عنوان اختراع: دستگاه تست عمودی پرش با سنسور التراسونیك

خلاصه اختراع

آزمون پرش عمودی (پرش سارجنت)\\\\t\\\\t این دستگاه شامل سازه ای فلزی، سنسور التراسونیك و بردهای مربوطه ی آن، نمایشگر نشان دهنده ی مقدار پرش به سانتی متر، چراغ های نمایش میزان پرش به صورت فیزیكی و شماتیك به صورت نواری، نرم افزارهای كنترل برنامه و نمایش میزان پرش، می باشد. آزمودنی برای انجام آزمون بر روی كف پا زیر سازه ی طراحی شده (زیر سنسور مربوطه) می ایستد؛ ابتدا با كالیبره كردن ارتفاع سازه و تعیین قد شخص و سپس تا آنجا كه فرد می تواند بدن خود را كشیده و پرش می نماید. فركانس ماژول سنسور التراسونیك مورد استفاده 40 كیلو هرتز می باشد و در هر ثانیه به تعداد بسیار زیادی امواج فرستاده شده، و با بازگشت امواج فرستاده شده و محاسبه ی كمترین فاصله ی موجود بین سقف و سر شخص؛ میزان پرش را تعیین می كند. این دستگاه قابل برنامه ریزی می باشد و برحسب نیاز می توان نوع تست های پرش را تنظیم نمود. از جمله موارد استفاده ی آن، برای تست های پزشكی و توان بخشی و همچنین برای سنجش میزان چالاكی و قدرت عضلات پای ورزشكاران و بیماران می باشد. و همچنین كاربرد درمانی دارد. به كمك آن می توان میزان توانایی عضلات پایین تنه در بازه های زمانی مختلف و میزان خستگی عضلات در طی پرش های متوالی را اندازه گیری كرد. مدار سنسور این مدار دارای ورودی ولتاژ 12 ولتی است كه پس از عبور از رگلاتور به 5 ولت تبدیل می شود.همچنین برای مدار تقویت كننده جریان ترانزیستوری طراحی شده است كه در صورتی كه مدار جریان بیشتری نیاز داشته باشد، رگلاتور ولتاژ (7805) داغ نكند. این مدار دارای یك سوكت ورودی برای سنسور می باشد كه سنسور مستقیم به میكرو وصل باشد. برای گرفتن اطلاعات از سنسور توسط میكرو از پروتكل I2C استفاده شده است. در این مدار از یك نمایشگر LCD 2*16 تعبیه شده است كه اطلاعات مورد نیاز روی آن نمایش داده می شود. ارتباط بین میكروكنترلر و كامپیوتر از طریق ارتباط سریال و مبدل FT232 می باشد؛ كه توسط این پروتكل 2 طرفه، هم اطلاعات سنسور به كامپیوتر و هم اطلاعات كنترلی مربوط به مدارها از كامپیوتر به مدار انتقال پیدا می كنند. مدار درایور LED ها میكروكنترلر این مدار Atmega32 است كه برای روشن كردن LED ها (60 عدد) پایه كافی ندارد، به همین دلیل از 8 عدد بافر 74HC573 استفاده شده است؛ كه توسط 2 پورت میكرو همه ی LED ها با هر الگوریتم قابل برنامه ریزی،روشن و خاموش می شوند. برای محافظت LED ها از مقاومت 220 اهم استفاده شده است. نرم افزار نرم افزار این دستگاه توسط LabView نوشته شده است. این نرم افزار پس از اجرا شدن، نام و نام خانوادگی و سن را از كاربر دریافت كرده، پس از آن باید فاصله دستگاه از زمین را اندازه گرفته، سپس شخص زیر دستگاه می ایستد تا اندازه ی قد آن تعیین شود. پس از آن با زدن كلید استارت دستگاه شروع به كار كرده و آماده ی اندازه گیری می باشد؛ و فرد با پریدن، مقدار ماكزیمم ارتفاع پرش آن با الگوریتم خاصی محاسبه می شود. نرم افزار قابلیت تست نامحدود پرش را دارا می باشد و تمامی پرش ها به صورت نمودار ارتفاع پرش بر حسب زمان قابل چاپ می باشد. یكی دیگر از امكانات نرم افزار به این طریق می باشد كه، هر فردی بعد از پرش اول میزان 50 تا 60 درصد پرش اول آن را محاسبه كرده و به صورت واقعی ( شهودی ) بر روی LED هایی كه در فواصل واقعی از زمین نصب شده، نشان داده می شود و تست دهنده برای پرش بعدی سعی می كند تا به اون حد رسیده و پس از عبور از آن ارتفاع بوقی جهت اطلاع به صدا در می آید. این دستگاه همچنین قابلیت برنامه ریزی به هر روش دلخواهی را بر حسب نیاز دارا می باشد. نمره دهی: اوج توان (وات) = 78.6 × ارتفاع پرش (سانتی متر) + 60.3 × وزن بدن (كیلو گرم) – 15.3 × قد (سانتی متر) – 1.308 میانگین توان = 43.8 × ارتفاع پرش(سانتی متر) + 32.7 × وزن بدن(كیلوگرم) – 16.8 × قد(سانتی متر) + 431 زنان (سانتی متر)\\\\tمردان (سانتی متر)\\\\tرتبه بندی 60 به بالا\\\\t70 به بالا\\\\tعالی 51- 60\\\\t61- 70\\\\tخیلی خوب 41- 50\\\\t51- 60\\\\tخوب 31 – 40\\\\t41- 50\\\\tمتوسط 21 – 30\\\\t31- 40\\\\tزیر متوسط 11 – 20\\\\t21- 30\\\\tضعیف زیر 11\\\\tزیر 21\\\\tخیلی ضعیف