Automação de uma esteira ergométrica para aplicação em realidade virtual

Abstract

Este trabalho de Conclusão em Engenharia de Controle e Automação tem por objetivo realizar a automação de uma esteira ergométrica. A velocidade da esteira é controlada de forma a manter o usuário sempre centralizado ao longo do eixo principal da mesma, permitindo-o alterar sua velocidade de caminhada livremente. Adicionalmente, é criado um ambiente em realidade virtual que emula ao usuário estar caminhando em um espaço aberto, mostrando simultaneamente as estatísticas de sua caminhada. Para tal, é utilizada uma esteira ergométrica comercial, que tem sua velocidade controlada por um microcontrolador, aproveitando parte do circuito de potência original da mesma. A posição do usuário é obtida por meio de um sensor ultrassônico instalado no painel da esteira e o ambiente virtual é criado para Google Cardboard, o qual utiliza um smartphone como base para o sistema de realidade virtual. A comunicação entre o smartphone e o microcontrolador ocorre por meio de rede Wi-Fi. Considerando as limitações da esteira e do sensor ultrassônico, cria-se um sistema que permite ao usuário uma melhor experiência durante o uso do equipamento, permitindo assim uma transição entre velocidades mais natural, já que a esteira acompanha o usuário e não o oposto.

This final study on Control and Automation Engineering aims to perform the automation of an ergometric treadmill. The speed of the treadmill is controlled in order to always keep the user centralized along its main axis, allowing the user to vary their walking speed freely. Additionally, a virtual reality environment is created, emulating to the user the experience of walking in an open space, presenting simultaneously the statistics of the walk. In order to do that, a commercial ergometric treadmill, which has its speed controlled by a microcontroller, is used with part of its original power board. The user’s position is acquired by an ultrasonic sensor installed on the monitor of the treadmill and the virtual environment is made for the Google Cardboard, which uses a smartphone as the basis for the virtual reality system. The communication between the smartphone and the microcontroller is established through a Wi-Fi network. Considering the limitations of both the treadmill and the ultrasonic sensor, a system is developed in which the user has a better experience during the usage, allowing a more natural transition in speed, as the treadmill keeps up with the user and not the other way around.