Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Maciej Doliński

Fotostymulator rotacyjny do badań wzrokowych potencjałów wywołanych


Rotary photostimulator for examination of visual evoked potentials


Opiekun pracy dyplomowej: dr inż. Marcin Byczuk
Praca dyplomowa inżynierska obroniona 0000-00-00
Streszczenie pracy dyplomowej:
Celem pracy inżynierskiej było zaprojektowanie i wykonanie fotostymulatora rotacyjnego mającego znaleźć swoje zastosowanie w badaniu wzrokowych potencjałów wywołanych. Główną częścią takiego urządzenia jest wirujący stymulator umożliwiający sterowanie pracą diod LED będących źródłem stymulacji. W projekcie do napędu stymulatora wykorzystany został silnik BLDC pracujący oryginalnie w magnetowidzie VHS. Projekt wymagał, aby częstotliwość obrotowa silnika była wyższa niż ta osiągana w poprzednim zastosowaniu. Dlatego zaprojektowany i wykonany został nowy układ mający za zadanie sterować przepływem prądu w uzwojeniach. Praca układu stymulacji wymaga przesyłania do niego informacji sterujących oraz zasilania w trakcie gdy wykonuje on obroty z prędkością 12000rpm. Wykorzystano do tego celu transformator wbudowany w zastosowany silnik. Zaprojektowana została przetwornica DC-DC mająca dostarczać zasilanie do stymulatora. Wykonany został również układ transmisji danych pozwalający na odbieranie instrukcji sterujących oraz informacji synchronizujących pracę stymulatora z obrotami silnika. Do stymulatora przesyłana jest również informacja o położeniu wału silnika. Pozwala to na zagwarantowanie rozpoczęcia stymulacji zawsze w tym samym miejscu. Zaprojektowany i zaprogramowany został również główny układ sterujący. Ma on za zadanie kontrolować pracę fotostymulatora przy pomocy rozpoznawanego zestawu instrukcji. Generuje on również sygnały sterujące rozpędzaniem i pracą silnika. Jest to realizowane przy pomocy przetwornika cyfrowo-analogowego oraz obwodu analogowego dopasowującego napięcie do odpowiednich wartości. Komunikacja z układem sterowania odbywa się za pomocą komputera PC. Wykorzystany został do tego celu układ składający się z konwertera RS232<->USB. Zasilanie poszczególnych elementów projektu odbywa się dzięki zewnętrznemu zasilaczowi dostarczającemu napięcie do fotostymulatora przy pomocy wielożyłowego przewodu. Układ zasilacza posiada odseparowane zasilanie obwodu cyfrowego. Pozwala to na wyłączenie obwodów mocy gdy nie są one używane lub gdy silnik napotkał problem w pracy. Pierwsze wersje układu testowane były na płytce stykowej co pozwalało na szybkie wprowadzanie zmian do projektu. Ostateczna wersja fotostymulatora miała być umieszczona jednak w szczelnej obudowie. Dlatego podczas projektowania płytek PCB zwracana była uwaga na to by ich kształt wykorzystywał dostępne miejsce. Podczas rozwoju projektu zmieniane było również oprogramowanie które sterując pracą układu umożliwiało na odpowiednio szybkie wykonywanie operacji krytycznych czasowo takich jak generacja sygnału sterującego silnikiem lub wysyłanie sygnałów synchronizacji. Część zmian w konstrukcji odbywała się po umieszczeniu fotostymulatora w obudowie. Elementem często zmienianym podczas testów był czujnik położenia wału silnika. Było istotne aby umożliwiał on wykrywanie położenia w szerokim zakresie częstotliwości jednocześnie nie wymagając by budowa silnika została zmieniona np. poprzez mocowanie przesłon.
Abstract:
The purpose of this project was to create rotatory stimulator that could be used in examination of visual evoked potentials. The main part of such device is a rotating stimulator that controls LED diodes used as source of visual stimulus. In the project stimulator is driven with BLDC motor originally used in VHS device. The project required that the engine rotation frequency was higher than that achieved in previous application. Therefore new unit was build that allowed to control currents in the windings. Work of the stimulator requires sending supply voltage and data when device is rotating at 12000RPM. To allow this project uses transformer built into the motor. Created DC-DC converter provides supply for the stimulator. Built data transmission unit allows receiving control commands and signal that synchronizes the stimulator with engine rotations. The stimulator receives also information about engine shaft position. This guarantee that stimulation start always in same place. Projected and programmed control unit manages photostimulator thanks to recognized instruction set. It also generates signals that control engine speed. This is done using digital to analog converter and analog circuit that changes output voltage to appropriate levels. Communication with device is done using PC thanks to unit consisting of RS232<->USB converter. Power supply for units is located in separate case connected to photostimulator with multicore cable. Unit separates digital circuit supply from rest of voltages. This allows for turning off supply for power circuit when it is not used or engine encountered a problem an work. The first versions of photostimulator were tested on breadboard which allowed for fast changes to the project. However the final version was to be placed, in a sealed case. Therefore when designing PCB special attention was paid to their shape and size so they could fit into available space. During the project development software was also altered so it would allow for instant processing of time critical operations such as generation of motor control signal. Some of the changes to the project was carried out after placing photostimulator in case. The unit that changed frequently during testing was motor shaft position sensor. It was important that it could detect position of shaft in wide frequency range, while not requiring changes to engine construction like for example fitting shutter.