Plataforma de treinamento instrumentada e sistema de aquisição, armazenamento e transmissão de dados sem fio para plataforma de força aplicada ao ciclismo

Abstract

Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma plataforma de treinamento instru-mentada do tipo rolo, bem como no desenvolvimento de um sistema de aquisição, armazena-mento e transmissão de dados sem fio para uma plataforma de força aplicada ao ciclismo. A plataforma de treinamentos desenvolvida conta com um encoder modelo 2R2000-D-S-CON da empresa Scancon acoplado a um dos rolos que, juntamente com uma placa de prototipa-gem Arduino UNO, propiciam a medida da velocidade da bicicleta a uma taxa de 20 Hz e o seu envio via serial a um computador. Paralelamente, através do uso de uma placa de prototi-pagem Arduino MEGA 2560, é realizada a aquisição e digitalização, através do ADC de 10 bits do microcontrolador, dos dados dos 6 canais provenientes do circuito de condicionamento da plataforma de força. Esta plataforma de força foi desenvolvida através do uso de extensô-metros nas pedivela de uma bicicleta de competição, possibilitando a medida das componen-tes perpendicular, paralela e lateral das forças aplicadas pelo ciclista nas pedivela direita e esquerda. Os dados adquiridos são armazenados em cartão um microSD de 4 GB, com auto-nomia de 1997 horas de ensaio, através do módulo datalogger Openlog, e enviados via blue-tooth através do módulo BlueSMIRF Gold. A máxima distância na qual foi possível estabele-cer uma conexão estável foi de 16 m, embora o informado pelo fabricante seja de até 100 m. A análise de um ensaio realizado em ambiente externo mostrou picos de força perpendicular de 386 N para a perna esquerda e 182 N para a direita. Em um intervalo de 5 segundos anali-sado, a cadência foi de 39,34 RPM, e as potências médias das pernas esquerda e direita foram, respectivamente, 64,2 W e 32,0 W, sendo a assimetria entre lados de 47%. A potência média total transferida à coroa no intervalo foi de 98,2 W.

This work consists in developing an instrumented roller training platform, as well as developing a data acquisition, storage and wireless transmission system to a cycling applied force platform. The training platform was developed by coupling a 2R2000-DS-CON model encoder from Scancon company to one of the rollers which, together with an Arduino UNO prototyping board, provides a measure of the bicycle’s speed at a rate of 20 Hz, submitting it to a computer via serial communication. Alongside, with the use of an Arduino MEGA 2560 prototyping board, the data of the 6 channels from the force platform’s conditioning circuit is acquired and digitized by the microcontroller’s 10-bit ADC. The load-cell was developed through the use of strain gauges cemented in a competition bicycle’s crank arm, allowing the measurement of perpendicular, parallel and lateral forces applied by the cyclist on the right and left crank arms. The acquired data is stored in a 4 GB microSD card, with an autonomy of 1997 hours of testing, by the OpenLog datalogger module, and sent via bluetooth by the BlueSMIRF Gold module. The maximum distance at which it was possible to maintain a sta-ble connection was 16 m, although the manufacturer informed a range of up to 100 m. The analysis of an essay in an external track showed peaks of perpendicular force up to 386 N to the left leg and up to 182 N to the right leg. In a 5 second interval analysis, the cadence was 39,34 rpm, and the left and right legs mean power were 64,2 W and 32,0 W, respectively, with an asymmetry between sides of 47%. The total average power transferred to the crown during this interval was of 98.2 W.