Visualiseren van de druk uitgeoefend op een voetzool

Probleemstelling:

Intelligente, draagbare sensoren vormen een nieuwe markt die snel groeit. Een belangrijke groep hierbij zijn sensoren die op het lichaam bevestigd worden om onze gezondheid of veiligheid te monitoren (denk bvb. aan een hartslagmeter of geigerteller). Een specifiek onderdeel van deze groep sensoren zijn degene die de uitgeoefende druk op een voetzool meten. Deze metingen zijn zeer belangrijk in het voorkomen van voet/enkel gerelateerde aandoeningen. Deze laatste vormen een onderzoeksdomein waar nog heel wat werk nodig is. Daar kunnen we met deze thesis een steentje toe bijdragen door dunne, betrouwbare, 2.5D slimme inlegzolen te ontwerpen, waarin een rij of matrix van druksensoren geïntegreerd is. Deze inlegzolen zullen de professionele hulpverlener helpen in het begrijpen van de drukverdeling uitgeoefend op de voet, wat zowel voor het onderzoek als bij het stellen van diagnoses relevant is. Zeker in de sportwetenschappen zal dit een belangrijke stap voorwaarts zijn.

Doelstelling:


Het doel van de thesis is om een 3 cm x 3 cm matrix van druksensoren te vervaardigen in een rekbare technologie, zoals hieronder schematisch weergegeven. Deze hoog-resolutie sensor bestaat uit 9 sensor punten per vierkante cm. De totale dikte dient bij voorkeur minder dan 1 mm te zijn.

Eén aspect van de thesis is het (fysisch) vervaardigen van een matrix van druk sensoren in een hoge-resolutie, rekbare technologie. Na het vervaardigen van de elektronica op een vlak substraat, zal deze samen met de matrix van druksensoren aangebracht worden in het polymeer materiaal waaruit de inlegzool vervaardigd wordt om tot slot vervormd te worden tot zijn finale 2.5D vorm.

Daarnaast dient er ook een laag-vermogen elektronisch circuit ontworpen te worden om enerzijds de sensor op een intelligente manier aan te sturen en uit te lezen, en anderzijds de draadloze communicatie met een centraal punt te verzorgen. Een laatste belangrijk luik is de signaalverwerking om de metingen te kunnen interpreteren. De software om de drukverdeling op de voetzool te visualiseren kan geschreven worden voor een PC of een tablet.


De thesis zal opgesplitst worden in verschillende onderdelen:

  • Ontwerp van de druk sensor matrix:
    • Literatuurstudie en evaluatie van verscheidene druksensor technieken
    • Ontwerp van de druksensor (1 sensor punt)
    • Ontwerp van de druksensor matrix
  • Ontwerp van het elektronisch circuit
    • Aanstuurelektronica voor de sensor nodes
    • Uitleeselektronica voor de sensor nodes
    • Draadloze communicatie
  • Toepassing programmeren om de aangelegde druk te visualiseren

Trefwoorden:

elektronisch ontwerp, druksensor, medische sector

Locatie:

Ardoyen CMST + thuis.