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  • 产品名称:基于压电薄膜传感器的肘部活动检测体例策画
  • 更新时间:2021-12-06 01:04:06
  • 来源:球王会怎么样 作者:球王会app
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产品详细信息

  :本文先容了一种基于可贴正在衣服上的柔性传感器和STM32单片机的乒乓球运动检测编造,运用DT1-028K压电薄膜传感器感知肘部运动,输出电压信号经由放大,运用单片机落成数字滤波、参数衡量和数据显示。衡量参数席卷单点击球次数、击球频率和击球总数等。试验验证了穿着式柔性传感器正在运动检测方面使用的可行性。

  作家/ 杨航 董维杰 大连理工大学 电子科学与技巧学院(辽宁 大连 116023)

  摘要:本文先容了一种基于可贴正在衣服上的柔性传感器和STM32单片机的乒乓球运动检测编造,运用DT1-028K压电薄膜传感器感知肘部运动,输出电压信号经由放大,运用单片机落成数字滤波、参数衡量和数据显示。衡量参数席卷单点击球次数、击球频率和击球总数等。试验验证了穿着式柔性传感器正在运动检测方面使用的可行性。

  可穿着技巧的商量和市集化开展迅猛,多用于矫健监测和运动检测等。凭据市集剖析公司CCS Insight的考查叙述,健身和运动跟踪开发2015年贩卖较2014年延长了2倍[1]。这些成熟产物大平常智能腕表、手环、夹式掩饰品,异日将柔性传感器与织物联络的可穿着技巧是势必趋向。WU等人商量的智能膝套是由莱卡面料涂上一层薄的导电聚吡咯构成,该可穿着式传感编造可能对人体监测并供应实时、客观的反应[2]。李筑清等人安排了一种柔性肩合节运动传感器,该传感器席卷两片沟通的传感极片,每片极片拥有第一绝缘层、电容极板层、第二绝缘层及静电屏障层四层叠合组织。该专利遍及用于痊可医疗、运动检测等界限[3]。本文涌现了柔性压电薄膜传感器正在乒乓球运动检测中的使用,可及时监测单点击球次数、频率和击球总数。正在乒乓球12点造逐鹿中,单点击球次数即每打1点(或1分)所击中球的次数,频率常用来权衡乒乓球喜欢者的击球太平度,击球总数可吐露磨炼者的体能损耗。

  运用传感器来检测肘部运动,可能选用古代加快率传感器或者PVDF压电薄膜传感器。加快率传感器的利益是输出量为数字量,单片机也许直接管理。但是,古代加快率传感器较硬,与人体接触性欠好。而压电传感器薄、柔嫩、质轻,比力适合衡量肘部运动,同时,它还拥有衡量频带宽、动态边界宽、声阻抗低、太平性高、敏捷度上等特征[4],适于做运动检测传感器。

  本文选用压电薄膜传感器,将传感器贴正在护肘上,如图1(a)所示。该传感器适合衡量动态力,其作事道理是压电效应,即资料受到拉伸或压缩会发作与其所受形酿成正比的电压或电荷[5]。摇荡球拍时,肘部弯曲,使压电薄膜受到拉伸,正在两个电极间发作一个电压脉冲,如图1(b)所示。

  运动检测编造由STM32单片机最幼编造、电压放大电道、限幅电道、复位电道、SWD接口、启动形式树立接口、LCD显示电道和5V转3.3V直流电压转换电道构成,编造道理框图如图2所示。

  压电传感器常用的医疗电道席卷电压放大与电荷放大。应用单电源供电芯片LM324N举办同向电压放大,放大倍数为10倍。为了避免过高的电压输入单片机IO口损坏芯片,应用IN4728A型稳压二极管局限输入单片机的最高电压为3.3V。STM32单片机ADC采样电压的边界是0V~3.3V。

  摇荡乒乓球拍一次,放大前后信号如图3所示。图中,L1代表原始信号,电压峰值为0.22V,大凡为250mV掌握;L2代表放大后的信号,图中为2.2V。

  软件局限落成模数转换、数字滤波、阈值管理、统计计数等,主法式框图如图4所示。

  STM32自带辨别率为12位的ADC,其辨其它最幼模仿电压约为0.8mV,餍足安排恳求[6]。通过合理地树立采样频率以及作事形式,可能将传感器输入的模仿信号蜕化为筹算机便于剖析管理的数字信号,本文采样频率为1000Hz。

  将经放大、稳压、A/D采样后的数据导入MATLAB,察觉一次挥拍行为发作相距很近的两个尖峰,于是,要安排低通滤波器滤除高频滋扰。为了避免误。

  高频动态压力传感器

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