máy xét nghiệm sinh hóa bán tự động

• Dựa trên lý thuyết mạch current limit • Mạch giới hạn dòng được thiết kế đặc trưng để mà có thể ngăn cho mạch không vượt quá dòng lớn nhất của... Xây dựng ý tưởng Lựa chọn linh kiện H

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

GVHD: LÊ CAO ĐĂNG

ĐỒ ÁN 1

Đề Tài

Trang 2

Nội dung chính

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

II MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ PHẦN CƠ

III MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ MẠCH ỔN ĐỊNH DÒNG

IV MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI

V PHOTODIODE VÀ KIỂM TRA TÍN HIỆU

VI LẬP TRÌNH VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU

VII KẾT QUẢ

Trang 3

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trang 5

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT DỤNG CỤ

2 Cuvet

Cấu tạo:

Chức năng: Dùng để đựng mẫu

Trang 6

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC ĐỊNH LUẬT

1 ĐỊNH LUẬT ĐO MÀU

It Ir

Ia

I0=Ir+Ia+It

I0=Ia+It

Ir<<I0

Trang 7

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC ĐỊNH LUẬT

Định luật Bouguer - Lambert

Những chất có chiều dày đồng nhất, trong những điều kiện như nhau, hấp thu một tỉ lệ như nhau của dòng sáng rọi vào trong những chất đó

x

Sù hÊp thô ¸nh s¸ng cña m«i tr ường

X: bề dàyK: hệ số tắt K=0.43

Trang 8

Định luật Bouguer – Lambert - Beer

K =

k= C: Nồng độ chất tan trong dung dịch

Độ hấp thụ cường độ ánh sáng của một lớp dung dich phụ thuộc vào bản chất, nồng độ và

bề dày của lớp dung dịch có ánh sang rọi qua

Trang 9

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CƠ SỞ QUANG ĐIỆN

1 HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN

Thí nghiệm hiện tượng quang điện

Trang 10

CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

1 Giới hạn quang điện

Trang 11

CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

1 Định luật dòng

Trang 12

Photodiod

a. Cấu tạo

b. Ký hiệuc,d cách mắc

Trang 13

Photodiod

Đường đặc trưng Von – Ampe

Sự phụ thuộc của dòng điện vào cường độ ánh sáng

Trang 14

MÁY XÉT NGHIỆM SINH HÓA

Trang 15

MÁY XÉT NGHIỆM SINH HÓA

Nguån

æn ¸p

HÖ thèng quang

Buång

®o

ChØ thÞ kÕt qu¶

Trang 16

II MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ

Trang 17

+ Bởi vì khi ánh sáng tới không thẳng góc với mặt phân cách thì →hiện tượng khúc xạ ánh sáng xảy

ra → ánh sáng không đến được bộ thu hoặc bị sai lệch

II MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ PHẦN CƠ

Trang 18

Cắt 3 phôi sắt hình hộp chữ nhật dài 36mm, rộng 24mm, dày 10mm (24x36x10).

Mẫu được làm ban đầu là dùng gỗ :

- Cắt mẫu gỗ bằng cưa tay → độ chính xác không cao.

- Sử dụng khoan không dùng kẹp eto để kẹp cố định mẫu → lỗ được khoan không thằng góc với tiết diện của mẫu.

- Đặc thù của nguồn phát là đèn halogen → sinh nhiệt→ không tốt.

- Các lỗ taro trên mẫu có độ chiệu lực không cao → vặn bulong ra vào dẫn đến hư ren của lỗ.

Mẫu được làm lại dùng sắt :

Trang 19

Tiến hành thực hiên các kết cấu cố định cuvet, kính lọc và cảm biến quang.

Khối đựng cuvet: phay rãnh dài 12mm, rộng 12mm, sâu 24 tạo dạng hình chữ U.

Hai khối chứa kính lọc và cảm biến quang trở: khoan tạo lỗ đường kính 10mm

Trang 20

Phay rãnh hình chữ U đựng cuvet sao cho đảm bảo rằng:

- Kích thướt vừa đủ rộng để đựng cuvet, tránh trường hợp quá hẹp → đưa cuvet vào sẽ bị tray sướt ảnh thưởng đến anh sáng truyền qua.

- Độ sâu của rãnh phải sâu hơn kính lọc để ánh sáng truyền qua hoàn toàn dung dịch mẫu.

Trang 21

Các kết cấu làm bằng sắt nên có thể hàn các khối lại với nhau bằng phương pháp

hàn hồ quang 1 cách đơn giản.

→ mài nhãn mối nối hàn.

Khoan taro các lỗ ứng với các vị trí để bắt bulong cố định kính lọc,

ống chuẩn trực lên trên kết cấu:

Trang 22

III THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ỔN ĐỊNH DÒNG

Trang 23

• Dựa trên lý thuyết mạch current limit

• Mạch giới hạn dòng được thiết kế đặc trưng để mà có

thể ngăn cho mạch không vượt quá dòng lớn nhất của

Trang 26

III MẠCH ỔN ĐỊNH DÒNG

MÔ PHỎNG

Trang 27

Layout

Trang 28

• Mạch sau khi hoàn thành

Trang 29

BẢNG KHẢO SÁT U-I-Lux MÔ PHỎNG ÁP 2 ĐẦU ĐÈN

Click to edit Master text styles

Trang 30

Quan hệ giữa dòng đèn và áp Quan hệ giữa dòng đèn và Lux Quan hệ giữa áp và Lux

Trang 31

IV MẠCH KHUẾCH ĐẠI

Trang 32

Sơ đồ nguyên lý và mạch mô phỏng

Trang 33

Quá trình test tín hiệu trên breadbroad

Trang 34

Kiểm tra mạch in

Trang 35

MẠCH TÍN HIỆU CHO PHOTODIODE

Trang 36

MẠCH TÍN HIỆU VÀ KHUẾCH ĐẠI

Trang 37

LAYOUT

Trang 38

TEST MẠCH KHUẾCH ĐẠI VỚI MÁY XÉT NGHIỆM

Trang 39

TEST MẠCH KHUẾCH ĐẠI VỚI MÁY XÉT NGHIỆM

khuếch đại 10 lần.

Trang 40

V PHOTODIODE VÀ KIỂM TRA TÍN HIỆU

Trang 41

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Trang 43

Trang 44

IV PHOTODIODE VÀ KIỂM TRA TÍN HIỆU

Trang 45

VI LẬP TRÌNH VÀ

XỬ LÝ TÍNH HIỆU

Trang 46

VI LẬP TRÌNH VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU

Trang 47

Xây dựng ý tưởng

Lựa chọn linh kiện

Hoàn thành việc lập trình và xử lí tín hiệu

Lắp mạch trên breadboard + Phần cơ để thu tín hiệu

Chạy thử code

Hàn mạch

Trang 48

5.1 Tiến hành xây dựng ý tưởng để lập trình :

Trang 49

Quang trở

Trang 50

Hình: Quang trở

Nguồn: Internet.

http://machtudong.vn/sanpham/quang-tro-5mm-cam-bien-anh-sang.html

Trang 51

Quang trở Arduino UNO R3

Trang 52

Nguồn: Internet

http://toko-robot.com/shop/index.php?cPath=59

Hình : Arduino UNO R3

Trang 54

Quang trở Arduino UNO R3

Lập trình

trên Arduino

Trang 56

Lắp mạch thu tín hiệu trên breadboard

Trang 57

- Phải có mạch khuếch đại để khuếch đại tín hiệu thu được từ quang trở ???

- Phải có phần cơ để thu tín hiệu ???

- Tín hiệu thu được từ quang trở khá nhỏ

- Sự thay đổi tín hiệu khá nhỏ khi chưa có chất màu và có chất màu

Trang 58

KẾT QUẢ CHẠY THỬ

Trang 59

http://doansinhvien.square.vn/ky-nang-mem/chi-tiet/23/[giai-quyet-van-de]-thuc-su-co-the-giai-quyet-van-de-de-dang

Trang 60

Hình : Photodiode G112602

Nguồn: Internet

https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/g1126-02_etc_kgpd1005e.pdf

Trang 61

Hình : Photodiode G112602

Nguồn: Internet

https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/g1126-02_etc_kgpd1005e.pdf

Trang 63

Hình : Photodiode OPT101

Nguồn: Internet.

http://protuino.zonanim.com/p_ps/product.php?id_product=74

Trang 64

 OPT101 đã tích hợp sẵn mạch khuếch đại.

 OPT101 hoạt động tốt + ổn định.

 Tín hiệu điện áp thu được lớn hơn khi sử dụng quang trở.

 Độ suy giảm điện áp khá tốt, tức là khi chưa có chất màu và khi có chất màu vào thì tín hiệu khác nhau khá rõ rệt.

Trang 65

quang Tiến hành viết code

Trang 66

 Yêu cầu của phần code :

+ Phải thu và xử lí tín hiệu thu được từ photodiode ở cả 3 giai đoạn : Blank,

Standard, Mẫu cần phân tích ( Sample).

+ Hiển thị được kết quả điện áp thu được của 3 giai đoạn trên lên LCD 16x2 Đồng thời hiển thị kết quả : Glucose của mẫu cần phân tích.

+ Viết được code sử dụng nút nhấn ( button ) để điều khiển quá trình xét nghiệm

Trang 67

Trang 68

 Yêu cầu của phần code :

+ Phải thu và xử lí tín hiệu thu được từ photodiode ở cả 3 giai đoạn : Blank,

Standard, Mẫu cần phân tích.

+ Hiển thị được kết quả điện áp thu được của 3 giai đoạn trên lên LCD 16x2 Đồng thời hiển thị kết quả : Glucose của mẫu cần phân tích.

+ Viết được code sử dụng nút nhấn ( button ) để điều khiển quá trình xét nghiệm

Trang 69

Bị dính nút nhấn, tức chưa điều khiển được nút nhấn khi để chuyển quá trình

xử lí giữa các giai đoạn ????

Trang 70

Trang 72

1 Nhóm sử dụng lệnh Interrupt :

CODE

Trang 73

Đã giải quyết được

- Thu , xử lí được tín hiệu từ OPT101 ở cả 3 giai đoạn: Blank, Standard, mẫu cần phân tích ( Sample)

- Hiển thị được lên LCD 16x2

- Sử dụng được 2 nút nhấn để điều khiển quá trình

+ Nút 1 ( đỏ ) : điều khiển lần lượt 3 quá trình dựa trên số lần nhất nút

+ Nút 2 ( xanh ): nút reset

Trang 74

Hạn chế - Sự đáp ứng của nút nhấn còn chậm và chưa ổn định

Trang 75

2 Nhóm sử dụng lệnh If - While :

If While

Trang 77

CODE

Trang 79

Hoàn thành việc lập trình và xử lí tín hiệu

Hàn mạch

Trang 80

KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

Kết quả chạy lần 1

Trang 82

KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

Trang 85

VII KẾT QUẢ

Thử kết quả với hóa chất: Glucozo

Quy trình pha hóa chất

Trang 86

Số lần đo Máy xét nghiệm sinh hóa

bán tự động PM650(mg/dl)

Máy đồ án Blank(V) Standard(V) Sample(V) Nồng độ Glucozo(mg/dl)

Trang 87

Máy Trị số trung bình Phương sai Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên

Trang 88

KẾT LUẬN

Trang 89

VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 90

Thank you

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	13,42 MB