Ontwikkeling van de aanstuurelektronica voor het uitlezen van een nieuw soort tastsensor

Trefwoorden:

opto-elektronische sensoren, shear sensor, krachtsensor, prothese, medische toepassingen

Probleemstelling:

Sensoren zijn overal rondom ons aanwezig en verzorgen de interactie tussen onszelf en onze omgeving of verstrekken ons gedetailleerde informatie over onze omgeving. In de medische wereld is er een enorme vraag naar sensoren die kunnen interageren met het menselijk lichaam. Specifiek in de sport- en revalidatiewetenschappen wil men onderzoeken welke krachten een (sport)schoen bijvoorbeeld uitoefent op de voet, om zo het comfort en de prestaties te verbeteren. Daarbij is de drukkracht van belang, maar uit onderzoek blijkt dat ook de wrijving of "schuifspanning" een zeer grote invloed heeft op de voet-zool interactie. Dergelijke sensoren moeten ook dun zijn zodat ze in de schoenzool geïntegreerd kunnen worden.

Aan het Centrum voor microsysteemtechnologie (CMST) is onlangs een dunne sensor om de  schuifspanning te meten ontwikkeld die hiervoor kan dienen. In de masterthesis

zal de aanstuurelektronica ontwikkeld worden die nodig is om deze sensor te laten functioneren.

Doelstelling:

De werking van de sensor is gebaseerd op de veranderende lichtkoppeling tussen een lichtbron en een detector. Wanneer een zijdelingse schuifkracht uitgeoefend wordt, verschuiven beide componenten en kan een verschil in detectorstroom gemeten worden. Om deze sensor aan te sturen, zullen we een compleet elektronisch systeem ontwikkelen. Het is de bedoeling om een demonstrator te bouwen die de sensorgegevens kan visualiseren op een aantrekkelijke manier.

Concreet valt het werk uiteen in volgende onderdelen:

 

- Systeem ontwerp voor de intelligente aansturing en uitlezing van de sensor

· ontwerp van een gecontrolleerde stroombron voor de aansturing van de lichtbron (i.e. laser)

· elektronica voor de uitlezing van de detector (i.e. fotodiode)

· microcontrollerontwerp om intelligentie aan het systeem toe te voegen

· visualisatie op een standalone LCD scherm

· USB connectie met de pc

- Fabricage van het ontwerp

· ontwerp van een pcb

· assemblage in de cleanrooms

· testen

- Functioneel testen van het resultaat

· opmeten van de sensoreigenschappen dmv het ontworpen systeem

· bouwen van een demonstrator om de sensorsignalen te visualiseren

 

In samenspraak met de kandidaat kunnen bepaalde aspecten meer benadrukt worden.

Comments