Low power smart wireless mobile electronic control system
Yükleniyor...
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İstanbul Bilgi Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
ABSTRACT: Microsystems which can be placed on the patient with micro size and very low power consumption and will be able to work continuously to monitor the course of the disease are needed in biomedical area. Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) technology is preferred for most of biomedical systems due its common usage, design conveniences and low cost. The design and results of oscillator based capacitive and resistive sensing circuits with low supply voltage and low power consumption are presented for an optically powered biomedical microsystem. The oscillator based sensing circuits are designed and simulated using 180 nm United Microelectronics Corporation (UMC) CMOS technology. Also, the theoretical relationships between the output frequency and sensor resistance/capacitance are derived. For optical microsystem, communication protocols which are pulse width modulation (PWM) and pulse amplitude modulation (PAM) are presented to transmit the data. Arduino Uno is used to represent the microsystem. Raspberry Pi 3B is used as a transmitter. Mutual data transmission is carried out by means of Infrared Radiation (IR) Light Emitting Diode (LED) which is transmitter and phototransistor which is receiver. Thanks to infrared beam, the power consumption of designed circuit is very low. A Graphical User Interface (GUI) is designed on the Raspberry Pi. The Raspberry Pi serves as a control panel and so different data is sent to the receiver.
ÖZET: Biyomedikal alanda, hastalık seyrinin izlenebilmesi adına sürekli çalışacak ve hasta üzerine yerleşimi mümkün olan mikro boyutlu ve çok düşük güç tüketimli mikro sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Tümler Metal Oksit Yarıiletken (CMOS) teknolojisinin, yaygınlığı ve tasarımı açısından getirdiği kolaylıklar ve düşük maliyeti düşünülerek amaçlanan biyomedikal mikro sistemin kullanımı açısından tercih edilmektedir. Optik olarak çalışan bir biyomedikal mikro sistem için düşük besleme gerilimi ve düşük güç tüketimi ile osilatör bazlı kapasitif ve dirençli algılama devrelerinin tasarımı ve sonuçları sunulmaktadır. Salıngaç temelli algılama devreleri 180 nm Birleşik Mikroelektronik Şirketi (UMC) CMOS teknolojisi kullanılarak tasarlanmış ve benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca çıkış frekansı ile algılayıcı direnç/sığa değeri arasındaki teorik eşitlikleri türetilmiştir. Optik mikrosistemde, veri iletimi için darbe genişlik modülasyonu (PWM) ve darbe genlik modülasyonu (PAM) iletişim protokolleri sunulmaktadır. Arduino Uno, mikro sistemi temsil etmek için kullanılmıştır. Raspberry Pi 3B verici olarak kullanılmıştır. Üzerinde bulunan verici kısım olan IR LED ve alıcı kısım olan fototransistör sayesinde karşılıklı veri gönderimi gerçekleşmektedir. Kızılötesi ışın sayesinde, tasarlanan devrenin güç tüketimi çok düşüktür. Raspberry Pi'de bir Grafiksel Kullanıcı Arayüzü (GUI) tasarlanmıştır. Raspberry Pi bir kontrol paneli olarak görev yapar ve böylece alıcıya farklı veriler gönderilir.
ÖZET: Biyomedikal alanda, hastalık seyrinin izlenebilmesi adına sürekli çalışacak ve hasta üzerine yerleşimi mümkün olan mikro boyutlu ve çok düşük güç tüketimli mikro sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Tümler Metal Oksit Yarıiletken (CMOS) teknolojisinin, yaygınlığı ve tasarımı açısından getirdiği kolaylıklar ve düşük maliyeti düşünülerek amaçlanan biyomedikal mikro sistemin kullanımı açısından tercih edilmektedir. Optik olarak çalışan bir biyomedikal mikro sistem için düşük besleme gerilimi ve düşük güç tüketimi ile osilatör bazlı kapasitif ve dirençli algılama devrelerinin tasarımı ve sonuçları sunulmaktadır. Salıngaç temelli algılama devreleri 180 nm Birleşik Mikroelektronik Şirketi (UMC) CMOS teknolojisi kullanılarak tasarlanmış ve benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca çıkış frekansı ile algılayıcı direnç/sığa değeri arasındaki teorik eşitlikleri türetilmiştir. Optik mikrosistemde, veri iletimi için darbe genişlik modülasyonu (PWM) ve darbe genlik modülasyonu (PAM) iletişim protokolleri sunulmaktadır. Arduino Uno, mikro sistemi temsil etmek için kullanılmıştır. Raspberry Pi 3B verici olarak kullanılmıştır. Üzerinde bulunan verici kısım olan IR LED ve alıcı kısım olan fototransistör sayesinde karşılıklı veri gönderimi gerçekleşmektedir. Kızılötesi ışın sayesinde, tasarlanan devrenin güç tüketimi çok düşüktür. Raspberry Pi'de bir Grafiksel Kullanıcı Arayüzü (GUI) tasarlanmıştır. Raspberry Pi bir kontrol paneli olarak görev yapar ve böylece alıcıya farklı veriler gönderilir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
kablosuz biyomedikal mikrosistem, CMOS algılayıcı devre, çok düşük güç tüketimli devre, optik güç aktarımı, optik haberleşme protokolü, wireless biomedical microsystem, CMOS sensor circuit, ultra low power circuit, optical power transmission, optical communication protocol
