izpis_h1_title_alt

Razvoj in karakteristika diskretne topologije tokovnega vira za uporabo v fotopletismografskih aplikacijah
ID Hedžet Kostajnšek, Žan (Avtor), ID Sešek, Aleksander (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (45,74 MB)
MD5: 4A8AB06CDE9E76E16432441AEA3F1067

Izvleček
Diplomsko delo raziskuje možnosti izvedbe diskretnih tokovnih virov za napajanje svetlečih diod splošnih fotopletismografskih aplikacij. Motivacija diskretne implementacije so geopolitične posledice pandemije COVID-19 na globalno polprevodniško industrijo in posledična nedobavljivost elementov (t.i. čipov) pogosto uporabljenih cenovno ugodnih tokovnih virov z zagotavljanjem zanesljivega delovanja fotopletismografov. Cilj dela je razvoj diskretne topologije s funkcionalnostjo, natančnostjo toka in energetsko učinkovitostjo primerljivimi splošnim integriranim izvedbam kar vključuje razvoj, implementacijo in validacijo tokovnega vira ter preostalih ključnih elementov instrumenta za analizo fotopletismografskih signalov. V prvem delu diplomskega dela so opisane teoretčne osnove fotopletismografije, tokovnih virov in preslikav, na podlagi katerih so določeni kriteriji tokovnega vira in metode validacije. Drugi del zajema določitev topologije diskretnega tokovnega vira in izvedbo računalniško podprte analize za znižanje vpliva toleranc elementov na natančnost delovanja vezja in določanje karakteristik teoretičnih odzivov vezja. Implementacija tokovnih virov je opisana v tretjem delu in obsega izvedbo dveh različic diskretnih tokovnih virov in referenčnega tokovnega vira v izvedbi s komercialno-dostopnim integriranim vezjem. Poseben poudarek je namenjen razvoju algoritma vodenja svetlečih diod, zajema signalov in obdelave le-teh v diskretnem frekvenčnem prostoru, kar je izvedeno v programskem jeziku C za mikrokrmilnik STM32 serije L. V zadnjem delu diplomskega dela so predstavljeni postopki merjenja z upoštevanjem negotovosti, rezultati ter numerična in statistična analiza le-teh izvedena v okolju Matlab. Na podlagi analize sta izvedeni in karakterizirani dve različici vezij, kar je pri diskretni implementaciji posebej ključno za doseganje energetske učinkovitosti, natančnosti delovanja in merilne natančnosti instrumenta. Merilni rezultati so v zaključku povzeti v okviru določanja doseganja kriterijev. Za jasnejšo predstavo rezultatov in določanja nadaljnjih izboljšav je analizi zadoščanja kriterijem dodano upoštevanje karakterizacije na podlagi računalniško podprte analize.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:fotopletismografija, tokovni viri, tokovna preslikava, integrirano vezje
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-155389 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:190922755 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:29.03.2024
Število ogledov:137
Število prenosov:35
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Development and characterization of a discrete current source topology for use in photoplethysmographic applications
Izvleček:
The thesis explores the possibilities of implementing discrete current sources for powering general photoplethysmographic applications. The motivation for discrete implementation stems from the geopolitical consequences of the COVID-19 pandemic on the global semiconductor industry, leading to the unavailability of elements (so-called chips) commonly used in cost-effective current sources to ensure reliable operation of photoplethysmographs. The aim of the work is to develop a discrete topology with functionality, current accuracy, and energy efficiency comparable to general integrated implementations, which includes the development, implementation, and validation of the current source and other key elements of the photoplethysmographic signal analysis instrument. The first part of the thesis describes the theoretical foundations of photoplethysmography, current sources, and mappings, based on which criteria for the current source and validation methods are determined. The second part involves determining the topology of the discrete current source and conducting computer-aided analysis to mitigate the influence of component tolerances on the circuit's operational accuracy and to determine the characteristics of theoretical circuit responses. The implementation of current sources is described in the third part and includes the implementation of two versions of discrete current sources and a reference current source using commercially available integrated circuits. Special emphasis is placed on the development of algorithms for controlling light-emitting diodes, signal acquisition, and processing in discrete frequency space, implemented in the C programming language for the STM32 L series microcontroller. The final part of the thesis presents measurement procedures considering uncertainties, results, and their numerical and statistical analysis performed in the Matlab environment. Based on the analysis, two versions of circuits are implemented and characterized, which is particularly crucial for achieving energy efficiency, operational accuracy, and measurement precision in discrete implementation. The measurement results are summarized at the end in terms of achieving the criteria. For a clearer understanding of the results and determination of further improvements, the analysis of meeting the criteria is supplemented with characterization based on computer-aided analysis.

Ključne besede:photoplethismography, current sources, current mirror, integrated circuit

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj