El proyecto consiste en la redifinición completa de la electrónica y el software de control de una silla de ruedas eléctrica. Además consigue nuevas funcionalidades, como la posibilidad de control inalámbrico usando Bluetooth, o la incorporación de sensores adicionales.

Todo basado en herramientas de diseño abiertas y usando los recursos del fablab.

Siempre es motivador ayudar a quien más lo necesita. En este caso la ayuda es para personas con restricciones motoras severas, que no pueden utilizar bien el mando típico de una silla de ruedas.

Por ejemplo, cuando el pulso tiembla mucho, algo saliente como un joystick no es lo más adecuado. ¿Por qué no mejor un hueco donde insertar el dedo? ¿Porqué no utilizar los recursos del laboratorio para diseñar mandos de control a medida? Asumimos el reto.

Lo difícil de redefinir el mando es que debes conocer cómo se relaciona con el circuito electrónico existente. Originalmente disponíamos de un joystick y un mando originales de la silla pero, durante la crisis del COVID19 y con todo el frenesí logístico, lo extraviamos en el laboratorio. Eso lejos de ser un problema grave, nos hizo tener que rediseñar todo desde cero, lo cual resultó en una gran ventaja.

Una vez más: «No hay mal que por bien no venga».

Sobre la electrónica de una silla de rueda, aunque es un tema interesante, no es un tema reciente. Hay ya distintos proyectos interesantes en la web (solo hay que hacer una búsqueda de «arduino wheel chair»). Buenos ejemplos son este, este, o este con reconocimiento de voz. Hay incluso una fundación Open Wheel Chair para desarrollar sillas de ruedas abiertas para niños.

En la memoria del proyecto, en la zona de descargas, puede encontrarse más información sobre la historia de la silla de ruedas y nuestra pequeña contribución al respecto.

En la memoria de proyecto se describe en detalle la solución sugerida, tanto el desarrollo electrónico, como el software.

En general, se definen los mismos controles que la silla original y se definen, vía software, las rutinas de control para proporcionar una manejabilidad adecuada. En particular se definen curvas de subida y bajada de la velocidad para evitar aceleradas o frenadas drásticas, incluso aunque el mando de control oscile (o el usuario tiemble).

En cuanto a la implementación, un apartado importante fue la elaboración de todo el cableado y conexionado de mayor grosor, utilizando conectores FastOn robustos.

Para el diseño electrónico se utilizó Kicad y para el diseño gráfico de los cortes láser Inkscape.

Pueden encontrarse las especificaciones y los enlaces en la memoria del proyecto, en la zona de descargas y más información en el github del proyecto.

• Antigua Silla de ruedas de la marca «QUICKIE».
• 2 Baterias de 33Ah y 12V.
• 2 Motores 3718B de 180w y hasta 9,4A a 24V. Cuentan con freno eléctrico.
• 1 Joystick robusto, modelo JH-D400X-R4.
• ESP32 DEVKITC-32E.
• Resistencias de diferentes valores para divisor de tensión, pull down, etc.
• Diodo rectificador 1N4001.
• Diodo zener de hasta 3,4V.
• 2 Drivers BTS7960 para el control de los motores.
• Módulo de MOSFETs de 4 canales con transistores IRF540N.
• Buzzer piezoeléctrico DC que hace de bocina.
• 2 Reguladores de voltaje LM2596S, uno para alimentar el ESP32 y el otro para regular el voltaje de los frenos.
• 4 Botones robustos.
• 5 LEDs, 3 verdes, 1 amarillo y uno rojo, para el indicador de carga de batería.
• Cables de diferentes grosores, de mayor grosor para los motores.

El prototipo realizado con el cochecito con motores DC a 12V costó alrededor de 70€.

El sistema de control de la silla real costó unos 380€, contando con el precio de las nuevas baterías (140€) y sin contar con el precio de la silla original con sus motores.

La implementación fue un éxito. La silla de ruedas funciona y puede ser controlada tanto manualmente como desde un móvil con Bluetooth. El manejo es suave y permite hacer giros precisos.

Pueden verse algunos videos de la silla en acción:

El trabajo de fin de grado obtuvo una calificación de Sobresaliente (9.5) y quedamos muy contentos.

Aún queda mucho camino por recorrer, ya que este proyecto solo ha supuesto el primer prototipo funcional real. Se pueden incorporar muchas mejoras, en la ergonomía, en la robustez, en la manejabilidad… Seguiremos trabajando en ello.

Si estás interesado en contribuir al proyecto no dudes en contactar con nosotros.

David Flores Román (dfloresr@alumnos.unex.es)

Antonio Gordillo Guerrero (anto@unex.es)