poster - FEBRACE

Desenvolvimento de um calçado Baropodométrico
Laura Cunha de Souza1; Thiago de Campos Silva2; Maurício Costa Carreira3; Alexandre Fonseca Jorge4
1Curso
Técnico Integrado em Eletroeletrônica 3º ano – IFSP-BRA; 2Curso Técnico Integrado em Mecânica 3º ano – IFSP-BRA; 3Físico e
co-orientador – IFSP-BRA; 4Engenheiro Eletricista e orientador – IFSP-BRA.
Realização
Introdução
A baropodometria (baro = pressão; podo = pé; metro =
medida) consiste na medida das pressões em regiões
específicas sob a planta dos pés. Esse exame é qualitativo e
quantitativo. Os dados obtidos podem ser aplicados na
avaliação e no acompanhamento de crianças e adultos
saudáveis, em condição pré- e pós- operatória, ou sob
diferentes tratamentos de ortopedia e fisioterapia.
Objetivo
O projeto consiste no desenvolvimento de um sistema de
instrumentação que, acoplado a um calçado, proporcione a
medida da distribuição de força ou pressão sob a planta dos
pés.
Materiais e Métodos
Foi desenvolvida uma palmilha baropodométrica, com sensores
posicionados em regiões importantes para se medir a pressão
plantar. Os sensores utilizados apresentam um valor de
resistência que varia conforme a pressão sobre eles, e são
ligados a um circuito que converte a variação de resistência em
uma variação de tensão, facilitando sua leitura. Os valores de
tensão são enviados a um circuito eletrônico que gera gráficos
de barras de LEDs (bargraph) em tempo real.
Feita a escolha dos sensores, iniciaram-se experiências
mecânicas e elétricas com os mesmos. Primeiramente
testes de circuitos básicos sugeridos pelo fabricante dos
sensores, que convertiam a variação de resistência em
uma variação de tensão. Após a escolha do circuito ideal,
esse circuito foi melhorado e adequado à aplicação, com a
escolha de CI’s, e a montagem em uma placa de circuito
impresso. (Figura 1-C).
Em um segundo momento, foi desenvolvido um circuito
que proporcionasse uma melhor visualização da pressão
medida pelo sensor. Esse circuito modifica o estado dos
LEDs (aceso/apagado) em uma escala, conforme a
variação de tensão, e portanto conforme pressão exercida
no sensor. Tendo uma escala de LEDs para cada sensor, já
é possível ter uma indicação gráfica da pressão plantar em
diferentes pontos.
Por fim, para testes mais reais, foi confeccionada uma
palmilha, a qual colocada sob o pé de uma pessoa,
permite que a pressão plantar seja captada pelos sensores
nos diferentes pontos ao mesmo tempo, e enviadas aos
gráficos de LEDs (bargraph), variando proporcionalmente
conforme a variação da pressão. (Figura 1- C).
Resultados e conclusão
A partir da união da interface elétrica e mecânica foi
possível testar o sistema, pela aplicação de forças de
valores conhecidos (Tabela 1).
Peso
(Kg)
Pressão
(N/cm2)
Tensão
(V)
LEDs acesos
(unidades)
0
0
1,5
1
1
7,93
2,8
3
2
15,87
3,8
4
3
23,80
4,8
6
4
31,74
5,8
7
5
39,68
6,8
8
6
47,61
7,0
8
6,5
51,68
7,4
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Tabela 1 – Relação entre a força-peso aplicada aos sensores, a respectiva
pressão sobre a área do sensor, a tensão depois do sinal amplificado, e o
número correspondente de LEDs acesos na escala.
Figura 1- (A) Calibrador utilizado para analisar os sensores e ajustar a sensibilidade
dos circuitos. (B) Conjunto de sensores utilizados. (C) Circuito utilizado para converter
o sinal de variação de resistência do sensor em um sinal de variação de tensão
integrado ao segundo circuito de leds que acendem gradativamente conforme a
pressão aplicada no sensor. (D) Palmilha e local dos sensores em AutoCad.
O funcionamento dos sensores em conjunto com os
circuitos eletrônicos, se mostrou bastante eficaz, e com a
vantagem de ter utilizado componentes eletrônicos
acessíveis. A palmilha ainda precisa de mais testes práticos
para seu aperfeiçoamento. Futuramente, os sensores
poderão ser ligados a um sistema de aquisição conectado a
um computador, que dessa forma pode desenhar um mapa
da pressão plantar e fazer uma análise mais detalhada dos
dados coletados.