Problematica pregătirii prin utilizarea aparatelor ajutătoare, în jocul de volei ,se regăseste vag dezbătută în literatura de specialitate. [310639]

[anonimizat] ,se regăseste vag dezbătută în literatura de specialitate.

În dorința de a găsi soluții de optimizare a [anonimizat], prezenta lucrare încearcă să contribuie la procesul de pregătire prin utilizarea unui program bazat pe analiza video a [anonimizat].

[anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat] a [anonimizat] a calculatorului în domeniul „Educație fizică și sport” ce facilitează procesele de învățare și evaluare la preluare și pasa de jos cu două mâini .

Antrenarea asistata de computer a sportivilor cu ajutorul aparatului computerizat (învățare, corectare și evaluare)

Sistemul propus de noi pentru a fi implementat ca mijloc de antrenare asistata de computer a sportivilor.

Scopul principal al folosirii acestuia: obținerea în cel mai scurt timp a [anonimizat].

[anonimizat] a [anonimizat].

[anonimizat], în conținutul acestei cărți va fi prezentată o implementare a sistemului în antrenamentele specifice învățării pasei de jos cu două mâini la volei.

Ahitectura sistemului permite de asemenea și implementarea în aplicațiile medicale specifice recuperării motorii ale pacienților sau pentru fabricarea unor proteze inteligente.

Sistemul propus spre implementare în pregătirea și antrenarea sportivilor care învață pasa de jos cu două mâini la volei are urmatoarele funcții:

[anonimizat], locul unde mingea loveste antebrațele și prezența prizei fiecărei pase efectuate de jucator în timpul antrenamentului;

evaluarea în timp real a pasei efectuate de către jucător;

emiterea înapoi înspre jucător a unui mesaj vocal menit să corecteze pe durata antrenamentului efectuara strictă a mișcărilor corecte. Este de remarcat faptul că în general sportivii reacționează foarte eficient la stimulii primiți prin intermediul mesajelor vocale;

analiza ulterioara a eficienței antrenamentului și evoluția în timp a jucatorului.

4.2. [anonimizat], [anonimizat] o arhitectura pe 7 nivele:

Psihomotor – are ca obiectiv principal controlul acțiunilor biomecanice efectuate de sportiv pe durata procesului de antrenament sportiv. Acțiunile biomecanice ale sportivilor sunt în fapt acțiuni ale diferitelor segmente ale sistemului biomecanic din corpului uman controlate conșient sau automat de sistemul nervos superior în urma unor procese psihice. Acest nivel ofera informații sistemului către nivelul Senzorial-Stimulator sub formă de mărimi fizice (poziții, viteze, ungiuri, viteze unghiulare, forțe, sau cupluri de forțe, etc.). De asemenea nivelul Psihomotor primeste pe traseul de feedback stimuli de la nivelul Senzorial-Stimulator;

Senzorial-Stimulator – la acest nivel se petrec două activități:

captarea mărimilor fizice de interes rezultate din actiunile biomecanice de la nivelul Psihomotor și transformarea lor în mărimi electrice. Astfel, se montează pe corpul sportivului diferiți senzori funcție de specificul antrenamentului sportiv care vor transmite informații sub forma de mărimi electrice nivelului Formare semnale;

transmiterea de stimuli asupra sportivului (feedback-ul sistemului) cu scopul corectării mișcărilor acestuia. Stimulii pot acționa fie asupra sistemului nervos superior prin intermediul organelor de simț (analizorilor) fie direct asupra musculaturii. Generarea stimulilor se poate efectua prin doua metode:

la distanță, prin emitere de informații audio care sa conțină mesaje verbale ce pot stimula în mod corespunzător sportivul, de asemenea se pot emite si stimuli prin mesaje video dar au dezavantajul că sunt mai costisitoare și mai ales că impactul psihologic asupra sportivului poate fi chiar negativ deoarece pot distrage atenția sportivului. Metoda de stimulare la distanță este cea mai simplă deoarece feedback-ul se poate face sărind peste nivele 3-6, este mai ieftină și mai ușor de implementat însă nu poate fi aplicată decât în cazul antrenamentelor individuale ale sportivilor. Metoda poate fi implementată și în cazul aplicațiilor medicale specifice recuperării motorii ale pacienților;

locală, prin parcurgerea informațiilor în sens invers a tuturor nivelelor sistemului.

Prin aceasta metoda stimulii sunt generați de către echipamenul mobil aplicat pe corpul sportivului. Stimularea locală se poate face fie audio prin emiterea de mesaje verbal transmise la urechile sportivului prin caști fie prin neuro-stimulare. Acceasta metoda presupune o implementare mai scumpă dar are avantajul ca poate fi aplicată și în cazul antrenamentelor de grup sau în echipă.

Implementarea neuro-stimulilor nu se recomandă în aplicațiile sportive dar poate fi aplicată cu succes în aplicațiile medicale specifice recuperarii motorii ale pacienților sau pentru cercetari în vederea fabricarii unor proteze inteligente;

Formare semnale – la acest nivel mărimile electrice măsurate de senzorii de la nivelul Senzotial-Stimulator sunt transformate în semnale electrice unificate analogice sau digitale pentru a fi furnizate nivelului Achiziții-Serializare date;

Achiziții-Serializare date – la acest nivel se produc patru activități:

achiziția datelor prin conversia analog numerică (CAN) a semnalelor analogice unificate sosite pe porturi analogice de la nivelul Formare semnale;

serializarea informatiilor binare achiziționate pe porturi digitale sau de la convertorul CAN și transmiterea acestora către nivelul Comunicații;

deserializarea datelor sosite prin feedback de la nivelul Comunicații;

conversia numeric analogică a datelor sosite prin feedback și scoaterea lor prin porturi analog/digitale către generatorii de stimuli prin nivelul de Formare semnale;

Comunicații – acest nivel facilitează transmisia la distanță fără fir a datelor serializate de la nivelul Achiziții-Serializare către nivelul Servicii și invers pe traseul de feedback. Practic datele achiziționate de la senzorii montati pe corpul sportivului în timpul procesului de antrenament/testare ajung în computerul aflat la distanță;

Servicii – pe acest nivel se petrec trei activități:

recepția datelor de la nivelul Comunicații sunt deserializate prin Interfața USB și apoi stocate pentru a fi furnizatre nivelului Aplicație;

datele generate de nivelul Aplicație sunt serializate și trimise prin Interfața USB către nivele superioare prin nivelul Comunicații;

se generează stimuli la distanță prin mijloace audio direct către nivelul Senzorial-Stimulator.

Aplicație – acest nivel preia datele stocate în computer de nivelul Servicii în vederea prelucrării acestora în conformitate cu specificul sesiunii de antrenament a sportivului. La nivelul aplicație, datele prelucrate vor fi afișate pe interfața utilizator grafica (IUG) a sistemului de calcul. Tot la acest nivel, în funcție de aplicarea corectă de catre sportiv a actiunilor biomecanice specifice antrenamentului sportiv se va furniza în timp real nivelului Servicii mesajele audio corespunzatoare.

Figura 4.1. Arhitectura pe nivele a sistemului.

Așa cum se vede în figura 4.1.arhitectura are un Nucleu format din nivelurile 4-6. O implementare generică a Nucleului acestui sistem asigura versatilitatea sistemului la orice aplicație specifică antrenamentelor sportive, mai mult chiar, poate fi implementat cu succes și în aplicațiile medicale specifice recuperarii motorii ale pacienților sau pentru fabricarea unor proteze inteligente.

Un exemplu de implementare a sistemului computerizat de învățare, evuare și corectare cu ajutorul acestui nucleu se va prezenta în subcapitolele următoare și are ca țintă antrenamentul specific pentru pasa de jos cu două mâini la volei. Nivelurile 2, 3 și 7, respectiv, nivelele Senzorial-Stimulator, Formare semnale și Aplicație vor fi implementate în mod specific condițiilor de antrenament si de procedeul sportiv țintă.

4.2.1. Implementarea sistemului “ALTATHLON” în antrenamentele pentru învățarea pasei de jos cu două mâini la volei

Sistemul propus spre implementare în pregătirea și antrenarea sportivilor care învață pasa de jos cu două mâini la volei are urmatoarele funcții:

achiziția datelor privind egalitatea forțelor cu care sportivul loveste mingea cu ambele maini, poziții ale membrelor in momentul pasei, locul unde mingea loveste antebrațele și prezența prizei fiecărei pase efectuate de jucator în timpul antrenamentului;

evaluarea în timp real a pasei efectuate de către jucător;

emiterea înapoi înspre jucător a unui mesaj vocal menit să corecteze pe durata antrenamentului efectuara strictă a mișcărilor corecte. Este de remarcat faptul că în general sportivii reacționează foarte eficient la stimulii primiți prin intermediul mesajelor vocale;

analiza ulterioara a eficienței antrenamentului și evoluția în timp a jucatorului.

4.2.2 Principii pentru implementarea sistemului computerizat în antrenamentele pentru învățarea pasei de jos cu două mâini la volei

Sistemul se bazează pe achiziția datelor sosite de la diferiți senzori aplicați pe corpul jucătorului. În cazul aplicării procediului pasei de jos cu două mâini la volei, aceste date conțin informații despre:

Datele astfel achizitionate sunt transmise la distanță printr-un mediu fără fir (wireless radio) către un computer. Computerul efectuează analiza în timp real a datelor și transmite înapoi către jucător un răspuns de tip mesaj vocal (feedback-ul sistemului sub formă de stimul audio).

Datele fiind stocate în calculator dupa fiecare pasă pot fi ulterior utilizate pentru efectuarea unei evaluări generale a antrenamentului pentru fiecare jucător.

4.2.3. Componentele hardware ale sistemului

Sistemul computerizat pentru învățare, evaluare și corectare la pasul de jos este format din echipamente hardware care sunt structurate pe două categorii:

Echipamentul mobil constă în totalitatea componentelor hardware montate pe corpul sportivului. Componentele echipamentului mobil sunt: manșetele, cotierele, genuncherele, manușile, incalțămintea dotate cu senzori, circuitele de formare semnale, circuitul de achiziție și serializare, sursa de alimentare a echipamenului mobil, echipamenul mobil de transmisie wireless, cablurile și harnașamentul care susțin pe corpul sportivului aceste componente;

Serverul care reprezinta partea fixă a sistemului este compus din: sistemul de calcul, echipamenul fix de transmisie wireless și sistemul audio.

Implementarea sistemului computerizat ca aplicație în învățarea procedeului de efectuare al pasei de jos cu două mâini la volei cuprinde urmatoarele componente:

Sportivul nu este componentă hardware dar face parte din sistem și asupra acestuia se exercită practic activitatea sistemului în vederea obținerii de către acesta de performanțe sportive maxime. În cazul acestei implementări se urmarește efectuarea corectă de către sportiv a pasei de jos cu două mâini la volei. Acesta primeste de la sistem în funcție de corectitudinea aplicarea a procedeului pasei de jos cu două mâini la volei, stimuli prin mesaje vocale corespunzatoare. Stimulii ajuta sportivul să-și corecteze singur mișcările (acțiunile biomecanice) pe durata antrenamentului;

Senzorii și circuitele de formare semnale aplicați pe brațele și antebrațele sportivului. Aceștia vor fi montați pe manșete special confetionate (vezi subcapitolul “Aplicarea senzorilor pe brațe”);

Modulul de serializare are rolul de a achiziționa datele primite de la senzori și transformarea acestor date în format serial pentru transmiterea la distanță a acestora printr-un mediu fara fir (wireless);

Modulele XBee de 1mW la 2,4GHz conform standardului IEEE 802.15.4 – permit transmiterea serială a datelor la o distanță de pană la 30m fără fir. Se menționează că unul dintre aceste module se montează pe brațul operatorului uman iar celălalt este montat pe adaptorul XBee Explorer USB atașat computerului;

XBee Explorer USB preia datele serializate de la modulul RF și le transmite computerului prin interfața USB a acestuia;

Computerul are rolul de a stoca și prelucra datele, respectiv de a efectua o evaluare în timp real a fiecărei pase efectuate de jucător și de a transmite către acesta prin intermediul unui difuzor conectat la computer prin interfața de sunet a acestuia. Mesajele vocale se emit corespunzator evaluării pasei și pot fi:

“Foarte bine!;

“Pasează cu treimea antebrațelor!;

“Întinde coatele!;

“Lovește cu ambele mâini!;

“Priză incorectă!;

“Desfă priza dupa pasă!.etc.

Figura 4.2. Componentele harware ale sistemului computerizat în implementarea pentru antrenamentul de învățare a pasei de jos cu două mâini la volei

Modulele RF XBee, XBee Explorer USB și Computerul cu sistemul de boxe nu necesită proiectare hardware deoarece sunt componente standardizate sau fabricate sub diferite patente și se pot achiziționa din magazine specializate în robotică sau computere.

Modulul de serializare date se va proiecta în funcție de necesitațile specifice implementării sistemului în învățare a procedeului pasei de jos cu două mâini la volei.

Specific acestui sistem este însă modul în care se montează senzorii pe brațe precum și circuitele de formare ale semnalelor în vederea achiziționării în timp real și în mod efficient a datelor necesare funcționării sistemului.

4.2.4. Impelementarea nivelului 2 – Senzorial pentru aplicarea acestuia la antrenamentele specifice pentru pasa de jos cu două mâini la volei

Toți senzorii transformă mărimile fizice măsurate în mărimi electrice, fie analogice (forța de lovire a mingii sau poziția pe antebraț a mingii), fie logice (prezență lovitură cu palmele, cot flexat, braț peste umăr, priză incorectă).

Senzorii de forță rezistivi (SFR) sunt achiziționați din magazine specifice pentru robotică și au ca principiu de funcționare modificarea rezistenței electrice a unui material sub acțiunea unei forțe mecanice exercitate pe direcție normală la suprafața senzorului.

In figura 4.3. se observă că SFR nu are o caracteristica electrica liniară ci mai degrabă una logaritmică. Mai mult, în stare liberă adica atunci când forța aplicata este 0 rezistența senzorului este infinită.

Acest lucru ar face destul de dificilă stabilirea precisă a forței exercitate de minge pe antebrațul jucătorului, mai mult chiar, forța aplicată este distribuită pe o suprafață mai mare decat suprafața senzorului, greu de determinat și mai ales neuniformă. Totuși domeniul nostru de interes se limitează doar la a determina doar raportul în care sunt prezente cele două forțe pe ambele antebrațe și acesta trebuie sa fie cat mai aproape de valoarea 1, respectiv F1/F2 ≈ 1.

Figura 4.4. – SFR și poziția acestuia pe manșetă

Senzorii tactili rezistivi (STR) sunt deasemenea achiziționați din magazine de robotică și sunt patentați de către SpectraSymbol sub numele de SoftPot. Aceștia sunt niște potențiometri liniari cu rezistența de 10 kohmi al căror cursor se poziționează în locul unde sunt atinși.

Figura 4.5. STR detalii constructive

Figura 4.6. STR și locul acestuia pe manșetă

Traductorii de flexare rezistivi (SFLR) sunt de asemenea patentați de SpectaSymbol și se prezintă sub forma unor rezistențe variabile de construcție specială, care își modifică rezistența electrică în funcție de curbura care li se aplică acestora. În figura 4.7. este prezentat principiul de funcționare al acestor senzori.

Figura 4.7. SFLR si principiul de functionare

Acești senzori îi vom aplica la articulația coatelor jucatorului pentru a verifica dacă în timpul efectuarii pasei, acesta ține coatele întinse.

Pentru detectarea brațelor ridicate peste nivelul umerilor, s-a conceput un sensor de tip pendular. În principiu, pendulul tinde să revină mereu în poziția în care energia potențiala este minimă, respectiv cea în care centrul de greutate al masei pendului și punctul său de sprijin determină o dreaptă aflata în direcție sau plan vertical fată de pământ.

Astfel, pendulul respectiv va avea permanent o poziție verticală față de pămant cu condiția ca articulația acestuia să împiedice oscilațiile libere ale pendului printr-un amortizor cu fricțiune (figura 4.9.).

Mișcarea brațelor în plan vertical va determina ca la un moment dat (funcție de poziția brațelor) pendulul aflat în mișcare relativă față de braț să permită obturarea unui fascicul de lumină în domeniul infraroșu emis de un LED către un fototranzistor.

Figura 4.10. Locul pe manșetă a senzorului de nivel

Senzorul pentru priză va fi confectionat ținandu-se cont de caracteristicile unei prize corecte (vezi figura 4.11.). Senzorul de priză constă în aplicarea unor contacte electrice pe partea inferioară a degetelor mari respectiv pe partea superioară a degetelor arătătoare ale manșetelor.

Figura 4.11. Senzorul pentru priză

Figura 4.12. Aplicarea pe manșetă a senzorului pentru priză

Deși doar un contact aplicat pe degetul arătător va fi activ în timpul prizei, se vor aplica contacte pentru ambele degete arătătoare pentru a oferi posibilitatea jucatorului să schimbe priza de pe mâna stangă pe mâna dreaptă.

4.3. Aplicarea senzorilor pe brațe

Pentru analiza miscărilor efectuate cu brațele, este necesară montarea pe fiecare braț al jucătorului a mai multor senzori. Aplicarea pe brate a acestor senzori se face cu ajutorul unor manșete special confecționate, ținând cont de regulile impuse de metodologia de învățare a pasei de jos cu două mâini la volei.

Metodologia de invatare a pasei de jos cu două mâini la volei, impune pentru brațe urmatoarele reguli:

Lovirea mingii se face simultan cu ambele antebrațe – în acest sens s-au aplicat pe brate aproape de încheietura palmei senzori rezistivi de forta – SFR (1). Aceștia măsoară forța de lovire a mingii cu brațele. Pasa este corectă numai dacă cele două forțe măsurate sunt aproape egale ca mărime.

Lovirea mingii se face numai cu zona antebrațului de lângă încheietura palmei – pentru a determina poziția corectă unde mingea atinge antebrațul s-a montat un sensor tactil rezistiv – STR (2) pe lungimea manțetei antebrațului. Pentru a fi semnalată lovirea incorectă a mingii cu palmele, s-au montat senzori SFR (3) pe panșetă în dreptul primei falange a degetelor mari.

În momentul lovirii mingii, coatele trebuie să fie perfect întinse – pentru asta s-au aplicat în dreptul coatelor pe manșeta de cot, senzori de flexare rezistivi SFLR (4) care verifică dacă articulația cotului este întinsă în momentul loviturii.

În momentul lovirii mingii, brațele nu trebuie să depășească nivelul umerilor – pentru a putea efectua această verificare s-au montat pe brațe senzori de deviație orizontala (5) pentru a detecta pasele cu brațele peste nivelul umerilor.

În momentul lovirii mingii, palmele trebuie să fie prinse în priză corectă – această priză este detectată de un contact electric (6) format în momentul în care degetele mari de la ambele maini ating simultan unul dintre degetele arătătoare. Pentru aceasta, manșetele antebrațului sunt dotate cu degete decupate pe care s-au montat contactele corespunzătoare degetelor mari și ale arătătoarelor.

În figura 4.13. se pot observa manșetele cu senzorii montați pe ele

Figura 4.13. Aplicarea senzorilor pe brațe

Ținând cont de caracteristicile tehnice ale senzorilor și ale funcțiilor pe care trebuie să le îndeplinească, pentru confecționarea manșetelor se vor lua următoarele măsuri:

Pentru a oferi confort pe durata antrenalemtelor, manșeta va fi confecționată din material textil permeabil și ușor elastic. Manșeta va avea trei straturi din acest material textil. Pe stratul din mijloc se vor monta ansamblurile care conțin senzorii;

Senzorii se vor monta pe suport rigid (sticlotextolit placat cu cupru) pentru a asigura atât o corecta măsurare a mărimilor fizice care ne interesează, cât și pentru a proteja integritatea senzorilor care sunt extrem de sensibili din punct de vedere mecanic deoarece se pot rupe în timpul eforturilor pe durata antrenamentelor dacă asupra lor apar eforturi pe alte direcții decât cele pentru care sunt creați. Suporții rigizi ofera și o cablare robustă între terminalele senzorilor și cablul care se conectează la circuitul de formare a semnaleor de masură montat pe manșeta de cot;

Terminalele senzorilor care nu încap pe siporții rigizi, vor fi protejate prin introducerea acestora intre folii de plastic care ofera o alunecare ușoara între straturi fara sa produca tensiuni mecanice periculoase acestor terminale;

Suporții senzorilor se montează pe materialul textil prin nituire sau capsare pentru a ne asigura ca senzorii vor fi bine fixați pe manșeta în pozițiile corespunzătoare.

Figura 4.14.– Aplicarea senzorilor pe masnșeta antebrațului

4.3.1. Implementarea nivelului 3 – Circuitele de formare semnale

Pentru a putea prelucra mărimile electrice ale senzorilor prezentați mai sus, este necesar ca înainte de a fi introduse în circuitul de serializare date, marimile respective să fie formatate în semnale unificate.

Semnalele analogice unificate au urmatoarele caracteristici: Vmin = 0V; Vmax = VDD

Semnalele logice au nivelele VLO = 0÷0,3V; VHI = VDD-0,3V÷VDD

În figura 4.15. este circuitul de formare a semnalului analogic pentru senzorul de forță rezistiv R3. Semnalul analogic corespunzător forței masurate este captat în nodul A2. Circuitul conține de asemena un trigger pentru declanșarea întreruperii pe nodul B0 (semnal specific care determină microprocesorul/microcontrolerul circuitului de achiziții de date să înceapă citirea porturilor unde se afla datele de intrare). Se va observa ca nodul B0 este comandat de mai multe circuite de formare de la diferiți senzori printr-un circuit logic și (AND) cu diode. Scopul semnalului de întrerupere de pe portul/nodul B0 este de a detecta exact momentul în care mingea atinge unul dintre senzorii de forță sau tactili. Acest semnal va declanșa citirea aproape simultană a tuturor semnalelor de la senzori.

Figura 4.15.Circuitul de formare semnal pentru senzorul de forță

In figura 4.16. este circuitul de formare a semnalului analogic pentru senzorul tactil rezistiv RV2. Semnalul analogic corespunzător poziției unde mingea lovește antebrațul este captat în nodul A1. Circuitul conține de asemena un trigger pentru declanșarea întreruperii pe nodul B0 la fel ca la circuitul din figura precedentă.

Figura 4.17.Circuitul de formare semnal pentru senzorul de poziție a mingii pe braț

În figura 4.18. este circuitul de formare a semnalului logic pentru senzorul de flexare rezistiv R22. Semnalul logic ce determina dacă articulația cotului este perfect întinsă este captat în nodul B2. Circuitul este prevăzut cu un reglaj fin prin intermediul potențiometrului semireglabil RV4. Reglajul fin este necesar sa fie factut înainte de fiecare antrenament.

Figura 4.18. Circuitul de formare semnal pentru senzorul de detectie cot flexat

În figura 4.19. este circuitul de formare a semnalului logic pentru senzorul de detecție pasă dată cu palmele R28. Semnalul logic ce determină dacă mingea a fost atinsă cu palmele este captat în nodul B4. Cicuitul conține și formarea semnalului de declanșare a întreruperii în nodul B0.

Figura 4.20. Circuitul de formare semnal pentru senzorul de detectie pasă dată cu palmele

În figura 4.21. este prezentat circuitul electronic al senzorului ce determină poziția brațelor peste nivelul umerilor. U4 este ansamblul LED-fototransistor care determină dacă pendulul obturează fasciculul de lumină infraroșie corespunzătoare unei poziții a brațului peste nivelul umerilor.

Figura 4.21 Circuitul formare semnal pentru senzorul de detectie brațe peste nivelul umerilor

In figura 4.22.este circuitul de formare a semnalului logic pentru senzorul de detecție priză corectă. Contactele de pe degete sunt simbolizate în schemă prin switch-ul SW1. Semnalul logic ce determină dacă priza este corectă este captat în nodul B7.

Figura 4.22.Circuitul de formare semnal pentru senzorul de detectie priză corectă

4.3.2. Implementarea hardware a nivelului 4 – “Achiziții -Serializare date”

Nivelul 4 – “Achiziții-Serializare date” are atît o componenta hardware cît și o componentă software. Componenta hardware se va realiza prin circuitul de achiziții ți serializare care contine microcontrolerul Microchip PIC18F4580. Acest circuit asigură citirea pe porturi analogice și digitale a semnalelor sosite de la nivelul 3 – “Formare semnale” și furnizează datele serializate nivelului 5 – “Comunicații” concretizat printr-un modul de trasnsmisie Wireless XBee.

Figura 4.23. Placa cu componente a circuitului de achiziții și serializare date

În figura 4.23. este prezentată placa cu componente a circuitului de serializare unde se disting principalii conectori:

P6 și P7 – sunt conectorii pentru porturile analog digitale. Pe aceste porturi sosesc informațiile de la senzori prin intermediul circuitelor de formare semanle. Pe acești conectori se află și pinii circuitelor de alimentare necesari atât modulului de serializare cât și circuitelor de formare semnale și a senzorilor;

P1 și P2 – sunt conectorii pe care se montează modulul wireless XBee.

4.4. Implementarea nivelului 5 – “Comunicații”

Implementarea nivelului 5 – “Comunicații” se concretizează prin utilizarea a două module XBee de 1mW ce efectuează transmisia datelor prin mediu wireless radio pe frecvența de 2,4GHz în clasa IEEE 802.15.4.

Un modul XBee se montrează pe circuitul de serializare cu microcontrolerul Microchip PIC18F4580 prin intermediul conectorului specific.

Figura 4.24. Aplicarea modulului XBee pe sportiv

Al doilea modul XBee se montează pe adaptorul XBee Explorer care permite conectarea la sistemul de calcul prin interfața USB.

Modulul XBee Explorer adaptează interfața modulului XBee la interfața USB a computerului. Pentru acest modul este nevoie să se instaleze în computer driverul specific “Virtual COM Port” din kitul de instalare “CDM20600.exe”.

Figura 4.25. Modulele XBee și XBee Explorer

4.4.1. Implementarea componentelor software ale sistemului computerizat pentru învățare,evaluare și corectare la pasul de jos

Aplicațiile sofware ce rulează pe computer sau pe circuitul de serializare vor trebui proiectate și implementate ținând cont atât de cerințele generale ale sistemului computerizat cât și de specificațiile implementării sistemului în procesul de învățare a pasei de jos cu două mâini la volei.

4.4.2. Implementarea software a nivelului 4 – “Achiziții-Serializare date”

Componenta software a nivelului 4 constă într-un program scris în limbaj de asamblare specific microcontrolerului Microchip PIC18F4580. Programul asamblat în cod mașină este scris în memoria microcontrolerului și va îndeplini trei funcții:

citirea porturilor analogice și digitale pe care sosesc semnalele de la circuitele de formare semnale aflate la nivelul 3. Declanșarea citirii porturilor se face de către semnalul de întrerupere sosit pe portul B0. În implementarea curentă, microcontrolerul citește informațiile furnizate de 11 senzori montați pe brațele sportivului;

crearea interfeței necesare modulului XBee de la intrarea către nivelul 5 “Comunicații”;

serializarea datelor și transmiterea lor prin interfața modulului de transmisie XBee.

4.4.3.Implementarea nivelului 6 – “Servicii”

Nivelul 6 – “Achiziția datelor” se concretizează prin aplicația software “Cumullus Factum” care rulează pe un PC cu sistem de operare Microsoft Widows XP sau superior.

Aplicația software “Cumullus Factum” deține o interfață de comunicare seriala configurabilă pe 4 porturi seriale COM1-COM4 ce permite achiziția datelor sosite de la nivelul 5 – “Comunicații”.

Interfața utilizator grafică a aplicației software “Cumullus Factum” este dotată cu un meniu ce permite selectarea modulului de aplicație și deschiderea sesiunii de lucru.

Figura 4.26. Meniul de pornire al aplicației “Cumullus Factum”

Odată ce a fost selectat modulul de antrenament, de exemplu “Modulul de învățare a pasei de jos cu două mâini la volei”, se poate deschide sesiunea de lucru.

Deschiderea unei noi sesiuni prin fereastra de configurare a sesiunii de lucru (4.27.)

Figura 4.27.Fereastra aplicatiei – Configurarea sesiunii de lucru

Sesiunea de antrenament se va desfășura în funcție de modul de lucru selectat .

In figura 4.28. este prezentată o sesiune de testare a jucatorului de volei pentru pasa de jos cu două mâini.

Figura 4.28.Fereastra aplicatiei – Sesiunea de antrenament

Mesajele vocale necesare generarii stimulilor sunt create de aplicație prin lansarea unui proces ce redă fisiere audio în format WAV prin intermediul placii se sunet a sistemului de calcul și al sistemului de boxe conectate la acesta.

Fisierele audio sunt create cu ajutorul aplicației Sound Recorder din Windows și stocate în calculator în folderul de lucru al aplicației “Cumullus Factum”.

De mai bine de 25 ani, utilizarea configurațiilor video-calculator este tema centrală pentru cercetarea aplicată în volei. Utilizarea calculatoarelor și filmelor video a început mult mai devreme și s-a desfășurat în paralel cu dezvoltarea tehnologica. Întotdeauna s-a observat un deficit între posibilitățile oferite și transpunerea lor științifico-practică în cadrul antrenamentului.