolador.
Na figura 5 é dado o diagrama do setor de transmissão do detector de quedas.
Experimentos
Os testes com esse equipamento foram feitos com 10 homens com idades entre 22 e 30 anos, os quais tiveram de realizar diversas sequências de movimentos (três vezes cada um).
Um dispositivo foi colocado na sua cintura e nenhuma computação foi feita, apenas sendo transmitidos os dados captados pelos acelerômetros para um PC.
