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Título: Desenvolvimento de uma plataforma de avaliação e análise de salto vertical baseada em sensores piezoelétricos
Título(s) alternativo(s): Development of a platform for vertical jump evaluation and analysis based on piezoelectric sensors
Autor(es): Santos, Caroline Peixoto
Orientador(es): Stevan Junior, Sergio Luiz
Palavras-chave: Saltos (Esportes)
Filtros elétricos de cristal
Aptidão física
Jumping
Electric filters, Crystal
Physical fitness
Data do documento: 30-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: SANTOS, Caroline Peixoto. Desenvolvimento de uma plataforma de avaliação e análise de salto vertical baseada em sensores piezoelétricos. 2017. 69 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017.
Resumo: A importância da medição de dados provenientes da condição física e fisiológica do atleta é algo que vem ganhando destaque, pois fornecem base para tomada de decisões e estratégia de treinamento, além de avaliações temporais para melhoria de desempenho e prevenção de lesões. O salto vertical é um movimento no qual carrega informações essenciais para avaliação de condicionamento físico e fisiológico de atletas de diversas modalidades esportivas, como basquetebol, voleibol, natação, entre outras. Algumas das variáveis que podem ser analisadas devido a um teste de salto vertical são tempo de voo, altura e potência. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma plataforma de salto vertical utilizando sensores piezoelétricos cerâmicos. O desenvolvimento do equipamento foi realizado com o estudo dos sensores piezoelétricos de 35 mm para medição da tensão em função da força aplicada sobre a superfície da plataforma, seguido de um condicionamento e processamento de sinais, uso de microcontroladores para processamento e identificação dos dados e instrumentação virtual para realização dos cálculos matemáticos para obtenção das variáveis. As medições tiveram início com a caracterização dos sensores piezoelétricos de forma a verificar a sua correlação com a força aplicada nos sensores, projeto e desenvolvimento de um amplificador de carga de modo a atenuar e filtrar o sinal proveniente dos piezos, obtenção e identificação dos dados por programação no Arduino, e instrumentação virtual para análise matemática dos dados e criação de uma interface para o usuário. As medições de tempo de voo foram validadas por meio de análise de vídeo, utilizando a câmera filmadora GoPro Hero 3, tendo como resultados um erro percentual de 1,916% e coeficiente de correlação de Pearson de 0,998, garantindo cálculo dos valores de altura e potência confiáveis.
Abstract: The importance of measuring data from the physical and physiological condition of an athlete is something that has been gaining prominence. The data acquired provides a basis for decision making and training strategy, as well as temporal evaluations for performance improvement and injury prevention. The vertical jump is a movement that carries essential information for physical and physiological assessment of athletes in a variety of sports, such as basketball, volleyball, swimming, among others. Some of the variables that can be analyzed due to a vertical jump test are flight time, height and power. Thus, this work aims to develop a vertical jump platform using piezoelectric ceramic sensors. The development of the equipment was carried out with the study of 35 mm piezoelectric ceramic sensors to measure the voltage as a function of the force applied to the platform surface, followed by signal conditioning and processing, the use of microcontrollers for data processing and identification, and instrumentation to perform the mathematical calculations to obtain the variables. The measurements began with the characterization of the piezoelectric sensors in order to verify their correlation with the applied force in the sensors, design and development of a load amplifier in order to attenuate and filter the signal from the sensors, obtaining and identifying the data by programming in the Arduino, and virtual instrumentation for mathematical analysis of the data and creation of an interface for the user. The flight time measurements were validated by video analysis using the GoPro Hero 3 camcorder, resulting in a 1.916% percent error and a Pearson correlation coefficient of 0.998, ensuring calculation of reliable height and power values.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8450
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