Enkeltfag Dansk 10 ECTS

Rapid prototyping af AC sensorsystemer med Arduino teknologi

Overordnede kursusmål

Kurset udbygger et indledende kendskab til analoge og digitale sensorsystemer med integration af mere avancerede analoge kredsløb og mere avanceret anvendelse af mikrokontrollere. I første del af kurset læres om systemer til måling af bioelektriske signaler, herunder AC kredsløbsteori til design af filtre og instrumenteringsforstærkere. Herefter udvides kendskabet til mikrokontroller undersystemer, herunder interrupts, timere og ADC således at Arduino Uno R3 kan programmeres til at udføre præcis timer-styret analog til digital konvertering. Kurset afsluttes med et prototyping forløb, hvor der designes en EKG forstærker med høj- og lavpas filtre, og en Arduino Uno R3 programmeres til at foretage timer-styret streaming-to-disk med brug af interrupts.

See course description in English

Læringsmål

  • anvende kredsløbsteori til at opstille systemligninger til beregning af strømme og spændinger i kredsløb med modstande, kondensatorer og spoler.
  • gøre brug af fasor-notation til at udføre AC kredsløbsanalyse på både passive kredsløb og på aktive kredsløb med operationsforstærkere.
  • analysere elektriske filtres frekvenskarakteristik og plotte amplitude og fasekarakteristikker på standardiseret form.
  • designe DC og AC-koblede instrumenteringsforstærkere til forstærkning af bioelektriske signaler.
  • udføre frekvens- og impedansskalering af analoge filterkredsløb og med dette designe filterkredsløb med vilkårlige knækfrekvenser.
  • anvende sensitivitetsanalyse til at identificere en optimal strategi for beregning af komponentværdier i elektriske filterkredsløb.
  • udføre kvantitative simuleringer af elektriske kredsløb med det formål at evaluere evnen til at undertrykke både differentielle og common-mode støjkilder.
  • programmere en Arduino Uno R3 i standard C til at benytte ekstern interrupt såvel som interrupts triggered ved Pin Change.
  • programmere en Arduino Uno R3 til at benytte timere i både overflow mode og i clear-timer-on-compare (CTC) mode.
  • programmere en Arduino Uno R3 i standard C til at foretage analog-til-digital konvertering styret af en timer og med brug af interrupt.
  • programmere en Arduino til at kommunikere med digitale enheder ved brug af I2C- og SPI-protokoller og med dette streame målte data til et SD kort.
  • efterleve reglerne for deltagelse i laboratorieøvelser, herunder at møde til tiden, vise hensyn til medstuderende, undgå at ødelægge udstyr og komponenter og rydde arbejdspladsen op efter endt øvelse.

Kursusindhold

AC-kredsløbsanalyse: fasor notation, impedans, DC- og AC-koblede instrumenteringsforstærkere, aktive lavpas- og højpasfiltre, frekvenskarakteristikker.
Digitale begreber: Microcontroller arkitektur, herunder interrupt, timere og ADC.
Interfacing analoge systemer: Sampling, kvantiseringsstøj, aliasering. Pulsbredde modulation (PWM).
Projekt: Forstærkning, filtrering, digitalisering, lagring og display af EKG signal.

Anbefalede forudsætninger

01005/22433/22438/22439, Kompetencer i analyse, simulering og konstruktion af DC kredsløb samt programmering af mikrokontrollere i C er essentielt.

Undervisningsform

Forelæsninger, opgaver, lab-øvelser.

Fakultet

Bemærkninger

Studerende skal medbringe og anvende deres eget Arduino udviklingskit til kursets øvelser.

Pladsbegrænsning

Minimum 10, Maksimum: 180.

Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et minimumskrav til antal deltagere. Derudover er der begrænsning på antallet af studiepladser. Er der for få tilmeldinger oprettes kurset ikke. Er der for mange tilmeldinger, vil der blive trukket lod om pladserne. Du får besked om, om du har fået tildelt en studieplads senest 8 dage før kursusstart.

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog

Dansk

Varighed

13 uger

Institut

Sundhedsteknologi

Sted

DTU Lyngby Campus

Kursus ID 22437
Kursustype Bachelor
Semesterstart Uge 35
Semester slut Uge 48
Dage tirs 13-17, fre 8-12
Pris

15.000,00 kr.

Vær opmærksom på dette kursus har deltager begrænsninger. Læs mere

0 pladser tilbage

Tilmelding