Instrumentação para coleta telemétrica em tempo real de forças aplicadas em pedais
Título alternativo
Instrumentation for real-time telemetry collection of forces applied on the pedals
Autor(a)
Menezes, Sandoval Tavares de
Orientador(a) Coorientador(a)
Carmo, Jake Carvalho do||Nascimento, Francisco Assis de Oliveira
Data de aceite
2019-04-26
Data de disponibilizacao
2019-04-26
Data de publicacao
2019-04-26
Data de defesa submissao
2018-09-19
Citacao
MENEZES, Sandoval Tavares de. Instrumentação para coleta telemétrica em tempo real de forças aplicadas em pedais. 2018. xx, 115 f., il. Tese (Doutorado em Engenharia de Sistemas Eletrônicos e Automação)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018.
Resumo Portugues
As técnicas utilizadas para estudo de forças aplicadas ao pedal poucas vezes apresentam análise das forças proveniente de célula de carga alocadas aos pedais esquerdo e direito simultaneamente. Apesar de a literatura pertinente apresentar estudos relatando forças aplicadas aos dois pedais o que se percebe é que a maioria exibe estudos e resultados apenas para um dos pedais. Partindo dessa premissa esta pesquisa motivou o desenvolvimento de instrumentação que utiliza a técnica de digitalização dos sinais provenientes dos sensores da célula de carga em ambos os pedais durante o ato de pedalar. O trabalho em questão apresenta a digitalização dos sinais que é feita eletronicamente nos pedais onde o pedal esquerdo transmite via transceptor NRF24L01, seus dados ao pedal direito. O resultado é uma matriz montada com as forças e os ângulos dos dois pedais e do pedivela que é transmitida via Bluetooth HC-06 a um computador onde a Interface Homem Máquina - IHM permite visualizar, em tempo real, as formas de ondas dos sinais. A tecnologia embarcada na instrumentação utiliza microcontrolador RISC - Atmega 328P, Pontes de Wheatstone com strain gages, amplificadores instrumentais INA122, Célula de Carga em cada um dos pedais, Unidade inercial - MPU6050 para leitura dos ângulos dos pedais e Encoder Rotativo - KY040 para leitura dos ângulos dos pedivelas sendo tudo implementado em um sistema instalado nos pedais compostos de uma estrutura mecânica (célula de carga) e uma estrutura eletrônica (SMD) para aquisição e processamento do sinal de força. Esta instrumentação permitiu a realização de análise de forças com diferentes estratégias tais como pedalada normal com os dois pés e pedalada com apenas um pé e a avaliação das mesmas. Os resultados dos testes mostraram o contorno da força aplicada durante o ciclo da pedalada de modo que permita melhorar o desempenho do atleta. O objetivo principal da ferramenta é fornecer dados para que se possa subsidiar a melhora da técnica de pedalada.
Resumo Ingles
The techniques used to study of forces applied to the pedal a few times feature analysis of the forces from the load cell allocated to the left and right pedals simultaneously. Although the relevant literature to present studies reporting forces applied to the two pedals what you realize is that most displays studies and results only for one of the pedals. From this premise this research led to the development of instrumentation that uses the technique of scanning of the signals from the load cell sensors on both the pedals during the Act of riding. The work presents the digitalization of signals is made electronically on the pedals where the left pedal broadcasts via transceiver NRF24L01, your data the right pedal. The result is an array mounted with the forces and angles of the two pedals and Crankset that is transmitted via Bluetooth HC-06 to a computer where the human machine Interface-HMI allows you to view, in real time, the waveforms of the signs. On-board instrumentation technology uses RISC microcontroller-Atmega 328P, Wheatstone bridges with strain gages, instrumental amplifiers INA122, load cell in each one of the pedals, inertial Unit-MPU6050 to measure the angles of pedals and Rotary Encoder-KY040 to measure the angles of the Crankset being all implemented on a system installed on the pedals of a mechanical structure compounds (load cell) and an electronic structure (SMD) for signal acquisition and processing strength. This instrumentation allowed analysis of forces with different strategies such as normal pedaling with both feet and pedaling with only one foot and the evaluation of the same. The results of the tests showed the outline of the force applied during the pedaling cycle so that improve the performance of the athlete. The main objective of the tool is to provide data in order to subsidize the improvement of pedaling technique.
Unidade academica
Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento
Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Eletrônicos e de Automação
Idioma
Português
Tipo de documento
Tese
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
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Palavras-chave
Telemetria||Movimento cíclico||Engenharia elétrica||Processamento de sinais - técnicas digitais||Simulação (Computadores)||Pedais instrumentados||Ciclismo
