Instrumentação para coleta telemétrica em tempo real de forças aplicadas em pedais

Abstract

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.