Розроблення сигнального перетворювача для оптичного сенсора ацетону на основі мікроконтролера ATMega 328
Автор: Янкевич Ігор Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електронні прилади та пристрої
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Янкевич І.В., Микитюк З.М. (керівник). Розроблення сигнального перетворювача для оптичного сенсора ацетону на основі мікроконтролера ATMega 328. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Сигнальний перетворювач це пристрій який перетворює сигнали однієї природи походження в іншу. [1]. Такі перетворювачі використовуються при непрямому вимірювані фізичних величин, наприклад, визначення тиску через електричні сигнали. Основною вимогою до пристроїв такого типу є забезпечення функціональної залежності між вхідним параметром та вихідним сигналом з дотриманням високого рівня завадостійкості[2-5]. Вказана проблема є особливо актуальною в процесі побудови оптичних сенсорів, зокрема, сенсора ацетону. В процесі вимірювання такий сенсор повинен забезпечити максимальну стійкість до впливу оточуючого освітлення та бути стійким до дії електромагнітного випромінювання. Для вирішення цієї задачі використовуються різноманітні схеми сигнального перетворення. Особлива увага в цьому напрямку приділяється трансімпедансним фотовольтаїчним перетворювачам [6.7]. В роботі представлено варіант побудови такого перетворювача на основі мікроконтролера ATMega 328 [8]. Об’єкт дослідження – оптичний сенсор ацетону. Предмет дослідження – сигнальний перетворювач. Мета досліджень – розроблення сигнального перетворювача. Досліджено типові схеми побудови оптичних сенсорів та каналів сигнального перетворення. Встановлено критерії оптимізації сигнальних перетворювачів. Розроблено структурну, функціональну та електричну схему сигнального перетворювача на основі мікроконтролера ATMega 328, у відповідності до яких побудовано діючий макет. Ключові слова – оптичний сенсор, сигнальний перетворювач, сенсор ацетону. Перелік використаних літературних джерел: Gryhoriy Barylo; Zinoviy Mykytyuk; Taras Prystay; Orest Sushynskyi; Mariya Vistak. Devices Model Research Technique of Analogous Front-End for Optical Sensors, 2019 IEEE International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), DOI: 10.1109/PICST47496.2019.9061385 Tse-An Chen; Wen-Jui Wu; Chia-Ling Wei; Robert B. Darling; Bin-Da Liu. Novel 10-Bit Impedance-to-Digital Converter for Electrochemical Impedance Spectroscopy Measurements, IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems ( Volume: 11, Issue: 2, April 2017) рр. 370 - 379 DOI: 10.1109/TBCAS.2016.2592511 C. H. Chen, R. Z. Hwang, L. S. Huang, S. M. Lin, H. C. Chen, Y. C. Yang, et al., "A wireless bio-MEMS sensor for C-reactive protein detection based on nanomechanics", IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 56, no. 2, pp. 462-470, Feb. 2009. A. Hassibi and T. H. Lee, " A programmable CMOS electrochemical sensor microarray for biomolecular detection ", IEEE Sens. J., vol. 6, no. 6, pp. 1380-1388, Dec. 2006. A. Manickam, A. Chevalier, M. McDermott, A. D. Ellington and A. Hassibi, "A CMOS electrochemical impedance spectroscopy (EIS) biosensor array", IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst., vol. 4, no. 6, pp. 379-390, Dec. 2010. A. Gore, S. Chakrabartty, S. Pal and E. C. Alocilja, "A multichannel femtoampere-sensitivity potentiostat array for biosensing applications", IEEE Trans. Circuits Syst. I Reg. Papers, vol. 53, no. 11, pp. 2357-2363, Nov. 2006. P. M. Levine, P. Gong, R. Levicky and K. L. Shepard, "Active CMOS sensor array for electrochemical biomolecular detection", IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 43, no. 8, pp. 1859-1871, Aug. 2008. Microchip. ATmega328. Device Overview. https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328