Progettazione e realizzazione di un circuito per l'amplificazione di segnali analogici provenienti da una pedana dinamometrica

Le pedane di forza sono strumenti utilizzati frequentemente in ambito biomedico nei laboratori di analisi del movimento in quanto permettono di misurare le componenti di forze e momenti di un corpo posto al di sopra di esse attraverso la deformazione di sensori resistivi o piezoelettrici. L’obiettivo del presente elaborato è stato quello di progettare e realizzare un dispositivo portatile per l’amplificazione dei segnali analogici provenienti da una pedana dinamometrica Bertec K81201 (4060-08) presente nel Laboratorio di Ingegneria Biomedica (LIB) della Scuola di Ingegneria e Architettura di Cesena. La pedana attualmente può essere gestita solo attraverso un amplificatore per segnali analogici dedicato (Bertec AM6701), affiancato da un sistema fisso per la conversione analogico-digitale dei segnali e da un applicativo software, il BTS Smart Capture. Per permettere la completa portabilità della pedana dinamometrica è stato realizzato un amplificatore hardware con specifiche tali da garantire una corretta manipolazione dei segnali analogici in uscita dalla pedana. Il circuito prevede quattro stadi principali: l’amplificazione variabile dei segnali acquisiti, il filtraggio dei segnali, un sistema di illuminazione led e un sistema di azzeramento hardware dell’offset. Nella fase di realizzazione è stato inizialmente creato un singolo canale di acquisizione su bread board per verificare l’effettivo funzionamento del circuito, l’efficienza dei componenti utilizzati, e l’assorbimento di potenza. Per la realizzazione completa del dispositivo è stata utilizzata invece una scheda millefori. Al fine di valutare le prestazioni dell’amplificatore sono state eseguite prove sperimentali a vuoto confrontando l’amplificatore oggetto di questo elaborato e quello BERTEC AM6701 attualmente utilizzato in laboratorio; i risultati hanno evidenziato che l’amplificatore progettato e realizzato risulta meno rumoroso rispetto a quello BERTEC AM6701 per alti guadagni di amplificazione.