Design and implementation of an impedance analyzer for bacteria detection

Carregant...
Miniatura
El pots comprar en digital a:
El pots comprar en paper a:

Projectes de recerca

Unitats organitzatives

Número de la revista

Títol de la revista

ISSN de la revista

Títol del volum

Correu electrònic de l'autor

victoreebeEmail separatorgmail.com

Tutor / director

Tribunal avaluador

Realitzat a/amb

Tipus de document

Treball Final de Grau

Condicions d'accés

Accés obert

item.page.rightslicense

Creative Commons
Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i industrial corresponents. Llevat que s'hi indiqui el contrari, els seus continguts estan subjectes a la llicència de Creative Commons: Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 4.0 Internacional

Assignatures relacionades

Assignatures relacionades

Publicacions relacionades

Datasets relacionats

Datasets relacionats

Projecte CCD

Abstract

Aquest treball se centra en la implementaci ´o d’un analitzador d’imped ancia per a ser utilit- zat en la detecci ´o i an alisi de bacteris. El disseny se centra en la portabilitat i el cost, amb la finalitat de fer-lo apte per al treball de camp i poder fabricar m ´ultiples m oduls per a ser utilitzats tamb ´e en la universitat amb finalitats de recerca. Per a aix o, es realitza una etapa de recerca. En aquesta etapa es consideren, descriuen i discuteixen breument m ´ultiples topologies i m etodes de diferents treballs. Es discuteixen els avantatges i desavantatges de cada document i se selecciona un per a ser implementat. La topologia seleccionada es discuteix amb m ´es detall per a mostrar les seves limitacions i es fa un treball te oric per a extreure una aproximaci ´o matem atica del comportament del circuit. Per a complementar l’an alisi te orica s’utilitzen simulacions per ordinador amb SPICE per a il·lustrar millor el comportament del circuit, aix´ı com per a verificar el treball te oric i determinar l’efecte de les parasitancies i les no idealitats. Posteriorment, el circuit es dissenya en una placa de circuit impr es utilitzant Kicad i es fabrica centrant-se en la simplicitat per a reduir costos. S’utilitza una Red Pitaya com ADC i DAC per a unir els dominis digital i anal ogic i tamb ´e com a microcontrolador. La placa s’utilitza per a generar els senyals d’excitaci ´o i processar les formes d’ona generades per a extreure la informaci ´o necess aria. La placa es programa en C i es crea una aplicaci ´o JavaScript senzilla i lleugera que serveix de front-end, utilitzant HTML i CSS per a crear una interf´ıcie gr afica que permeti observar millor els resultats. Finalment, es prova el sistema per a comprovar la seva funcionalitat, es discuteixen els resultats i es comenten algunes propostes de millora. Finalment, aquest treball tamb ´e descriu el cost econ omic i ecol ogic del projecte, aix´ı com el cost en m `a d’obra.


Este trabajo se centra en la implementaci ´on de un analizador de impedancia para ser utilizado en la detecci ´on y an ´alisis de bacterias. El dise ˜no se centra en la portabilidad y el coste, con el fin de hacerlo apto para el trabajo de campo y poder fabricar m ´ultiples m ´odulos para ser utilizados tambi ´en en la universidad con fines de investigaci ´on. Para ello, se realiza una etapa de investigaci ´on. En esta etapa se consideran, describen y dis- cuten brevemente m ´ultiples topolog´ıas y m ´etodos de diferentes trabajos. Se discuten las ventajas y desventajas de cada documento y se selecciona uno para ser implementado. La topolog´ıa seleccionada se discute con m ´as detalle para mostrar sus limitaciones y se realiza un trabajo te ´orico para extraer una aproximaci ´on matem ´atica del comportamiento del circuito. Para complementar el an ´alisis te ´orico se utilizan simulaciones por ordenador con SPICE para ilustrar mejor el comportamiento del circuito, as´ı como para verificar el trabajo te ´orico y determinar el efecto de las pararasitancias y las no idealidades. Posteriormente, el circuito se dise ˜na en una placa de circuito impreso utilizando Kicad y se fabrica centr ´andose en la simplicidad para reducir costes. Se utiliza una Red Pitaya como ADC y DAC para unir los dominios digital y anal ´ogico y como microprocesador. La placa se utiliza para generar las se ˜nales de excitaci ´on y procesar las formas de onda generadas para extraer la informaci ´on necesaria. La placa se programa en C y se crea una aplicaci ´on JavaScript sencilla y ligera que sirve de front-end, utilizando HTML y CSS para crear una interfaz gr ´afica que permita observar mejor los resultados. Finalmente, se prueba el sistema para comprobar su funcionalidad, se discuten los resultados y se comentan algunas propuestas de mejora. Adicionalmente, este trabajo tambi ´en describe el coste econ ´omico y ecol ´ogico del proyec- to, as´ı como el coste en mano de obra.


This work focuses on the implementation of an impedance analyzer to be used on the detection and analysis of bacteria. The focus of the design is on portability and cost in order to make it suitable for field work and to be able to manufacture multiple modules to be also used on the university for research purposes. For that purpose, a research stage is performed. In this stage multiple topologies and methods from different papers are considered, described and briefly discussed. The advantages and disadvantages of each paper are discussed and one is selected to be implemented. The selected topology is discussed in more detail in order to show its limitations and theoretical work is done in order to extract a mathematical approximation of the behavior of the circuit. In order to further complement the theoretical analysis computer simulations with SPICE are used to better illustrate the behavior of the circuit, as well as to verify the theoretical work and to determine the effect of parasitics and non idealities. Afterwards, the circuit is designed into a PCB using Kicad and manufactured with a focus on simplicity so as to reduce costs. A Red Pitaya is used as an ADC and DAC to bridge the digital and analog domains. The board is used to generate the excitation signals and to process the generated waveforms to extract the necessary information. The board is programmed on C and a simple and lightweight JavaScript application is created to serve as front end, using HTML and CSS to create a graphical interface to better observe the results. Finally, the system is tested to verify its functionality, the results are discussed and some proposals for improvements are commented. Finally, this work also describes the economic and ecologic cost of the project, as well as the cost in manpower.

Descripció

Provinença

Titulació

GRAU EN ENGINYERIA ELECTRÒNICA INDUSTRIAL I AUTOMÀTICA (Pla 2009)

Document relacionat

Citació

Ajut

DOI

Versió de l'editor

Altres identificadors

Referències