طراحی، ساخت و ارزیابی سیستم مکاترونیکی هوشمند سنجش شاخص توده بدنی (BMI) با بهره گیری از حسگر لیزری ToF و میکروکنترلر AVR

شاخص توده بدنی (BMI) به عنوان یکی از مهمترین معیارهای ارزیابی تناسب اندام و سلامت عمومی، نقش بسزایی در پیشگیری و کنترل بیماری های مرتبط با اضافه وزن و کم وزنی دارد. روش های مرسوم اندازه گیری این شاخص معمولا با ابزارهای دستی یا دستگاه های تجاری گران قیمت انجام می شوند که یا خطای بالایی دارند یا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند. از سوی دیگر سیستم های دیجیتال موجود مبتنی بر سنسورهای اولتراسونیک به دلیل خطای پراکندگی امواج در برخورد با مو و لباس از دقت مطلوبی برخوردار نیستند. در این پژوهش یک سیستم مکاترونیکی هوشمند مستقل و با دقت بالا برای اندازه گیری خودکار قد، وزن و محاسبه آنی BMI طراحی و ساخته شده است. واحد پردازش مرکزی سیستم مبتنی بر میکروکنترلر ATmega۳۲ بوده که با زبان C در محیط CodeVisionAVR برنامه نویسی شده است. در این طرح برای سنجش قد از سنسور فاصله سنج لیزری VL۵۳L۱X مبتنی بر فناوری زمان پرواز (ToF) جهت حذف خطاهای محیطی استفاده گردید. واحد سنجش وزن نیز از آرایش چهارگانه لودسل های ۵۰ کیلوگرمی (ظرفیت مجموع ۲۰۰ کیلوگرم) متصل به ماژول مبدل ۲۴ بیتی HX۷۱۱ تشکیل شده است. ساختار مکانیکی دستگاه شامل یک شاسی فلزی صلب برای توزیع یکنواخت نیرو و روکشی از جنس پلکسی گلاس است و نتایج بر روی یک نمایشگر گرافیکی (GLCD) به صورت هوشمند نمایش داده می شوند. ارزیابی های اولیه نشان دهنده پایداری بالا، سرعت پردازش بهینه و کاهش چشمگیر خطای اندازه گیری قد در مقایسه با نمونه های اولتراسونیک سنتی است که این دستگاه را به گزینه ای ایده آل برای استفاده در مراکز بهداشتی و باشگاه های ورزشی تبدیل می کند.

کلیدواژه ها:

شاخص توده بدنی (BMI) ، مکاترونیک ، سنسور لیزری ، میکروکنترلر ATmega۳۲ ، سنسور بار