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Título: Medidor de potência fisiológica para ciclistas: desenvolvimento do protótipo
Título(s) alternativo(s): Physiological power meter for cyclists: development of a prototype
Autor(es): Vieira, Mário Elias Marinho
Gonçalves, Victor Camargo
Orientador(es): Stevan Junior, Sergio Luiz
Palavras-chave: Esportes - Aspectos fisiológicos
Ciclismo
Teste de esforço
Extensômetro
Sports - Physiological aspects
Cycling
Exercise tests
Extensometer
Data do documento: 26-Nov-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: VIEIRA, Mário Elias Marinho; GONÇALVES, Victor Camargo. Medidor de potência fisiológica para ciclistas: desenvolvimento do protótipo. 2015. 72 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2015.
Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver o protótipo de um medidor de potência fisiológica aplicado no ciclismo e no triatlo. A importância da medição de dados provenientes da condição física e fisiológica do atleta tem se tornado cada vez mais importante, fornecendo base para tomada de decisões e estratégia para treinamento e provas, além de avaliações temporais. Atualmente, a potência é a melhor grandeza para avaliação de condicionamento físico e fisiológico em esportes que utilizam bicicletas, pois é uma grandeza que não é influenciada por fatores externos ao esporte, como emoção, alimentação, etc. A análise do atleta pode ser completa quando a potência é comparada com outras grandezas, como por exemplo: frequência cardíaca, velocidade e PSE (Percepção Subjetiva de Esforço). O desenvolvimento do protótipo foi realizado com o estudo de Extensometria para medição de força e torque, sensores de inércia para medição de cadência, condicionamento de sinais, microcontroladores para processamento dos dados e realização dos cálculos e comunicação Bluetooth para transmissão dos dados. As medições de força e torque foram divididas em duas análises: angular e quantitativa, sendo que por meio da análise angular obteve-se a região de 90° (ângulo da pedivela) como a melhor para a aplicação de força; já por meio da análise quantitativa obteve-se a equação característica de tensão elétrica em função do torque aplicado. As medições de cadência foram validadas por meio de análise de vídeo, tendo como resultado principal, todos os valores dentro do intervalo considerando o desvio padrão. Com base nos valores práticos de torque e cadência obtidos em laboratório, foi calculado a potência das sete amostras, sendo o valor de potência máxima de 317,82W, potência média de 257,69W e potência mínima de 190,13W. Além dos resultados práticos, obteve-se alguns resultados no âmbito acadêmico, sendo eles: duas publicações em congressos técnicos, proteção intelectual (patente) registrada sob o protocolo BR 10 2015 018633 9 juntamente ao INPI e uma iniciação científica. Para trabalhos futuros, os objetivos são: validar o produto, coletar dados em situações de treino e competições, pesquisar a influência de condições extremas de uso (temperatura, umidade, pressão, etc). Conclui-se então que o objetivo deste trabalho foi alcançado e que seus resultados foram satisfatórios para o desenvolvimento do protótipo.
Abstract: This work aims to develop a prototype of a physiological power meter used in cycling and triathlon. The importance of measuring data from the physical and physiological condition of the athlete has become most important, providing the basis for decision taking and strategy for training and competition, and temporal assessments. Currently power is the best way for evaluation of physical and physiological conditioning in sports using bicycles, because is a magnitude that is not influenced by external factors to the sport, as emotion, food, etc. The athlete analysis may be complete when power is compared to other quantities such as for example, heart rate, speed and PES (perceived exertion). The prototype development was conducted with study Extensometria for measuring force and momentum, inertial sensors for measuring cadence, signal conditioning, microcontrollers for processing the data and perform the calculations and Bluetooth communication for data transmission. The force and torque measurements were divided into two analyzes: quantitative and angle, and the angle through analysis yielded the region of 90 ° (crank angle) as the best for the application of force; already by a quantitative analysis gave the characteristic equation depending on the voltage applied torque. The cadence measurements were validated through video analysis. Based on the practical values of torque and cadence obtained in the laboratory, the power of the seven samples was calculated, and the maximum power value of 317,82W, average power 257,69W and minimum power 190,13W. In addition to the practical results, we obtained some results in the academic field, namely: two publications in technical conferences, intellectual property protection (patent) registered under BR protocol 10 2015 018 633 9 along the INPI and an undergraduate student. For future work, the objectives are to validate the product, collect data in training situations and competitions, researching the influence of extreme conditions of use (temperature, humidity, pressure, etc.). It follows then that the objective was achieved and that its results were satisfactory for the development of the prototype.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7590
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