IMC Índice de Massa Corporal Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações IMC Índice de Massa Corporal Autores: Alcídia Duarte - 43733 Roberto Magueta – 45572 P6/G9 Trabalho efectuado na disciplina de Electrónica IV Docente responsável: Paulo Pedreiras 01 de Junho de 2012 E4 2011/2012 – Grupo 9

Introdução Motivação Objectivo Problema Solução Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Introdução Motivação Preocupação com a saúde das pessoas Objectivo Medição do IMC para determinar se uma pessoa está saudável ou tem um desvio do peso ideal Problema Medição da Massa Medição da Altura (e Temperatura) Solução Elaboração de hardware que permite representar a massa e a temperatura por tensões Determinar via software a massa e a temperatura através dessas tensões Determinar altura via software através de ultra-sons E4 2011/2012 – Grupo 9 2

Medidor de temperatura Amplificador + filtro passa banda Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Hardware (diagrama de blocos) Microprocessador Valt = 0V/5V Vb = 0V ~ 3.3V Medição da Altura Emissor Receptor Comparador V pic = 0V/3.3V Vdet = 0 ~ 2,23 V Vt = 0V ~ 3.3V Detetor de envolvente Medição do Peso Acondicionamento de sinal Acondicionamento de sinal Medição do Temperatura Acondicionamento de sinal Vamp3 = 0.4 ~ 4.96 V Vsq = -5V/5V Amplificador Vamp1 = 9.59 ~ 60 mV Vtemp = 2,3V ~ 3,9V Amplificador (Em ponte) Amplificador (Para pequenas tensões) Vamp2 = 1,2 ~ 4.96 V Medidor de temperatura Amplificador + filtro passa banda Vbalança = 0.86 ~ 5,45 mV Vemis = -10V/10V Balança Emissor de Ultra - sons PWM + ruído Receptor de Ultra - sons E4 2011/2012 – Grupo 9 3

Hardware (Sensores) [1] Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Hardware (Sensores) [1] Ultra sons Sensor piezoeléctrico: dispositivo que usa o efeito piezoeléctrico (capacidade de alguns cristais gerarem corrente eléctrica, quando sujeitos a uma tensão externa) para medir pressão, aceleração, tensão ou força, convertendo-os num sinal eléctrico E4 2011/2012 – Grupo 9 4

Hardware (Sensores) [2] Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Hardware (Sensores) [2] Balança Extensómetros em Ponte de Wheastone E4 2011/2012 – Grupo 9 5

Hardware (Sensores) [3] Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Hardware (Sensores) [3] Sensor de temperatura LM335 25 ºC , IR1 = 1mA Vo = 2,98 E4 2011/2012 – Grupo 9 6

Software (ideia base) Tratamento dos valores determinados: Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Software (ideia base) Tratamento dos valores determinados: Aplica-se uma expressão matemática, obtida experimentalmente, para converter as tensões em peso ou temperatura Aplica-se uma expressão teórica, tendo em conta o período de cada ciclo Através do IMC, determinar as classes É necessário: Ler o valor do peso (através de uma tensão lida da ADC) Descobrir a altura (através da contagem de ciclos do PWM do receptor) Ler o valor da temperatura (através de uma tensão lida da ADC)   E4 2011/2012 – Grupo 9 7

Software (diagrama de fluxo) Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Software (diagrama de fluxo) Gerar PWM Somar 1/10 da medição da altura Somar 1/10 da medição do peso Recebeu PWM? Não 10 vezes? Não Ler e calcular peso Sim Parar PWM Medição da Altura Sim Calcular IMC Zero? Dentro do tempo? Calcular vel_som Sim Alguém na Balança? Não Não Não Ler e calcular temperatura Um? Sim Sim Sim Não Dentro do tempo? Calcular tempo Imprimir resultados E4 2011/2012 – Grupo 9 8

Software (aproximações) Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Software (aproximações) Não era possível recorrer-se à biblioteca matemática, então houve necessidade de se recorrer a aproximações   Azul – expressão exacta Vermelho – aproximação Erro máximo: 0.125 % E4 2011/2012 – Grupo 9 9

Animação da medição da altura Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Animação da medição da altura E4 2011/2012 – Grupo 9 10

Validação (receptor US) Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Validação (receptor US) E4 2011/2012 – Grupo 9 24

Validação (medição do peso) Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Validação (medição do peso)   E4 2011/2012 – Grupo 9 25

Validação (medição da temperatura) Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Validação (medição da temperatura)   E4 2011/2012 – Grupo 9 26

Considerações finais: Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Considerações finais: Conseguiu-se medir o IMC A temperatura deu correctamente O valor do peso deu ligeiramente abaixo do real O valor da altura deu significativamente menor Aspectos a melhorar Calibrar os valores do peso e da altura Substituir a técnica de polling por interrupções para poupança de energia Arranjar um suporte para fixar o ultra-sons a 2,20m da base da balança E4 2011/2012 – Grupo 9 27