PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ

İsmail Orkun Özcan; Alpaslan Yılmaz

EN TR

DEVELOPMENT OF A LOW-COST JUMP MAT BASED ON GROUND REACTION FORCE MEASUREMENT USING PIEZORESISTIVE FOIL

Abstract

This study aimed to develop a low-cost and portable jump mat prototype capable of measuring ground reaction force (GRF) during the vertical jump test, which is frequently used in sports performance assessment. Traditional force platforms are expensive and complex, making them unsuitable for field applications. To address this limitation, a flexible mat was designed using Velostat® foil, a piezoresistive material whose resistance changes under mechanical pressure. The mat structure consists of a piezoresistive layer placed between two conductive sheets, enabling the conversion of applied force into electrical signals. For calibration, weights ranging from 2.5 kg to 80 kg were applied, and the recorded voltage outputs were used to establish an exponential model that best explained the static loading data. In dynamic tests, 21 squat jumps were performed, and the resulting force–time curves resembled those obtained from traditional force platforms; however, irregular fluctuations above the baseline were observed, likely due to surface area variations and foil bending. Analyses revealed no significant relationship between jump impulse force and flight time (p = .738), indicating that the mat could not reliably measure propulsive force. Nonetheless, since it can accurately detect the moments of take-off and landing, the device shows potential for estimating jump height based on flight time.

Keywords

PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ

Abstract

Bu çalışmada, spor performansının değerlendirilmesinde sıkça kullanılan dikey sıçrama testinde yer tepki kuvvetini (GRF) ölçebilen, düşük maliyetli ve taşınabilir bir sıçrama matı prototipi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geleneksel kuvvet platformları yüksek maliyetli ve karmaşık yapılı olduğu için saha koşullarına uygun değildir. Bu nedenle, mekanik baskı altında direnci değişen piezorezistif bir malzeme olan Velostat® folyo kullanılarak esnek bir mat tasarlanmıştır. Matın yapısı, iki iletken tabaka arasına yerleştirilen piezorezistif folyodan oluşur ve bu yapı sayesinde kuvvet, elektriksel sinyallere dönüştürülmektedir. Matın kalibrasyonu için 2.5 kg’dan 80 kg’a kadar artan ağırlıklar uygulanarak voltaj çıktıları kaydedilmiş, bu verilerle statik yüklemeyi en iyi açıklayan üssel bir model oluşturulmuştur. Dinamik testlerde ise 21 adet squat jump uygulanmış, elde edilen kuvvet-zaman eğrileri geleneksel platformlara benzemekle birlikte referans çizgisi üzerinde düzensiz dalgalanmalar görülmüştür. Bu durumun, yüzey alanındaki değişim ve folyonun bükülmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Analizler, sıçrama itme kuvveti ile uçuş süresi arasında anlamlı bir ilişki olmadığını göstermiştir (P=0.738). Bu da matın itme kuvvetini güvenilir şekilde ölçemediğini göstermektedir. Ancak, yerle temasın kesildiği ve tekrar başladığı anları tespit edebilmesi sayesinde, uçuş süresine dayalı sıçrama yüksekliği tahmininde kullanılabileceği değerlendirilmektedir.

Keywords

Supporting Institution

Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Project Number

TYL2024-13492

References

Aragón‑Vargas, L. F. (2000). Evaluation of four vertical jump tests: Methodology, reliability, and validity. Measurement in Physical Education and Exercise Science, 4(4), 215–228.
Balsalobre‑Fernández, C., Glaister, M., & Lockey, R. A. (2015). The validity and reliability of an iPhone app for measuring vertical jump performance. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 55(12), 1574–1579.
Bishop, C., Turner, A., & Read, P. (2020). A review of the assessment of inter‑limb asymmetries: A practitioner’s guide. Journal of Strength and Conditioning Research, 34(3), 856–868. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003039
Emamian Shirazi, S. A., Hashemi Oskouei, A., & Hejazi Dinan, P. (2022). Correlation of Vertical Jump Height with Ground Reaction Force and Anthropometric Parameters of Male Athletes. Thrita, 11(2), e131432. https://doi.org/10.5812/thrita-131432
Holleczek, T., Schlaefer, A., & Knaebel, H. (2020). Characterization of Piezoresistive Foils (Velostat®) for Force Measurement. Sensors, 20(21), 6061. https://doi.org/10.3390/s20216061
Khan, R., & Pletz, J. (2018). A low‑cost, open‑source force plate for biomechanics research. Sensors, 18(12), 4349. https://doi.org/10.3390/s18124349
Miller, J. D., Cabarkapa, D., Miller, A. J., Frazer, L. L., Templin, T. N., Eliason, T. D., Garretson, S. K., Fry, A. C., & Berkland, C. J. (2023). Novel 3D Force Sensors for a Cost-Effective 3D Force Plate for Biomechanical Analysis. Sensors, 23(9), 4437. https://doi.org/10.3390/s23094437
Salibindla, S., Ripoche, B., Lai, D. T. H., & Maas, S. (2013). Characterization of a new flexible pressure sensor for body sensor networks. Sensors, 13(7), 8963–8980. https://doi.org/10.3390/s130708963

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Biomechanics in Sports Science

Journal Section

Research Article

Authors

İsmail Orkun Özcan
0009-0002-4310-8209
Türkiye

Alpaslan Yılmaz ^*
0000-0002-3563-0403
Türkiye

Publication Date

December 22, 2025

Submission Date

August 7, 2025

Acceptance Date

October 3, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 6 Number: 3

IZ

https://izlik.org/JA93HN82WU

Cite

RIS / Bibtex

APA

Özcan, İ. O., & Yılmaz, A. (2025). PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ. Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Spor Bilimleri Dergisi, 6(3), 48-55. https://izlik.org/JA93HN82WU

AMA

1.Özcan İO, Yılmaz A. PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ. CUSPOR. 2025;6(3):48-55. https://izlik.org/JA93HN82WU

Chicago

Özcan, İsmail Orkun, and Alpaslan Yılmaz. 2025. “PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ”. Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Spor Bilimleri Dergisi 6 (3): 48-55. https://izlik.org/JA93HN82WU.

EndNote

Özcan İO, Yılmaz A (December 1, 2025) PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ. Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Spor Bilimleri Dergisi 6 3 48–55.

IEEE

[1]İ. O. Özcan and A. Yılmaz, “PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ”, CUSPOR, vol. 6, no. 3, pp. 48–55, Dec. 2025, [Online]. Available: https://izlik.org/JA93HN82WU

ISNAD

Özcan, İsmail Orkun - Yılmaz, Alpaslan. “PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ”. Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Spor Bilimleri Dergisi 6/3 (December 1, 2025): 48-55. https://izlik.org/JA93HN82WU.

JAMA

1.Özcan İO, Yılmaz A. PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ. CUSPOR. 2025;6:48–55.

MLA

Özcan, İsmail Orkun, and Alpaslan Yılmaz. “PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ”. Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Spor Bilimleri Dergisi, vol. 6, no. 3, Dec. 2025, pp. 48-55, https://izlik.org/JA93HN82WU.

Vancouver

1.İsmail Orkun Özcan, Alpaslan Yılmaz. PİEZOREZİSTİF FOLYO KULLANARAK YER TEPKİ KUVVETİ ÖLÇÜMÜNE DAYALI DÜŞÜK MALİYETLİ SIÇRAMA MATI GELİŞTİRİLMESİ. CUSPOR [Internet]. 2025 Dec. 1;6(3):48-55. Available from: https://izlik.org/JA93HN82WU