I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20 ,   pp .   739~ 7 49   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 2 . pp739 - 749             739       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   In - so l e   p l a n t a r   p r e ssu r e   d e v i c e   w i t h   o p t i m i z a t i o n   m e a su r e m e n t   t e c h n i q u e s       O .   H u s s e i n 1 ,   W. Z .   Wan   H as an 2 ,   A .   C h e   S o h 3 ,   H .   Jafa ar 4 ,   H . R .   R am l i 5 ,   S . P .   A n g 6 ,     Zai n i d i   H aj i   A b d u l   H am i d 7   1 A ut o m a t e d   M a nuf a c t u r i ng   D e pa r t m e nt ,   A l - K ha w a r i z m i   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   B a g hda d,   I r a q   2 , 3 , 4 , 5 E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   D e p a r t m e n t ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   2 A dv a nc e I ns t i t u t e   T e c hno l o gy   ( I T M A ) ,   U n i v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a   S e l a ng o r ,   M a l a y s i a   6 , 7 E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   of   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   T e c hno l ogy   B r une i ,   B r un e i       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A pr   12 ,   201 9   R e v i s e J un   1 4 ,   2019   A c c e pt e J un   28 ,   201 9       D o c t o r s   a n c l i ni c i a ns   r e l y   o a c c ur a t e   und e r f o o t   pr e s s u r e   da t a   t o   pe r f o r m   di a g no s i s   o f   f oo t   di s e a s e s .   I s o l e   pr e s s ur e   m e a s ur e m e n t   s y s t e m s   a r e   de s i g ne t o   pr o v i de   s uc da t a   bu t   i t s   i m pl e m e n t a t i o s uf f e r s   f r o m   c e r t a i c o ns t r a i nt s   s uc a s   t he   ne e f o r   a   s p a c e r   t o   be   p l a c e o t he   s e ns o r   w he n   t a k i ng   m e a s u r e m e n t s   a nd  t h e   ne e f o r   m ul t i p l e   c a l i b r a t i o ns   du e   t o   t he   f a c t   t ha t   t he   s e ns o r   p a r a m e t e r s   t e nd  t o   c ha ng e   w i t ho ut   i t .   I t hi s   w o r k ,     w e   pr o po s e a o pt i m i z a t i o t e c hn i que   t o   a ddr e s s   t h e s e   l i m i t a t i o ns .     T he   r e s ul t s   o bt a i ne f r o m   t e s t i ng   i nd i c a t e   t ha t   t he   p r o po s e de v i c e   pe r f o r m e d   m e a s u r e m e nt   o f   pl a nt a r   pr e s s ur e   e f f e c t i v e l y .   A l s o ,   t he   c a l c ul a t i o o f   bo d y   w e i g ht   us i ng   t h e   p r o po s e o pt i m i z a t i o t e c hni q ue   i s   i m p r o v e f r o m   5. 07 %   t o   9. 06 % .   F o r   v a l i da t i o n,   t he   r e s ul t s   a r e   c o m pa r e w i t t he   m e a s u r e m e nt s   f r o m   a   c o m m e r c i a l   pl a n t a r   p r e s s u r e   de v i c e   ( E M E D   s y s t e m )   a s   b e nc hm a r k.   Ke y w or ds :   In s o l e   de v i c e   P l a n t a p r e s s ur e   U n de r f oo t   p r e s s ur e   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   H a f i z   R a s h i d i   b   R a m l i   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   a nd  Co m p ut e r   E n g i n e e r i ng,     F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g,   U n i v e r s i t i   P ut ra   M a l a y s i a ,   S e r da ng,   4340 S e l a ngo r,   M a l a y s i a .   E m a i l :   hrhr@ up m . e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N     P l a n t a r   p r e s s ur e   m e a s u r e m e n t   s y s t e m s   a r e   of t e n   us e t o   ob t a i n   us e f ul   da t a   r e ga r d i n t h e   s t r uc t u r e   of  t h e   u n de r f oo t   b a s e   a n t h e   di s t ri b ut i o o f   pr e s s ur e   i t   e xe r t s   t o   t h e   s u r f a c e   pl a n e .   T h e s e   s y s t e m s   a l l o w   fo r     t h e   di a g n o s i s   a n t r e a t e m e nt   o f   v a r i o us   pr o b l e m s   r e l a t e t o   po s t ur e   a n ga i t   b ut   t h e r e   a r e   i nh e r e n t   l i m i t a t i o n s   w i t h i t h e s e   s y s t e m s   t h a t   n e e t o   be   a ddr e s s e s uc h   a s   t he   l a c of   pr e c i s i o n   i n   b o d y   w e i gh t   c a l c ul a t i o n,     s e l f - c a l i b ra t i o n   i m p r o v e m e n t s   a n s ui t a b i l i t y   of   t h e   ph y s i c a l   c h a r a c t e r i s t i c s   of   t h e   m a t e ri a l s   us e d.   T h e   w o r   i n   [1,   2]  s t u di e s   t h e   e ffe c t s   of   ob e s i t y   o r   i n c r e a s i n b o d y   w e i ght   a n t h e   r e s ul t i n d i s pa ri t i e s   i n   t h e   pl a n t a pr e s s u r e   di s t r i b ut i o n   p a t t e rn s .   A n o t h e r   s t udy   f o un t h a t   i n c re a s e   i n   t h e   h u m a n   b o d y   w e i gh t   w a s   a   s i g ni f i c a nt   f a c t o r   t h a t   c o n t ri b ut e t o   t h e   pl a nt a p r e s s ur e   d i s t r i b ut i o n   p a t t e rn  [3 ,   4] .   T hi s   l e a ds   t o   r e c o m m e n da t i o f r o m   r e s e a r c h e r s   t ha t   t h e   di a g n o s i s   a nd  t r e a t m e n t   o f   foo t   pr o b l e m s   i n   o b e s e   pa t i e n t s   s h o ul c o n s i de r   t h e   e ff e c t s   o i n c r e a s e b o d y   m a s s   o n   t h e i r   pl a n t a r   l o a di ng  [5,   6] .   T h e   s t udy   i n   [7 ,   8]  t h e n   f o un t ha t   t h e   r e l a t i o n s hi p   b e t w e e n   m e a n/ pe a k   p l a nt a p r e s s u r e   a n d   i n c r e a s i n b o d y   m a s s   w a s   de pe n de nt   o n   t h e   a f f e c t e pl a n t a r   a r e a .   T h e s e   pri o r   w o r ks   s h o w   t h a t   c u rr e n t   i n s o l e   s y s t e m s   do   n o t   c o n s i de r   p r e s s u r e   r a nge   i   th e   m e a s u r e m e n t s   o f   pl a nt a r   p r e s s u r e .   T hus ,   t h e r e   i s   a   n e e fo r   a   m e t h o t o   o b t a i n   po i nt s   t h a t   c a n   b e   us e t pr o duc e   a   s ui t a b l e   pr e s s u r e   ra n ge   i t h e   pl a n t a r   m e a s u re m e n t   s y s t e m ,   s pe c i f i c a l l y   t h e   m a xi m u m   a nd  m i ni m u m   p r e s s ur e   v a l ue s   du ri n g   w a l ki n g   a nd  s t a n d i n g,   a s   r e l a t e t o   t h e   b o d y   m a s s .   T h e   f i n d i n gs   o f   a c c ur a t e   a n r e l i a b l e   un de r f oo t   pr e s s ur e   r a nge s   b a s e o n   i n c r e m e nt a l   b o d y   w e i gh t   i s   n e e de a s   a   b e n c hm a rk  o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     739   -   7 49   740   r e f e r e n c e   t o   b e   us e by   o t h e r   r e s e a c h e r s   f o r   c o m pa r i s o n .   I a d di t i o n,   t h e s e   r a nge s   a l s o   e na b l e   t h e   di f fe r e nt i a t i o n   o f   s ub j e c t s   w i t a n d   w i t h o ut   f oo t   c o m pl i c a t i o n s   a s   s t udi e d   by   [9,   10 ].     In  t hi s   p a pe r,   w e   p r o po s e   a i n - s o l e   b a s e pl a n t a r   p r e s s u re   m e a s u r e m e nt   de v i c e   w i t h   o pt i m i z e t e c hn i q ue s .   T h e   de v i c e   i s   de s i gn e t o   m e a s ur e   t h e   r a nge   of   un de r f o o t   pr e s s ur e   a n p r o v e   i t s   r e l a t i o n   t o   c a l c ul a t i o n s   o f   t o t a l   b o d y   w e i ght   a nd  i t   i s   e xpe c t e t ha t   t h e   da t e   i t   p r o duc e s   c o ul be   us e a s   a   r e f e r e n c e   o r   b e n c h m a r f o r   o t h e r   r e s e a c h e r s .   I n   t hi s   s t udy ,   t h e   e t h i c s   a pp r o v a l   w a s   gr a nt e by   t h e   U n i v e r s i t i   P ut ra   M a l a y s i a   H um a R e s e a r c E t h i c s   Co m m i t t e e   f o r   t h e   us e   o f   e xpe r i m e n t a l   s ub j e c t s .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     2. 1 .      S e n s o r   S e l e c t i o n   T h e   f o r c e   s e n s o r   t h a t   i s   s e l e c t e fo r   us e   i n   t h e   de s i g n   o f   a n   i n - s o l e   pl a nt a r   p r e s s u r e   m e a s u r e m e n t   de v i c e   m us t   po s s e s s   s o m e   e s s e n t i a l   c ha ra c t e ri s t i c s :   a)   T h e   f o r c e   s e n s i t i v i t y   ra n ge   s h o ul d   b e   a pp r o pri a t e   b)   T h e   s e n s o m us t   b e   s m a l l ,   t hi n   a n d   f l e xi b l e   t o   e n s u r e   t h e   c o m fo r t   o f   t h e   w e a r e r   c)   T h e   d ri v i n g   c i r c ui t   o f   t h e   s e n s o m us t   b e   s i m pl e   e n o ug h   f o r   t h e   i n s t r u m e n t   t o   b e   po r t a b l e   [11,   12] .   T h us ,   t h e   pi e z o r e s i s t i v e   fo r c e   s e n s o r   m o de l   A 201™   f r o m   T e k - s c a n   w a s   c h o s e n   s i n c e   i t   f ul f i l l s   a l l     t h e   r e qui r e m e n t s .   T h i s   s e n s o w a s   us e t o   m e a s u r e   t h e   u n d e r f oo t   pr e s s u r e   w i t h   i n - s o l e   a ppl i c a t i o n s .   It   w a s   di s t r i b ut e o ve r   t h e   t o uc h   a r e a   o f   t h e   fo o t   a n w a s   c a l i b r a t e w i t h   t h e   r e c o m m e n de p r o c e dur e   fo r   c a l i b ra t i o n .   F o r   s uc h   a n   i n - s o l e   s y s t e m ,   t h e   p r e s s ur e   s e n s o w a s   c a l i b r a t e f o r   t h e   f ul l   ra n g e ,   w h i c h   m e a n s   t h a t   a   100 - l b   f l e xi   f o r c e   pr e s s ur e   s e n s o r   A   2 01  ha t o   b e   c a l i b r a t e t o   m e a s u r e   p r e s s u r e   r a n g i n g   f r o m   0 - 4400   K P A   [13,   14] .     2 . 2.      S e n s o r   D i s tr i b u ti o n   an d   C al i b r at i o n   T h e   m o ni t o ri n o f   pa r a m e t e r s   i n   i n - s o l e   s y s t e m s   i s   b e c o m i n a   m a j o r   f a c t o r   i n   s e v e r a l   f i e l ds   o s c i e n t i f i c   r e s e a r c h   a s   i t   m a y   pr ov i de   us e f ul   da t a   o n   t h e   p r e v e nt i o n   a n t r e a t m e n t   o f   v a r i o us   h e a l t h   c o n d i t i o n s ,   a s   w e l l   a s   t h e   pl a nni n f o r   ph y s i c a l   t h e r a py   a n r e ha b i l i t a t i o n   e xe r c i s e   pr o g r a m s .   T h e   pa ra m e t e r s   fo r   t h e   i n s o l e   pl a n t a r   p r e s s u r e   s y s t e m   a r e   s e t   a c c o r di n t o   t h e   n u m b e r   o f   s e n s o r s   a n t h e i r   d i s t r i b ut i o n   p a t t e rn,   w hi c i s   o f t e n   de t e rm i n e b y   t h e   pu r po s e   of   t h e   i n - s o l e   s y s t e m   a ppl i c a t i o n.   T a b l e   s u m m a r i s e s   t h e   a ppl i c a t i o n   a n d   n u m b e r / d i s t ri b ut i o n   o f   s e n s o r s   i n   p r e v i o us l y   d e ve l o p e i n - s o l e   s y s t e m s   fo un i t h e   l i t e r a t u r e .   S i n c e   e a c s y s t e m   h a s   a   di f fe r e nt   a i m / a pp l i c a t i o n,   t h e r e   i s   n o   go l s t a n d a r f o r   t h e   pl a c e m e n t   o f   s e n s o r s   t o   m e a s ur e   foo t   pr e s s u r e   a c c ur a t e l y .   C o s t   i s   a l s a n   i m po rt a nt   f a c t o r   t o   c o n s i de r   s i n c e   i n c r e a s i n t h e   n u m b e r   of   s e n s o r s   c o ul d   r e s ul t   i n   a   m o r e   e xpe n s i v e   de v i c e .   T h e r e f o r e ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t f i n t h e   o pt i m a l   n u m b e r   a n p l a c e m e n t   o s e n s o r s   f o r   t h e   i n - s o l e   pl a nt a p r e s s ur e   de v i c e .         T a b l e   1 .   S e n s o r   N u m b e r s   a n d   D i s t ri b ut i o w i t h   D i f fe r e nt   A p pl i c a t i o n   N u m b e r   o s e n s o a n d   D i s t ri b u t i o n   A p p l i c a t i o n   E i g h t   s e n s o r s   w i t h   p o s i t i o n s   l o c a t e d   a t   t h e   t o e ,   1 s t   m e t a t a r s a l ,   3 rd   m e t a t a r s a l ,   5 t h   m e t a t a r s a l ,   2   p o s i t i o n s   a t   t h e   l a t e ra l   fo r e f o o t ,   t h e   m e d i a l   h e e l ,   a n d   t h e   l a t e ra l   h e e l   [1 4 ]   M o n i t o r i n g   t h e   b a l a n c e   o f   t h e   p h y s i c a l   b o d y ,   i d e n t i fy i n g   t h e   m e c h a n i c a l   d y s f u n c t i o n   p a t h ,   e v a l u a t i n g   t r e a t m e n t s ,   a n d   i m p ro v i n g   s p o r t   s k i l l s   p e r fo r m a n c e   6   u n i t s   o f   i n s o l e   p r e s s u re   s e n s o r s ,   w i t h   t h r e e   u n i t s   p l a c e d   i n   t h e   h e e l   a r e a   a n d   t h r e e   u n i t s   i n   t h e   m e t a t a rs a l   a r e a   [1 5 ]   A n a l y s e   t h e   CO P   o t h e   b o d y   E i g h t   s e n s o r s   [1 6 ]   D y n a m i c   m o v e m e n t s   i n   r e a l   t i m e ,   a n d   a r e   u s e d   fo c l i n i c a l   g a i t   a n a l y s i s   E i g h t   s e n s o r s   d i v i d e d   i n t o   fi v e   p o s i t i o n s   [1 7 ]   D e t e c t   a   f a l l   a n d   c l a s s i f y   t h e   d i r e c t i o n   o a   s e ri o u s   b a c k w a rd   f a l l   F i v e   s e n s o r s   l o c a t e d   o n   t h e   i n s o l e   [1 8 ]   E s t i m a t e   t h e   fo o t   l o a d   w i t h   r e a s o n a b l e   a c c u ra c y ,   r e d u c e   t h e   c o s t   o f   t h e   s y s t e m   a n d   m o n i t o t h e   p l a n t a p r e s s u re   f o r   d a i l y   a c t i v i t y   e x e r c i s e   s t r e s s   a s s e s s m e n t s   E i g h t   s e n s o r s   f o t h e   i n - s h o e   d e r i v e d   f r o m   n a t u ra l   ru b b e r   (H e v e a   b ra s i l i e n s i s a n d   e q u i p p e d   w i t h   a   p r e s s u r e   c o n t r o l   [1 9 ]   Cu s t o m i s e d   f o p e o p l e   w h o   h a v e   a   d i a b e t i c   fo o t   w i t h   n e o f o r m a t i o n   o t i s s u e s       T h e   pr o po s e i n - s o l e   pl a nt a r   p r e s s u r e   de v i c e   (IP P D )   s y s t e m ,   w h i c h   w a s   de s i gn e t o   m e a s ur e   unde r f o o t   pr e s s ur e   ra n ge s ,   i s   i l l us t ra t e i n   F i gu r e   1 .   T h e   s e ns o r s   w e r e   di s t r i b ut e f o r   15  po s i t i o n s ,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1(a ),   w hi c h   a r e   n a m e l y   (1)  b a c k   h e e l ,   (2)  i n s i de   o t h e   h e e l ,   (3)  l a t e ra l   h e e l ,   (4  &   5)  pl a n t a r   m i ddl e ,     (6  t o   10 1s t   t o   5t m e t a t a r s a l   h e a d ,   (11   t o   15)   1s t   t o   5 t h   t o e   [11] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       In - s ol e   pl ant ar   pr e s s ur e   d e v i c e   w i t op t i m i z a t i o m e as ur e m e nt   t e c hni que s   ( H af i z   R as hi d i   R am l i )   741       F i gu r e   1 .   D i a g ra m   o f   pr o po s e i n s o l e   s y s t e m   (a )   S e n s o r   d i s t ri b ut i o (b S e n s o d r i v i n g   c i r c ui t ,     (c O pt i m i z a t i o n   m e a s u r e m e n t   t e c hni que s   (d)   U n de r f oo t   p r e s s ur e   ra n ge s       W h e n   t h e r e   i s   n o   pr e s s u r e   b e i n a pp l i e d,   t h e   F l e xi   f o r c e   pr e s s u r e   s e n s o r   do e s   n o t   pr o duc e   a n y   o ut put   s i n c e   due   t o   a i n f i ni t e   r e s i s t a n c e   v a l ue .   F r o m   t h e   d e t a i l e s pe c i f i c a t i o n s   o f   t h e   s e n s o r,   i t   w a s   fo un t h a t   w i t h o ut   a n y   l o a d,   t h e   a m o u n t   o f   r e s i s t a n c e   i n   t h e   s e n s o r   i s   a t   a   m i n i m u m   o f   M .   A s   t h e   l o a a ppl i e i n c r e a s e s ,   t h e   s e n s o r   r e s i s t a n c e   v a l ue   w o ul de c r e a s e .   A n   a c c o m pa n y i n e l e c t ri c a l   c i r c ui t   w i t h   a n   o pe ra t i o n a l   a m p l i f i e r   (F i g u r e   1(b )),   i s   n e e de t o   pr o duc e   a n   o ut put   v o l t a ge   t h a t   l i n e a rl y   c o rr e l a t e   w i t h   t h e   f o r c e   a ppl i e o n   t h e   s e n s o r .   I n   o r de r   t o   e n s u r e   t ha t   t h e   v o l t a ge   o ut put   i s   e qua l   t o   t h e   s e n s o r   o ut pu t ,   t h e   s e n s o r   i s   c a l i b ra t e t o   ha v e   t h e   s a m e   v a l ue   a s   t h e   t o t a l   f e e db a c r e s i s t a n c e .   T h e   s e n s o r   o ut pu t   v o l t a ge   i s   g i v e n   b y   t h e   e qua t i o n:                              T h e   F l e xi   f o r c e   pr e s s ur e   s e n s o r   f r o m   T e k - s c a c o m pa n y   r e qui r e s   c a l i b ra t i o t o   r e duc e   e rr o r s   i   t h e   pr e s s ur e   m e a s u r e m e nt s   [20 - 22] .   It   w a s   e s s e n t i a l   t o   c on d i t i o n   t h e   F l e xi   f o r c e   pr e s s ur e   s e n s o r   b e fo r e     t h e   c a l i b ra t i o n   a n t e s t i n t o   a c hi e v e   a c c ur a t e   r e s ul t s .   U nl i ke   p r e v i o us   i n - s o l e   s y s t e m s ,   t h e   s e n s o r s   f o r     t h e   p r o po s e IP P D   w e r e   c a l i b ra t e f o r   s pe c i f i c   v a l ue s .   T h e s e   s pe c i f i c   v a l ue s   r e p r e s e n t   t h e   m a xi m um   f o r c e   t h a t   w a s   a p pl i e d   t o   e a c po i n t   u n de r   t h e   f oo t   fo r   t h e   m a xi m u m   s a m p l e   w e i gh t .   T h e   c a l i b ra t i o n   p r o c e dur e   c a b e   r e pr e s e nt e by   a   S i m ul i n k   c i r c ui t   a s   s h o w n   i F i gu r e   2.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     739   -   7 49   742       F i gu r e   2 .   M A T L A B   s i m ul i n k   c i r c ui t   r e p r e s e n t i n g   t h e   c a l i b ra t i o n   p r o c e dur e       W h a r e :   A :   P r e s s ur e   s e n s o r   w i t a dj us t a b l e   r e s i s t a n c e     B :   V a r i a t i o n   i s e n s o pa ra m e t e r s   a f t e c e rt a i pe r i o o f   t i m e   C:   I nput   v o l t a ge   c o n t r o l l e r   w h i c h   r e l a t e s   t o   s e n s o r   pa ra m e t e c h a nge s   D :   S e n s o r   o ut pu t   v o l t a ge   E :   O pe ra t i o n a l   a m pl i f i e r   c i r c u i t   d r i v i n g   t h e   s e n s o   F :   F e e db a c r e s i s t a n c e .   O n c e   t h e   c a l i b ra t i o n   i s   pe r f o r m e d,   f ut u r e   us e r s   a r e   a dv i s e t o   r e pe a t   t h e   c a l i b ra t i o n   p r o c e s s   a f t e r     a   s pe c i f i c   a m o un t   o f   t i m e .   T h e   c a l i b ra t i o n   p r o c e dur e   i s   r e qu i r e t o   a na l y s e   t h e   l i n e a r i t y   of   t h e   a pp l i e f o r c e   w i t h   w i t h   o ut put   v o l t a ge   p r o duc e by   t h e   s e n s o r .   F i g u r e   s h o w s   t h e   de s i gn   o f   t h e   p r o po s e IP P D   a n d     t h e   d r i v i n g   c i r c ui t s   f o r   t h e   s e n s o r s .     A n   i m po rt a nt   f a c t o r   t ha t   ha t o   b e   c o n s i de r e i n   t h e   i m p l e m e nt a t i o n   o f   t h e   i n - s o l e   s y s t e m   w a s   de t e r m i n i ng  t h e   p a r a m e t e r s   o f   t h e   s pa c e r   t o   b e   pl a c e o n   t h e   e f fe c t i ve   a r e a   o f   t h e   s e n s o r.   T hi s   s pa c e r   w a s   r e c o m m e n de by   t h e   m a n uf a c t u r i ng  c o m pa n y   t o   e v e n l y   di s t ri b ut e   t h e   pr e s s u r e   a pp l i e t o   t h e   s e n s o r   [2 0].   P r e l i m i na r y   t e s t s   a n a l s o   pr e v i o us   w o r [23,   24]  h a v e   s h o w e t h a t   w i t h o ut   t h e   us e   of   a   s pa c e r   o n   t h e   e ffe c t i ve   a r e a ,   a   hi g h e r   m e a s u r e m e n t   e rr o r   w i l l   b e   pr o duc e c o m pa r e t o   w h e n   a   s pa c e r   i s   us e d.   H ow e v e r ,     t h e   s ui t a b l e   m a t e ri a l   a nd  di m e n s i o n s   o f   t h e   s pa c e r   t o   o b t a i n   a c c ura t e   m e a s u r e m e nt s   w e r e   n o t   s pe c i f i e d.     R i gi m a t e r i a l s ,   s uc h   a s   p l a s t i c   a n rub b e r   w e r e   c o n s i de r e a s   po s s i b l e   c a n d i da t e s   fo r   t h e   s pa c e r   m a t e ri a l .   T h e   t hi c kn e s s   o f   t h i s   m a t e r i a l   s h o ul d   b e   s ui t a b l e   a n d   u n o b t rus i v e   fo r   t h e   us e r.   E xpe r i m e nt s   w e r e   c a rri e o ut   t o   e xa m i n e   w h i c h   m a t e ri a l   i s   s ui t a b l e   a nd  a b l e   t o   p r o duc e   m i n i m um   m e a s u r e m e nt   e rr o r.   A   U n i v e r s a l   T e s t i n g   M a c hi n e   (U T M w a s   us e t o   a pp l y   a   f o r c e   of   10  kg  (9 8N ),   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   4 .           (a )       (b )   F i g u r e   3 .   ( a )   T h e   p r o po s e IP P D   a n d   (b d ri v i ng  c i r c ui t s           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       In - s ol e   pl ant ar   pr e s s ur e   d e v i c e   w i t op t i m i z a t i o m e as ur e m e nt   t e c hni que s   ( H af i z   R as hi d i   R am l i )   743       F i gu r e   4 .   U ni v e r s a l   t e s t i ng  m a c h i n e   w i t h   p l a s t i c   s p a c e r   w i t f l e xi   f o r c e   pr e s s ur e   s e n s o r       2. 3 .      U n d e r fo o P r e s s u r e   M e as u r e m e n M e th o d o l o gy  u s i n P r o p o s e d   I P P D   T h e   m e a s u r e m e n t   o f   un de r f o o t   pr e s s ur e   us i ng  t h e   IP P D   pl a y s   a   r o l e   i t h e   u n de r s t a n d i n a n d   de t e c t i o n   o f   c e r t a i n   p r o b l e m s   i n   r e l a t i o n   t o   f oo t   c o m pl i c a t i o n s .   T h e   p r o po s e IP P D   w a s   de s i gn e t o   m e a s ur e     t h e   u n de r f oo t   pr e s s ur e   f o r   15  po s i t i o n s   t h a t   a r e   c o n s i de r e d   a s   i m po rt a nt   po s i t i o n s   f o r   s uppo rt i n g   t h e   b o d y   w e i ght   [25 ,   2 6].   F o l l o w i n t h e   a ppl i c a t i o n   o f   t h e   o pt i m i z a t i o n   m e a s u r e m e n t   t e c hni que s   w i t t h e   p r o po s e d   IP P D ,   t h i s   s e c t i o n   e xpl a i n s   t h e   m e t h o do l o g y   fo r   t h e   m e a s u r e m e nt   o f   t h e   un de r f oo t   pr e s s ur e   t o   o b t a i n   t h e   da t a   r e ga rdi n t h e   m i n i m u m   a n m a xi m u m   pr e s s u r e   f r o m   e a c h   po i n t   u n de r   t h e   foo t .   T h e   un de r f oo t   pr e s s ur e   m e a s u r e m e nt   m e t h o do l o g y   i n v o l v e s e v e r a l   s t e ps .   F i r s t l y ,   t h e   IP P D   w a s   s e t   up  a n d   t h e   p a r t i c i pa nt s   w e r e   r e que s t e t o   w e a r   t h e   pr o po s e IP P D .   N e xt ,   t h e   p e a pr e s s u re   (m a xi m um   a ppl i e p r e s s ur e w a s   m e a s ur e b y   a s ki n g   t h e   p a r t i c i pa nt s   t o   w a l f o r   t w o   s t e ps   a t   a   n o rm a l   w a l ki n s pe e us i n g   t h e   p r o po s e IP P D .   T h e n,     t h e   t o uc h   pr e s s u r e   (m i ni m u m   a p pl i e p r e s s ur e w a s   m e a s ur e du ri n t h e   s t a ndi n c o n di t i o n .   F i na l l y ,   t h e   bo d y   w e i gh t   w a s   c a l c ul a t e us i ng  ( 1 ) :     {                                                                                                                                                                                                                                                                                                           (1)     n   :   N u m b e r   o f   s e n s o r s   P   :   P r e s s ur e   m e a s u r e du r i ng  s t a n d i n g   c o n di t i o i (K P A )   W   :   E xt ra c t e w e i ght   o f   e a c h   s e n s o r   (kg)   V   :   O u t put   v o l t a ge   f r o m   e a c s e n s o u n de t h e   f o o t   (V )   X   :   T h e   p a r t i c u l a v a l ue   o f   t h e   w e i gh t   ra n ge   i w hi c t h e   s e n s o w a s   c a l i b r a t e b a s e o i t s   po s i t i o n   (K g)   A   :   F a c t o r   =   9 8,   w h i c c o n v e r t s   1k g/ c       t o   K P A .   E f fe c t i ve   a r e a :   T h e   s e n s o r s   c o v e r e a r o un d   8 . 6   o f   t h e   w h o l e   a r e a   o f   t h e   f o o t .   A f t e r   e xt r a c t i n t h e   u n de r f oo t   pr e s s u r e   r a n ge s   f o r   t h e   d i f f e r e n t   s a m pl e s ,   t h e   b o d y   w e i gh t   o f   e a c h   s a m pl e   w a s   a l s o   c a l c ul a t e d .   F i na l l y ,   t h e   m i ni m u m   a n m a xi m um   p r e s s ur e s   u n de r   t h e   f oo t   i n   r e l a t i o n   t o     t h e   i n c r e a s i ng  b o d y   w e i gh t   w e r e   de t e r m i n e d .   A f t e r   t ha t ,   t he   pa r t i c i pa nt s   w e r e   r e que s t e t o   us e   t h e   c urr e nt     in - s o l e   s y s t e m   a ga i a n t h e   n o v e l   E M E D   s y s t e m   fo r   t h e   m e a s ur e m e n t   o f   t o uc h   pr e s s u r e   a n t h e   c a l c u l a t i o of   t h e   b o d y   w e i gh t .       3.     R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   3. 1 .      S p a c e r   M at e r i al   an d   D i m e n s i o n s   Te s t   T h e   e xpe r i m e n t   f o r   c a l c ul a t i n t h e   s t a nda rd  w e i gh t   t o   b e   a ppl i e us i ng  a   U T M   w a s   e xpl a i n e i m e t h o do l o g y   s e c t i o n .   A f t e r   t h e   s e n s o r s   ha b e e n   c a l i b r a t e fo r   a   s pe c i f i c   v a l ue ,   a nd  t h e   e ff e c t i v e   a r e a   o   t h e   di s t ri b ut e s e n s o r s   ha b e e n   c a l c ul a t e d,   a   v e r i f i c a t i o n   pr o c e s s   w a s   c a rri e o ut   us i ng  a   s pa c e r.   T a b l e   2   s h o w s   t h e   pe r c e nt a ge   o f   e r r o r   b e t w e e n   t h e   a p pl i e w e i g h t   us i n t h e   U T M   a nd  t h e   c a l c ul a t e w e i gh t   us i n g     t h e   di s t ri b ut e p r e s s ur e   s e n s o r s   w i t h   t hr e e   di f f e r e n t   c o n d i t i o n s   (us i n a   p l a s t i c   s pa c e r   w i t h   a   t h i c k n e s s   o f   0. 55   m m ,   us i n g   a   r ub b e r   s pa c e w i t h   a   t h i c k n e s s   o f   0. 55   m m ,   a nd  w i t h o ut   us i n g   a   s pa c e r ) .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     739   -   7 49   744   T a b l e   2 .   W e i g h t   C a l c ul a t i o n s   us i n g   P r e s s ur e   S e n s o r s   w i t a nd  W i t h o ut   A ppl y i n g   A   S pa c e r     M e a s u r e d   fo rc e   u s i n g   p r e s s u re   s e n s o w i t h   a   p l a s t i c   s p a c e (N )   M e a s u r e d   fo rc e   u s i n g   p r e s s u re   s e n s o w i t h   a   ru b b e r   s p a c e (N )   M e a s u r e d   fo rc e   u s i n g   p r e s s u re   s e n s o w i t h o u t   a   s p a c e (N )   Ca l c u l a t e d   fo rc e ,   N   9 4 . 4 3 2 1 1 8 5   9 1 . 5 5 9 5 1 8   8 5 . 2 6 5 9 2 7 6   N   P e r c e n t a g e   o e rro r   3 . 1 2   %   6 . 5 7   %   1 2 . 4   %       T h e   e rr o r   o f   m e a s ur e m e n t   b e t w e e n   t h e   a pp l i e w e i ght   us i n g   t h e   U T M   a n d   t h e   m e a s u r e w e i gh t   ob t a i n e us i n t h e   di s t ri b ut e s e n s o r   m e a s u r e m e nt s   w i t h o ut   us i ng  a   s p a c e r   w a s   12. 4% .   M e a n w hi l e ,     t h e   m e a s u r e m e nt   e rr o r   b e t w e e n   t h e   a ppl i e w e i gh t   a n t h e   m e a s u r e w e i gh t   r e a c h e 3. 12  w h e n   a   pl a s t i c   s pa c e r   w a s   us e d,   a n 6 . 57   w h e n   a   rub be r   s pa c e r   w a s   us e d.   It   w a s   c o n c l ude t ha t ,   du ri n g   e xpe r i m e n t s ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   pl a c e   t h e   s p a c e r   m a de   o f   pl a s t i c   m a t e r i a l ,   w i t a   t h i c k n e s s   o f   0. 55  m m ,   o nt o   t h e   s e n s o r s   t ob t a i n   p r e c i s e   a n d   a c c ura t e   m e a s u r e m e n t s .     3. 2 .      A n a l ys i n g   M e as u r e m e n P r e c i s i o n   w i th   A p p l i e d   C al i b r ati o n   T e c h n i q u e   A s   m e n t i o n e i n   t h e   i nt r o duc t i o n,   t h e r e   i s   a n   i nh e r e nt   c ha l l e n ge   w i t h   t h e   us e   o t h e   F l e xi fo r c e   pr e s s u r e   s e n s o r ,   w h e r e   t h e   s e n s o r   pa ra m e t e r s   w o ul c h a n ge   a f t e r   a   pe ri o of   t i m e   f o l l ow i n t h e   c a l i b r a t i o n .   In   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   c ha n ge   i s e n s o r   p a ra m e t e r s   w a s   a n a l y s e by   s t ud y i n t h e   v a r i a n c e   i n   m e a s u r e m e n t s   a f t e r   a   pe r i o o f   t i m e   fo l l ow i n t h e   c a l i b ra t i o n .   T a b l e   s h o w s   t h e   c h a n ge s   i n   t h e   s e n s o r   pa ra m e t e r s   i n   t e rm s   of   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   a ppl i e f o r c e   a n d   t h e   s e n s o o ut put   v o l t a ge   a f t e r   a   pe r i o o f   t i m e   f o l l ow i n   t h e   c a l i b r a t i o n .   T h e   r e l a t i o n s hi b e t w e e n   t h e   a ppl i e f o r c e   a n t h e   o ut put   vo l t a ge   w a s   d e t e r m i n e f r o m     F i gu r e   5,   w h i c h   s h o w e t ha t   t h e   c h a ra c t e ri s t i c s   c ur v e   of   t h e   s e n s o r   a f t e r   a   pe ri o of   t i m e   fo l l ow i n g     t h e   c a l i b r a t i o n   w a s   a ffe c t e d   o n l y   by   t h e   s e n s o r   o ut put ,   w h i l e   t h e   r e l a t i o n s h i b e t w e e n   t h e   a ppl i e fo r c e   a n d     t h e   o ut put   v o l t a ge   r e m a i n e l i n e a r.         T a b l e   3 .   S e n s o r   O u t pu t   v s .   A p pl i e d   F o r c e   A f t e r   P e r i o of  T i m e   F o l l o w i n t h e   C a l i b r a t i o n   A p p l i e d   F o r c e   (N )   O u t p u t   V o l t a g e   ( V fro m   s e n s o a ft e c a l i b ra t i o n   O u t p u t   V o l t a g e   ( V fro m   s e n s o a f t e o n e   d a y   o f   c a l i b ra t i o n   O u t p u t   V o l t a g e   ( V fro m   s e n s o a f t e t w o   d a y s   o f   c a l i b ra t i o n   111   5 . 0 0   3 . 8   3 . 3   99   4 . 5 0   3 . 4 7 1   2 . 9   8 9 . 6   4 . 0 1   3 . 1 1 5   2 . 6   7 8 . 4   3 . 5 0   2 . 7 5 9   2 . 3   6 7 . 2   2 . 9 0   2 . 3 7 6 3   1 . 9 9   56   2 . 4 2   1 . 9 5 8   1 . 6 7   4 4 . 8   1 . 8 6   1 . 4 8 6 3   1 . 3 2   3 3 . 6   1 . 4 4   1 . 0 6 8   0 . 9 8   2 2 . 4   0 . 9 3   0 . 5 9 6 3   0 . 6   1 1 . 2   0 . 5 0   0 . 1 7 8   0 . 1 2           F i gu r e   5 .   R e l a t i o n s h i b e t w e e n   t h e   a pp l i e d   f o r c e   a n d   o ut pu t   vo l t a ge   a f t e r   a   pe ri o o f   c a l i b r a t i o n       T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   of   t h e   c a l i b r a t i o n   pr o c e dur e ,   r e pr e s e nt e by   t h e   M A T L A B   m o d e l   i m e t h o do l o g y   s e c t i o n ,   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   6.   B a s e o n   t h e   c a l c ul a t e v a l ue s ,   i t   w a s   c o n c l ude t ha t     th e   c a l i b r a t i o p r o c e dur e   f o r   t h e   F l e xi   f o r c e   pr e s s u r e   s e n s o r   n e e ds   t o   b e   pe r fo r m e r o ut i n e l y   t o   m a i nt a i n     t h e   s a m e   l o w   m e a s ur e m e nt   e rr o r .   T h e   t i m e   r e qu i r e t o   a pp l y   t h e   c a l i b r a t i o n   p r o c e dur e   w a s   de t e r m i n e b y   a ppl y i n t h e   p r o c e dur e   o n   t h e   s e n s o r   a nd  t r a c i ng   t h e   r e l a t i o n s hi b e t w e e n   t h e   a ppl i e fo r c e   a n t h e   o ut put   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       In - s ol e   pl ant ar   pr e s s ur e   d e v i c e   w i t op t i m i z a t i o m e as ur e m e nt   t e c hni que s   ( H af i z   R as hi d i   R am l i )   745   vo l t a ge .   F i g u r e   s h o w s   t h e   s e n s o r   pa ra m e t e r s   a f t e r   a p pl y i n g   t h e   c a l i b ra t i o n   a nd  a f t e r   o n e   h o u r   o f   c a l i b r a t i o n.   T h i s   s h o w s   t h a t   t h e   s e n s o r   p a ra m e t e r s   r e m a i n e t h e   s a m e   a f t e r   o n e   h o u r   o f   a ppl i c a t i o n   o f   t h e   s e l f - c a l i b r a t i o t e c hn i q ue .   T hus ,   i t   i s   r e c o m m e n de t h a t   t h e   s e l f - c a l i b ra t i o n   b e   r e pe a t e a f t e r   o n e   h o u r   t o   m a i nt a i n   t h e   s a m e   m e a s u r e m e nt   f r o m   t h e   s e n s o r.     T h e r e   w a s   a i m p r o v e m e n t   i t h e   c a l c ul a t e b o d y   w e i gh t   us i n t h e   i n s o l e   s y s t e m   a f t e r   t h e   s e n s o ha b e e n   c a l i b r a t e f o r   t h e   m a x i m um   a p pl i e pr e s s ur e   ( r a n ge   c o n s i de ra t i o n s ).   A s   s h o w n   i n   T a b l e   4,   t h e   pe r c e n t a ge   o f   e rr o r   b e t w e e n   t h e   a c t ua l   b o d y   w e i gh t   a nd  t h e   c a l c ul a t e b o d y   w e i gh t   us i n t h e   IP P D   s y s t e m   w i t h   t h e   s e n s o r   c a l i b r a t e f o r   r a nge   c o n s i de ra t i o n s   a m o unt e t o   7. 10  % .   T hi s   i s   l o w e r   t h a n   t h e   pe r c e nt a ge   o e rr o r   w h e n   t h e   s e n s o r s   ha b e e n   c a l i b r a t e w i t h o ut   ra nge   c o n s i de r a t i o n s   w hi c h   a m o unt e t o   8. 79   %.     T h i s   v a r i a n c e   i n   t e r m s   o f   t h e   c a l c ul a t e b o d y   w e i gh t   h i g hl i g ht s   t h e   i m po r t a n c e   of   c a l i b r a t i o n   w i t h   ra n ge   c o n s i de r a t i o n s   t o   e n s u r e   m o r e   p r e c i s e   a n d   a c c ur a t e   m e a s u r e m e nt s   c a b e   ob t a i n e d.           F i gu r e   6 .   C a l i b ra t i o n   o ut pu t       T a b l e   4 .   B o d y   W e i gh t   Ca l c ul a t i o us i ng  I n s o l e   S y s t e m   w i t h   T w o   Co n s i de r a t i o n s   of  S e n s o r   C a l i b r a t i o n   Bo d y   w e i g h t   (k g )   u s i n g   w e i g h i n g   s c a l e   In s o l e   s y s t e m   s e n s o r s   c a l i b ra t e d   w i t h   ra n g e   c o n s i d e ra t i o n s   P e r c e n t a g e   o f   e rr o r   In s o l e   s y s t e m   s e n s o r s   c a l i b ra t e d   w i t h o u t   ra n g e   c o n s i d e ra t i o n s   P e r c e n t a g e   o e rr o r   100   9 1 . 8   8 . 2 0 %   9 1 . 5   8 . 5 0 %   95   8 7 . 9   7 . 4 7 %   8 6 . 5   8 . 9 5 %   92   8 5 . 5   7 . 0 7 %   8 3 . 5   9 . 2 4 %   87   8 0 . 5   7 . 4 7 %   7 9 . 2   8 . 9 7 %   83   7 7 . 5   6 . 6 3 %   7 5 . 8   8 . 6 7 %   75   7 0 . 1   6 . 5 3 %   6 9 . 5   7 . 3 3 %   73   6 7 . 9   6 . 9 9 %   6 5 . 8   9 . 8 6 %   68   6 3 . 2   7 . 0 6 %   6 1 . 4   9 . 7 1 %   63   5 8 . 8   6 . 6 7 %   5 7 . 8 5   8 . 1 7 %   60   5 5 . 8   7 . 0 0 %   5 5 . 1   8 . 1 7 %   58   5 3 . 9   7 . 0 7 %   5 3 . 1   8 . 4 5 %   55   5 1 . 1   7 . 0 9 %   4 9 . 8   9 . 4 5 %   P e r c e n t a g e   o e rro r   7 . 1 0   %     8 . 7 9 %           F i gu r e   7 .   R e l a t i o n s h i b e t w e e n   o ut put   v o l t a ge   o f   s e n s o r   a n a ppl i e f o r c e   a f t e r   o n e   h o ur  o f   c a l i b r a t i o n       3. 3 .   U n d e r fo o P r e s s u r e   M e as u r e m e n ts   u s i n P r o p o s e d   I P P D   T h e   unde r f o o t   pr e s s ur e   ra n ge   m e a s u r e m e n t s   o b t a i n e w i t h   t h e   i m p l e m e nt a t i o n   o f   t h e   IP P D   a r e   pr e s e nt e i n   t h i s   s e c t i o n .   T h e   r e l a t i o n s hi b e t w e e n   t h e   m a xi m um   a n m i n i m um   a ppl i e pr e s s u r e   by   w a y   of  i n c r e a s i ng  b o d y   w e i ght   f o r   h e a l t h y   s ubj e c t s   (i . e .   s ub j e c t s   w i t h o ut   a n y   f oo t   c o m pl i c a t i o n s w a s   r e p r e s e n t e by   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     739   -   7 49   746   a   l i n e a r   c o rr e l a t i o n   w i t h   i n c r e a s i n g   b o d y   w e i gh t ,   a s   s h o w n   i F i gu r e s   a n 9 .   T h e   f o r m e r   s h o w i n t h e   r e s ul t s   fo r   m a l e   s ub j e c t s   a n t h e   l a t t e r   f o r   f e m a l e   s ub j e c t s .   T h e   pr o c e dur e   f o r   c a l c ul a t i n t h e   b o d y   w e i gh t   w a s   a ppl i e d,   a nd  t h e   r e s ul t   w a s   c o m pa r e w i t h   a   s t a n da rd  i n s o l e   s y s t e m   (i n s o l e   s y s t e m   de s i gn e w i t h o ut   o pt i m i z a t i o t e c hni que s a nd  a n o t h e r   c o m m e r c i a l   de v i c e   (n ov e l   E M E D   s y s t e m ).   T h e   n o v e l   E M E D   s y s t e m   i s   r e ga rde a s   a n   a c c u r a t e   e l e c t r o n i c   s y s t e m   fo r   r e c o r di n a nd  e v a l ua t i n t h e   u n de r f oo t   pr e s s ur e   di s t r i b ut i o n   i s t a t i c   a nd  dy n a m i c   c o n d i t i o n s   [ 20]               F i gu r e   8 .   M a xi m u m   ( t o p)  a nd  m i ni m um   (b e l ow a ppl i e d   p r e s s ur e   w i t h   i n c r e a s i ng  b o d y   w e i gh t   f o r   m a l e   gr o up               F i gu r e   9 .   M a xi m u m   ( t o p)  a nd  m i ni m um   (b o t t o m a pp l i e d   p r e s s ur e   w i t h   i n c r e a s i n g   b o d y   w e i gh t   f o r   f e m a l e   gr o up       T a b l e   s h ow s   t h e   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   t h e   n o v e l   E M E D   s y s t e m ,   t h e   c urr e n t   i n s o l e   s y s t e m   a n d     t h e   IP P D   i n   t e r m s   o f   t h e   bo d y   w e i gh t   c a l c ul a t i o n   a n t h e   pe r c e nt a ge   o f   e rr o r   b e t w e e n   t h e   r e a l   a nd  m e a s u r e v a l ue s .   It   w a s   o b s e r v e t ha t   t h e   e s t i m a t e b o d y   w e i gh t   f r o m   t h e   IP P D   s y s t e m   w i t h   o pt i m i z a t i o t e c hn i q ue s   ha a   s i m i l a pe r c e n t a ge   o f   e r r o r   t o   t h e   e s t i m a t e b o d y   w e i ght   f r o m   t h e   E M E D   s y s t e m ,   w i t a   di f f e r e n c e   of    o n l y   0. 14%.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       In - s ol e   pl ant ar   pr e s s ur e   d e v i c e   w i t op t i m i z a t i o m e as ur e m e nt   t e c hni que s   ( H af i z   R as hi d i   R am l i )   747   T a b l e   5 .   Co m p a r i s o b e t w e e n   t h e   N o v e l   E M E D   S y s t e m ,   t h e   Cu rr e nt   I n s o l e   S y s t e m   a n t h e   IP P D   i T e r m s   o f   t h e   B o d y   W e i gh t   Ca l c ul a t i o n   Bo d y   w e i g h t   ( kg )   u s i n g   w e i g h i n g   s c a l e   Bo d y   w e i g h t   (k g )   c a l c u l a t e d   u s i n g   E M E D   s y s t e m   P e r c e n t a g e   o e rr o r   Bo d y   w e i g h t   (k g )   c a l c u l a t e d   u s i n g   c u rre n t   i n s o l e   s y s t e m   P e r c e n t a g e   o f   e rr o r   Bo d y   w e i g h t   (k g c a l c u l a t e d   u s i n g   p r o p o s e d   IP P D   P e r c e n t a g e   o e rr o r   100   9 1 . 0   9 . 0 %   9 1 . 5   9 . 0 0 %   9 4 . 9   5 . 1 0 %   95   8 6 . 0   9 . 4   %   8 6 . 2   9 . 2 6 %   9 0 . 2   5 . 0 2 %   92   8 3 . 5   9 . 2 %   8 3 . 4   9 . 3 5 %   8 7 . 4   5 . 0 0 %   87   7 9 . 0   9 . 2 %   7 9 . 4   8 . 7 4 %   8 2 . 6   5 . 1 0 %   83   7 5 . 3   9 . 3 %   7 6 . 1   8 . 3 1 %   7 8 . 8   5 . 0 6 %   78   7 1 . 0   8 . 9 %   7 1 . 2   8 . 7 2 %   7 4 . 1   5 . 0 3 %   73   6 6 . 5   8 . 9 %   6 6 . 3   9 . 1 8 %   6 9 . 5   4 . 7 9 %   68   6 1 . 5   9 . 5 %   6 1 . 4   9 . 7 1 %   6 4 . 7   4 . 7 9 %   63   5 7 . 0   9 . 5 %   5 7 . 2   9 . 2 1 %   5 9 . 9   4 . 8 7 %   60   5 4 . 5   9 . 1 %   5 4 . 2   9 . 6 7 %   5 7 . 0   5 . 0 0 %   58   5 2 . 5   9 . 4 %   5 3 . 2   8 . 2 8 %   5 4 . 5   6 . 0 3 %   55   5 0 . 0   9 . 0 %   4 9 . 6   9 . 8 2 %   5 2 . 2   5 . 0 9 %   P e r c e n t a g e   o e rro r   9 . 2 %     9 . 0 6   %     5 . 0 7   %       4.   C O N C LU S I O N     U n de r f oo t   pr e s s u r e   ra n ge s   w e r e   m e a s ur e us i n t h e   p r o po s e IP P D   w i t h   t h e   a p pl i e o pt i m i z a t i o n   t e c hn i q ue s   a n t h e s e   e xpe r i m e n t s   l e t o   s e v e r a l   f i n d i n gs .   F i rs t l y ,   i t   w a s   s h ow n   t h a t   t h e r e   w a s   a n   i m p r o v e m e n t   i n   t h e   c a l c ul a t i o n   o f   t h e   w e i g h t   f o l l o w i n t h e   us e   o f   a   s pa c e r   o n t o   t h e   s e n s o r s   du ri n t h e   e xpe ri m e nt s .     T h e   e xpe r i m e n t s   s h o w e t h a t   a   s pa c e r   m a de   of   pl a s t i c ,   w i t h   a   t hi c k n e s s   of  0. 55  m m ,   c a n   h e l t o   pr o duc e   m e a s u r e m e nt s   w i t h   l e s s   e rr o r   t ha n   w h e n   a   s pa c e r   i s   n o t   us e d.   S e c o n dl y ,   i t   w a s   pr o ve n   t ha t   t h e   o pt i m i z a t i o m e a s u r e m e nt   t e c hn i q ue s ,   e s pe c i a l l y   t h e   c a l i b r a t i o n   o f   t h e   s e n s o r   w i t h   ra n ge   c o n s i de ra t i o n s ,   r e s ul t e i   a n   i m p r o v e m e n t   i t h e   p r e s s u r e   m e a s u r e m e nt s .   T h e   m e a s u r e m e n t   e rr o r   pe r c e nt a ge   i m p r o v e f r o m   8. 79  (c a l i b ra t e w i t h o ut   r a nge   c o n s i de r a t i o n)  t o   7 . 10 (c a l i b r a t e w i t h   ra n ge   c o n s i de ra t i o n ).     T h i r d l y ,   t h e   e xpe r i m e nt s   s h o w e t ha t   t h e   c a l i b ra t i o n   w a s   us e f ul   fo r   m a i nt a i n i ng  t h e   s a m e   m e a s u r e m e nt   e rr o r.   T h i s   i s   i m po r t a nt   s i n c e   t h e   m e a s u r e m e nt   e rr o r   t e n ds   t o   i n c r e a s e   a f t e r   a   pe ri o o f   t i m e .   F o ur t h l y ,   us i n g   t h e   IP P D   w i t h   t h e   o pt i m i z a t i o n   t e c hni qu e s   t e s t i m a t e   bo d y   w e i gh t ,   i t   w a s   fo un t ha t     t h e   pe r c e nt a ge   o f   e rr o r   w a s   5. 07  f r o m   t h e   a c t u a l   w e i g h t .   T hi s   i s   a   s i g n i f i c a nt   i m p r o v e m e n t   s i n c e     t h e   pe r c e n t a ge   o e r r o r   r e a c h e 9. us i n t h e   n o v e l   E M E D   s y s t e m   a n d   9 . 06  us i ng  t h e   c urr e nt   i n s o l e   s y s t e m   w i t h o ut   t h e   m e nt i o n e d   o pt i m i z a t i o t e c hni que s .     It   i s   h o pe t h a t   t h e   f i n di n gs   o f   t h i s   r e s e a r c h   w i l l   b e n e f i t   s oc i e t y   b a s e o n   t h e   f a c t   t h a t   pl a nt a r   pr e s s u r e   m e a s ur e m e nt s   c o ul p o t e n t i a l l y   pl a y   a n   i m po r t a nt   r o l e   a s   ke y   h e a l t h   i ndi c a t o r s .   I n   a dd i t i o n,     t h i s   r e s e a r c h   w i l l   c o n t r i b ut e   t o   t h e   i n d us t r i a l   s e c t o r   by   pr o v i di ng  a IP P D   w i t o pt i m i z a t i o m e a s u r e m e n t   t e c hn i q ue s   t ha t   c a n   p r o duc e   pr e c i s e   m e a s u r e m e nt s   o f   un de r f oo t   pr e s s ur e ,   i n   t e r m s   o f   e s t i m a t i ng  b o d y   w e i gh t ,   a s   c o m pa r e t o   e xi s t i n c o m m e r c i a l   de v i c e s ,   s uc h   a s   t h e   n o v e l   E M E D   s y s t e m .   F ut ur e   w o r s h o ul f o c u s   o n   i m p r o v i n t h e   IP P D   f ur t h e r   e i t h e r   by   a ddi ng  m o r e   p r e s s ur e   s e n s o r s   t ha t   a r e   s t ra t e gi c a l l y   pl a c e o r   b y   i m p l e m e nt i ng  a n   a l go ri t hm   t o   t h e   s y s t e m   t h a t   c o ul p r e di c t   a n y   oc c ur r e n c e   of   foo t   c o m pl i c a t i o n s   b a s e o n   c urr e n t   u n de r f oo t   p r e s s ur e   d a t a .       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a ut h o r s   w o ul l i ke   t o   t h a nk  t h e   M i ni s t r y   of   E duc a t i o n   a n U n i v e r s i t y   P ut ra   M a l a y s i a   f o r   pr o v i di n t h e   p r o j e c t   f un di n u n de r   t h e   F R G S   s c h e m e   (03 - 02 - 13 - 1 280 F R ),   (03 - 02 - 13 - 127 9F R ),   P U T RA   IP M   a n d   IP B   s c h e m e s   (G P - IP M / 2013 / 94015 00),   (G P - IP B / 20 14/ 9440 801) .       R EF ER EN C ES     [ 1]   A .   P .   H i l l s ,   E .   M .   H e nn i g ,   M .   M c D o na l d ,   a nd  O .   B a r - O r ,   " P l a nt a r   p r e s s ur e   d i f f e r e nc e s   be t w e e o be s e   a nd  no n - o be s e   a du l t s :   a   b i o m e c ha ni c a l   a na l y s i s , "   I nt .   J .   O be s .   R e l at .   M e t ab.   D i s o r d,   v o l .   25 ,   no .   11 ,   pp .   1674 9 ,   2 001 .   [ 2]   M .   B i r t a ne   a nd  H .   T un a ,   " T he   e v a l ua t i o o f   pl a n t a r   p r e s s u r e   d i s t r i b ut i o i o be s e   a nd  no n - o be s e   a du l t s , "   C l i n .   B i om e c h,   v o l .   19 ,   no .   10 ,   pp .   1055 105 9,   20 04 .   [ 3]   T .   E . ,   T .   L . F . ,   A .   U .   R . ,   H .   T . P . ,   G .   E . ,   a nd  M .   L . C . ,   " S t a t i c   a nd   f r e que nc y   do m a i a na l y s i s   o f   pl a n t a r   p r e s s ur e   di s t r i bu t i o i o be s e   a nd  no n - o be s e   s ub j e c t s , "   J our nal   of   B od y w or k   a nd  M o v e m e nt   T he r api e s ,   v o l .   10 ,   no .   2.     pp.   12 7 13 3,   20 06.   [ 4]   L .   W a f a i ,   A .   Z a y e g h,   J .   W o ul f e ,   S . M .   A z i z   a nd  R .   B e g g ,   " I de nt i f i c a t i o of   F o o t   P a t ho l og i e s   ba s e o P l a nt a r   P r e s s u r e   A s y m m e t r y , ”  Se ns or s ,   v o l .   1 5( 8 ) ,   p p.   20 392 - 204 08 ,   2 015 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     739   -   7 49   748   [ 5]   P .   A .   B ut t e r w o r t h,   D .   M .   U r qu ha r t ,   K .   B .   L a ndo r f ,   A .   E .   W l uk a ,   F .   M .   C i c ut t i ni ,   a n H .   B .   M e nz ,   " F o o t   po s t ur e ,   r a ng e   o f   m o t i o a nd  p l a n t a r   pr e s s ur e   c ha r a c t e r i s t i c s   i o be s e   a nd   no n - o be s e   i ndi v i d ua l s ,   G a i t   P os t ur e ,   v o l .   41 ,     no .   2 ,   pp.   4 65 4 69,   2 015 .   [ 6]   S .   M u e l l e r ,   A .   C a r l s ho n,   J .   M u e l l e r ,   H .   B a u r   a nd  F .   M a y e r ,   " I nf l ue nc e   o f   O be s i t y   o F oo t   L o a di ng   C ha r a c t e r i s t i c s   i G a i t   f o r   C hi l d r e n   a g e d   1   t o   1 y e a r s ,"   P L o S   O ne ,   v o l .   11( 2) ,   201 6.   [ 7]   J .   B .   A r no l d,   R .   C a us by ,   a nd  S .   J o ne s ,   " T he   i m pa c t   o f   i nc r e a s i ng   b o d y   m a s s   o pe a a nd  m e a pl a n t a r   pr e s s ur e   i n   a s y m pt o m a t i c   a du l t   s ubj e c t s   du r i ng   w a l ki ng , "   D i a be t .   F oot   A nk l e ,   v o l .   1 ,   201 0.   [ 8]   S . S .   Z ul k i f l i   a nd   W . P . L o h,   " A   s t a t e   o f   t he   a r t   r e v i e w   o f   f oo t   pr e s s ur e , "   F oot   a nd   A nk l e   Su r ge r y ,   2018 .     [ 9]   U .   F l e x i ,   F .   S e ns o r s ,   a nd  M .   C ha s ka r ,   " D e v e l o pm e n t   o f   P l a n t e r   F o o t   P r e s s ur e   D i s t r i but i o S y s t e m , "   v o l .   108 ,   no .   9 ,   pp.   73 79 ,   2009 .   [ 10]   D . V .   R a i   a n L .   A gg a r w a l ,   " T he   S t udy   o f   P l a nt a r   P r e s s u r e   D i s t r i but i o i N o r m a l   a P a t ho l o g i c a l   F oo t , "   P ol i s h   J our nal   o f   M e di c a l   P hy s i c s   and   E ng i ne e r i ng ,   v o l .   12 ( 1 ) ,   2 006 .     [ 11]   C .   Z h u,   A .   S o ng ,   a nd   Y .   M a ,   " A   w i r e l e s s   g a i t   m e a s ur i ng   i ns t r u m e nt   ba s e o pl a nt a r   pr e s s ur e   m e a s u r i ng , "   i n   P r oc e e di ngs   -   I E E E   20 11  10 t I n t e r nat i o nal   C onf e r e nc e   on  E l e c t r oni c   M e as ur e m e nt   and  I n s t r um e nt s ,   I C E M I   2011 ,   2011 ,   v o l .   1 ,   pp .   1 46 1 50 .   [ 12]   E .   C a m p o ,   Y .   C ha r l o n,   a nd  D .   B r u l i n,   " I ns t r um e n t e I ns o l e   f pr   W e i g ht   M e a s ur e m e n t   o f   F r a i l   P e o pl e , "   P r oc e e di ngs   of   t h e   8 t A C M   I nt e r na t i ona l   C onf e r e nc e   on   P E r v a s i v e   T e c hnol ogi e s   R e l a t e t o   A s s i s t i v e   E n v i r onm e nt s     ( P E T R A   2015) ,   2015 .     [ 13]   J . J .   A .   M e nde s   J r . ,   M . E . M .   V i e r a ,   M . B .   P i r e s   a nd  S . L .   S t e v a n   J r . ,   " S e ns o r   F u s i o a nd  S m a r t   S e ns o r   i n   S po r t s   a nd   B i o m e di c a l   A ppl i c a t i o ns , "   Se ns or s ,   v o l .   1 6( 1 0) ,   2016 .     [ 14]   U .   M a nup i bu l ,   W .   C ha r o e n s uk ,   a n P .   K a i m uk ,   " D e s i g a nd  de v e l o pm e nt   o f   S M A R T   i ns o l e   s y s t e m   f o r   pl a n t a r   pr e s s u r e   m e a s u r e m e nt   i i m b a l a nc e   h um a bo d y   a nd  he a v y   a c t i v i t i e s , "   i B M E i C O N   201 -   7 t B i om e di c al   E ngi ne e r i n I n t e r nat i o n al   C o nf e r e nc e ,   2015 .   [ 15]   L i S hu,   a t   a l . " In - s ho e   pl a nt a r   pr e s s ur e   m e a s ur e m e n t   a nd  a na l y s i s   s y s t e m   ba s e o n   f a br i c   pr e s s ur e   s e ns i ng   a r r a y , "   I E E E   T r an s .   I n f .   T e c hno l .   B i om e d. ,   v o l .   14 ,   no .   3,   pp .   767 775 ,   201 0   [ 16]   R .   K a r ko kl i   a n K .   M .   V .   M c C o nv i l l e ,   " D e s i g a n d e v e l o pm e nt   o f   a   c o s t   e f f e c t i v e   pl a nt a r   pr e s s ur e   d i s t r i bu t i o n   a na l y s i s   s y s t e m   f o r   t he   d y na m i c a l l y   m ov i ng   f e e t . , "   C onf .   P r oc .   I E E E   E ng.   M e d .   B i o l .   So c . ,   v o l .   1,   pp .   6008 11 ,   2006 .   [ 17]   T .   Y a n bo ,   Q .   H u i h ua n ,   C .   M e ng ,   S .   X i n,   a nd  X .   Y a ng s he ng ,   " A   R e a l - t i m e   i nt e l l i g e nt   s ho e   s y s t e m   f o r   f a l l   de t e c t i o n, "   i n   R o bot i c s   and   B i om i m e t i c s   ( R O B I O ) ,   20 11   I E E E   I nt e r nat i ona l   C on f e r e nc e   on ,   2 011 ,   pp .   2 253 225 8.   [ 18]   L .   R e n,   D .   L i ,   C .   L i u ,   Y .   Y a ng ,   Y .   Q i a n,   S .   Y a ng ,   F .   P u ,   a n H .   N i u ,   " D e s i g o f   i n - s ho e   p l a nt a r   pr e s s ur e   m o ni t o r i ng   s y s t e m   f o r   da i l y   a c t i v i t y   e xe r c i s e   s t r e s s   a s s e s s m e nt , "   B i om e d.   E ng .   I nf o r m a t i c s   ( B M E I ) ,   201 4 t I n t .   C onf . ,   v o l .   3,   pp .   136 7 13 70,   2 011 .   [ 19]   M .   D .   C .   D o s   R e i s ,   F .   A .   S o a r e s ,   A .   F .   D a   R o c ha ,   J .   L .   A .   C a r v a l ho ,   a nd  S .   S .   F .   R .   R o dr i g ue s ,   " I ns o l e   w i t h   pr e s s u r e   c o nt r o l   a nd  t i s s ue   n e o f o r m a t i o i nduc t i o s y s t e m s   f o r   di a be t i c   f o o t , "   i 2010  A nnu al   I nt e r na t i ona l   C onf e r e nc e   o f   t he   I E E E   E ng i ne e r i ng   i M e di c i ne   and   B i ol ogy   So c i e t y ,   E M B C 10 ,   2010 ,   pp .   5748 575 1.   [ 20]   F .   M .   a nd   T .   S .   P r e s s u r e   M a ppi ng ,   " F l e xi f o r c e   pr e s s u r e   s e n s o r , "   [O nl i ne ] ,   A v a i l a bl e :   ht t ps : / / w w w . t e ks c a n . c o m   / f l e x i f o r c e - l o a d - f o r c e - s e ns o r s - a nd - s y s t e m s .   [ A c c e s s e d:   01 - J ul - 20 16 ] .   [ 21]   S .   P a r m a r ,   I .   K ho da s e vy c h,   a nd  O .   T r o y ni ko v ,   " E v a l ua t i o o f   F l e xi b l e   F o r c e   S e n s o r s   f o r   P r e s s u r e   M o ni t o r i ng   i n   T r e a t m e n t   o f   C hr o ni c   V e no us   D i s e a s e , "   Se ns or s v o l .   1 7( 8 ) ,   2 017 .     [ 22]   G .   P a ng ,   J .   D e ng ,   F .   W a ng ,   J .   Z ha ng ,   Z .   P a ng   a nd  G .   Y a ng ,   " D e v e l o pm e nt   o f   F l e xi b l e   R o bo t   S ki f o r   S a f e   a nd   N a t u r a l   H um a n - R o bo t   C o l l a bo r a t i o n , "   M i c r om ac h i ne s ,   v o l .   9( 1 1) ,   2 018.     [ 23]   P . S .   M a l v a de ,   A . K .   J o s hi ,   a nd  S . P .   M a d he ,   " I o T   B a s e M o ni t o r i ng   o f   F oo t   P r e s s ur e   u s i ng   F S R   S e ns o r , "   P r oc e e di ngs   o f   I n t e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on  C om m un i c a t i on  and   S i gnal   P r oc e s s i ng   ( I C C SP ) ,   2 017 .     [ 24]   J .   F a s t i e r - W oo dl e r ,   H . P .   P ha n ,   T .   D i n h,   T . K .   N g uy e n,   A .   C a m e r o n,   A .   O c hs ne r   a nd  D . V .   D a o ,   " N ov e l   L o w   C o s t   S e ns o r   f o r   H um a n   B i t e   F o r c e   M e a s u r e m e n t , "   Se ns or s ,   v o l .   16 ( 8 ) ,   2 016.   [ 25]   O .   H us s e i n,   W . Z .   W a H a s a n,   A .   C he   S o h.   H .   J a a f a r ,   H . R .   R a m l i ,   S . P .   A ng ,   Z a i ni di   H a j i   A bdul   H a m i d,   " D e v e l o pm e nt   o f   a I n - S o l e   P l a n t a r   P r e s s u r e   M e a s ur e m e n t   D e v i c e ,"   P r oc e e di ngs     I E E E   2 018  I nt e r na t i ona l   C onf e r e nc e   o f   Sm ar t   I ns t r um e nt a t i on,   M e as ur e m e nt a   an A ppl i c at i ons ,   I C SI M A   20 18 .     [ 26]   N . A .   M a l i k ,   Z .   W a h i d ,   S . N .   I br a hi m ,   T . S .   G una w a n ,   a nd  S .   K h a n ,   " I n v e s t i g a t i o o f   l o w e r   l i m b’ s   m u s c l e s   a c t i v i t y   dur i ng   pe r f o r m a nc e   o f   s a l a t   be t w e e t w o   a g e   g r o ups , "   I ndo ne s i a J o ur na l   of   E l e c t r i c a l   and   C om pu t e r   s c i e nc e   ( I J E E C S) v o l .   14 ( 2 ) ,   pp .   608 - 6 17,   2 019 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         O m a r   H us s e i i s   c ur r e n t l y   a   l e c t u r e r   a t   t he   A l - K hw a r i z m i   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t y   of   B a g hda i I r a q.   H e   o bt a i ne hi s   P hD   i 2014   f r o m   U ni v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a .   H i s   a r e a s   o f   r e s e a r c i nt e r e s t   i nc l ud e   bi o m e di c a l   e ng i ne e r i ng ,   pl a nt a r   p r e s s ur e   m e a s ur e m e nt   s y s t e m ,   di a be t e s   w o und   pr e d i c t i o n   a nd   r e h a bi l i t a t i o n.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.