Projeto de um Mini

Sistema de aquisição de dados e controle de uma cadeira de rodas
hibrida
Rodolfo Brigato Ferreira, Gustavo José Giardini Lahr, Carlos Alberto
Fortulan
Universidade de São Paulo/Escola de Engenharia de São Carlos
[email protected]
Objetivos
A realização deste projeto objetiva à
implementação de um sistema confiável de
aquisição de dados de um conjunto de
sensores e o controle de um atuador acoplado
a uma cadeira de rodas híbrida, projetada e
construída por Medola (2013).
Figura 1 - Sinal de deformação da placa de
acrílico
Métodos/Procedimentos
Para o desenvolvimento do processo
de aquisição de dados foram utilizados strain
gauges da marca HBM, de resistência 120 Ω ±
0.35% e fator k de 1.98 ± 1%; circuitos
integrados amplificadores operacionais TL081,
LF351; resistores e capacitores; placa de
aquisição de aquisição de dados NI-DAQ USB
6009 e um laptop com software LABVIEW para
aquisição dos dados. Um strain gauge foi
colado a uma placa de acrílico, para verificação
do modelo e testes.
Resultados
O sistema de aquisição fora montado
sobre uma bancada em uma protoboard. A
utilização do amplificador operacional logo
após a saída da ponte de Wheatstone
apresentou problemas quando utilizado o CI
LM741, devido à alta impedância do circuito do
strain gauge. A escolha do TL081 o substitui
justamente pela característica de alta
impedância de entrada do componente.
O filtro passa-baixas de primeira ordem
apresenta frequência de corte de 15,9Hz,
resultando em um capacitor de 100nF e resistor
de 100kΩ. A figura 1 apresenta o sinal coletado
proveniente da deformação da placa de
acrílico, a qual se encontra o sensor de
deformação, já filtrado.
Conclusões
Embora sejam iniciais, os resultados
foram condizentes com o que se esperava,
principalmente pela aquisição e leitura dos
dados em software.
Foi verificada a existência de ruídos no
sinal, provavelmente derivados da fonte de
tensão utilizada e placa de protoboard. O
próximo passo deste projeto é a construção de
placa de circuito impresso, visando o estudo e
a
remoção
destes
ruídos
além
da
implementação de strain gauges nos aros da
cadeira de rodas.
Referências Bibliográficas
1.
2.
MEDOLA, F. O. Projeto conceitual e
protótipo de uma cadeira de rodas
servo-assistida. São Carlos: Tese
(Doutorado
em
Bioengenharia),
Universidade
de
São
Paulo,
Coordenação
de
Aperfeiçoamento
Pessoal de Nível Superior, 2013. p. 187.
MEDOLA, F. O. et al. Conceptual project
of a servo-controlled power-assisted
wheelchair. 5th IEEE RAS/EMBS
International
Conference
on
Biomedical
Robotics
and
Biomechatronics, p. 450–454, ago.
2014.