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sensori per applicazioni mediche

Ciao,

ho un pic 12f675 programmato per trasmettere ad una porta seriale i valori campionati, tramite il suo ADC, da sensori (il circuito è già stato realizzato).

Domande:

1) ho visto in rete il datasheet di un sensore di Co2 della Figaro:
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mi chiedo: il circuito descritto in figura (sensore+amplificatore TLC271) secondo voi può essere collegato direttamente all'ADC del mio pic, ottenendo misure accurate?

2) nelle specifiche del datasheet del pic (

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) viene indicato che la resistenza della sorgente analogica (in questo caso il sensore) non deve superare i 10 KOhm. In generale, per sensori in queste categorie (rivelatori di gas, sensori di temperatura, di pressione etc.) è vero? O ci sono categorie di sensori che tipicamente hanno resistenze maggiori?

3) conoscete altri tipi di sensori (e magari sapete indicarmi qualche datasheet) che vanno bene per applicazioni in medicina e che possano essere collegati al mio pic? Fino ad ora ho trovato queste categorie: sensori di pressione, sensori di temperatura, magnetometri, sensori di Co2.

4) Secondo voi nel mio circuito conviene utilizzare l'ADC del pic o aggiungerne un altro più accurato? Oppure sostituire il pic con un altro, sempre della microchip, che abbia ADC più preciso del 12f675?

grazie per le risposte Paolo

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Paolo il Papero
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"Paolo il Papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

non ho capito bene cosa vuoi collegare al pic...l'opamp? penso tu intenda quello. Anyway se l'uscita dell'opamp è nel range dell'ADC direi che ci siamo

la cosa non ti interessa, qui si parla della resistenza di sorgente per l'ingresso dell'adc. La sorgente per l'adc è l'opamp...direi che siamo sotto i 10k.

no, sorry

non ho esperienze relative all'accuratezza dell'adc del micro...ma...mi sorge un dubbio...si può parlare di accuratezza di un ADC...chi mi illumina?

dipende da te...risponditi a questa domanda: "mi bastano 10bit di risoluzione"?

Ste

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PeSte

"Paolo il Papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

no, indipendentemente dall'accuratezza (vedi sotto), non funziona. devi prima condizionare il livello del segnale, portandolo da una dinamica di 290 - 420 mV a valori compatibili con l'ADC del micro e del suo voltage reference. Leggiti bene il datasheet per i valori minimi di Vref.

Condizionare equivale a filtrare, amplificare e traslare di livello. Se cerchi con google 'condizionamento' 'segnali' 'acquisizione' troverai molto materiale.

ogni sensore ha la sua resistenza di uscita. Nel tuo caso specifico, l'opamp serve da adattamento di impedenza, appunto, per abbassarla a valori molto bassi, dell'ordine dell'ohm.

probabilmente sensori ottici di flusso sanguigno, del tipo utilizzato per rilevare il battito cardiaco, ma non so indicarti nulla di preciso.

:-| accuratezza != precisione

come dice PeSte, meglio parlare di risoluzione. Il 12f675 ha un ADC a 10 bit, per salire devi sceglierti un dsPIC, della famiglia DSC Sensor Family, che ospitano un ADC a 12 bit.

I DAC a bordo dei micro operano in condizioni estremamente rumorose, e generalmente, per ridurre il rumore di acquisizione, si devono utilizzare accorgimenti sia nel progetto elettronico, che nel layout, che nel firmware. E' un argomento molto vasto. Di nuovo, cerca con google. Per cominciare, puoi leggerti questo:

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Per quanto detto, per effettuare conversioni a risoluzione maggiore di 10-12 bit, gli ADC utilizzati sono necessariamente esterni

Saluti

--
simone.bern
Mr. Heisemberg is not the only one who can affect a measurement by looking at it
(Robert A. Pease)

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simone.bern

"PeSte" ha scritto nel messaggio news:Di7vf.16620$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it...

Ha senso eccome. Non trovo la versione in pdf, ma traduco al volo qualche riga dal materiale che ha fornito analog devices, nel seminario del 2004 sui convertitori AD.

L'errore di "accuratezza assoluta", ad un fissato codice di uscita, è per definizione lo scostamento tra il valore analogico attuale in ingresso e il valore teoricamente richiesto per produrre quel codice. L'espressione "il valore teoricamente richiesto per produrre quel codice" va intesa come il punto a metà scala tra i valori analogici che "cadono" teoricamente in quel codice.

Differisce dalla risoluzione (analogica), in quanto tiene conto della non linearità, di gain error, zero error, e, infine, del rumore. Proprio per questo le misure di accuratezza assoluta, vengono fatte sotto precise condizioni decise e accettate internazionalmente.

Esiste anche una definizione di "accuratezza relativa", che si riferisce al rapporto tra quella assoluta e l'ampiezza di

1LSB, una volta fissato il full-scale range.

Ho trovato vari link, li suggesrisco perchè contengono spunti interessanti:

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simone.bern
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simone.bern

"simone.bern" ha scritto nel messaggio news:dpj2a6$njb$ snipped-for-privacy@area.cu.mi.it...

avevo una mezza idea che fosse una cosa così, ma non ne ero sicuro. Grazie (anche per i link, specialmente il documento Atmel mi sembra interessante)

Ste

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PeSte

"simone.bern" ha scritto nel messaggio news:dpj0u9$kgh$ snipped-for-privacy@area.cu.mi.it...

[...]

io conosco questo

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faccio pubblicità a ex compagni di università che magari mi offrono una cena ;-)

Ste

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PeSte

Il 05 Gen 2006, 12:45, "simone.bern" ha scritto:

TLC271)

ottenendo

prima condizionare il livello del segnale,

del micro e del suo voltage reference. Leggiti

non hai letto bene quello che ho scritto :-). Intendevo il circuito (sensore+opamp). Come anche P3ste sottolinea, in tal caso dovrebbe funzionare.

cerchi con google 'condizionamento' 'segnali'

essere

rilevare il battito cardiaco, ma non so

bit, per salire devi sceglierti un dsPIC, della

vero, è meglio parlare di risoluzione. Ad ogni modo l'inconveniente del cambio di pic mi comporta dover rifare il circuito. Attualmente uso il classico schema circuitale con max232, condensatori e stabilizzatore per la tensione di alimentazione. Se dovessi cambiare pic

1) quanto costerebbe in più all'incirca (mi basta una stima indicativa) il circuito complessivo (max 232, stabilizzatore etc.) rispetto a quello che uso ora? E che tipo di componenti aggiuntivi dovrei impiegare? 2) potrei riutilizzare lo stesso schema per la pcb, modificandone pochi nodi? O il disegno della pcb varierebbe sensibilmente?

ciao e grazie Paolo

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Paolo il papero

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

[...]

se la dinamica di uscita del opamp è la stessa dell'ADC allora sei a cavallo. Se non è così bisogna traslare e/o amplificare

[...]

deduco quindi 10 bit non ti bastano

se cambi pic potrebbe essere solo la differenza di prezzo tra i micro

passando a un DSPic cambierà necessariamente anche il master, almeno per quanto riguarda il micro.

Ste

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PeSte

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

1) Secondo te quale dinamica di tensione esce da quel sensore + opamp durante l'utilizzo del sensore alla minima e alla massima concentrazione di CO2 di tuo interesse ? 2) Non mi pare proprio immediato interfacciare quella configurazione ad un ingresso analogico del pic, soprattutto se single ended. Puoi spiegare come intendi fare ?

Se vuoi cambiare il pic con un dsPic, il problema dei costi è quello da affrontare per ultimo, visto che questo tipo di dispositivi sono (quasi) completamente diversi dai pic della famiglia 12 e 16. Se invece stai parlando di utilizzare un ADC esterno, con 10 euro di componenti aggiungi quello che vuoi tu. E se si tratta di uno o due prototipi puoi sempre ordinare dei campioni.

La seconda che hai detto....

Saluti,

--
simone.bern
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simone.bern

Il 05 Gen 2006, 14:58, "simone.bern" ha scritto:

durante l'utilizzo del sensore alla minima e alla

ingresso analogico del pic, soprattutto se

in effetti non posso prevedere a priori la dinamica, dovrei vedere il manuale dell'opamp. l'ADC del pic supporta una dinamica max di 5 volt. Mi viene da pensare che anche se quella configurazione non è interfacciabile senza aggiungere altro, le aggiunte dovrebbero essere comunque minime (un partitore resistivo ad esempio). Mi basta sapere questo, non tanto la soluzione precisa.

Tu cosa ne pensi?

affrontare per ultimo, visto che questo tipo di

  1. Se invece stai parlando di utilizzare un

si tratta di uno o due prototipi puoi sempre

ok. supponiamo di voler rifare dunque il circuito:

a) quanto costerebbe in più all'incirca, rispetto a quello col 12f675? b) hai un link ad uno schema di questo circuito per lo stesso scopo (vale a dire mandare alla rs232 valori campionati dai sensori).?

se invece voglio utilizzare un ADC esterno:

a) utilizzando pic12f675 più ADC esterno come verrebbe gestito l'invio del valore campionato alla seriale? con il solo pic, il valore campionato viene memorizzato in due registri e trasferito serialmente dal pic a 9600 bps. Usando invece ADC e pic in che modo i dati campionati verrebbero trasferiti al pic e il pic di cosa dovrebbe incaricarsi, nell'operazione?

ciao e grazie Paolo

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Paolo il papero

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

*Devi* prevedere la dinamica, intendo dire la dinamica del sensore, altrimenti non puoi progettare il sistema di acquisizione. Da quel sensore, che tu ci metta l'opamp o meno, esce un segnale che al massimo raggiunge poche centinaia di mV, guardati il datasheet... non puoi campionarlo. Per tutte le altre domande, non ha molto senso risponderti se non spieghi con maggiore dettaglio cosa vuoi fare. Un prototipo ? Un preventivo ad un cliente ? Una produzione di serie ? Una consulenza ?

saluti

--
simone.bern
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simone.bern

Il 05 Gen 2006, 15:50, "simone.bern" ha scritto:

altrimenti non puoi progettare il sistema di

segnale che al massimo raggiunge poche centinaia

con maggiore dettaglio cosa vuoi fare. Un

consulenza ?

Hai ragione, ti spiego meglio.

sto facendo uno studio di fattibilità con l'intento di progettare un sistema di monitoraggio di Co2 per la medicina. Attualmente, come ho spiegato prima, ho un sistema di acquisizione già fatto con pic12f675, via rs232. Il sistema è molto economico ed è stato pensato per campionare delle temperature, ma voglio vedere se riesco ad adattarlo ad altri tipi di sensori, con applicazioni per la medicina, senza modifiche sensibili di costi e di progetto. Uno di questi sensori è appunto quello di Co2...

Tu cosa consigli?

ciao e grazie Paolo

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Paolo il papero

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

[...]

fatti una belle elettronica di condizionamento per il sensore e via di ADC. La risoluzione necessaria la devi sapere tu...10 bit fanno 5mV di risoluzione (partendo da Vdd=5V). Devi calcolare in base al sensore e all'elettronica che risoluzione hai sul misurando e hai finito.

Ste

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PeSte

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

ok, da quanto hai detto fino ad ora, credo sia impossibile seguire questa strada. Assicurati di avere ben chiare queste tre cose:

1) cosa vuoi ottenere in termini di caratteristiche finali 2) quali sono le caratteristiche del sensore (o dei diversi sensori) 3) quali sono le risorse che hai a disposizione

Dai tuoi post si evince che non hai esperienza sulla progettazione sistemi di acquisizione, e quindi risultano in deficit i punti 2 e 3 :-) Quindi, se lo studio di fattibilità è serio, rivolgiti a qualcuno in grado di aiutarti con competenza. Se invece vuoi continuare sul gruppo, non ha molto senso richiedere un preventivo, soprattutto per un apparato di utilizzo elettromedicale... Cerca invece di approfondire qualcuno dei vari aspetti tecnici della catena di acquisizione, su cui le idee sono piuttosto confuse. La cosa può interessare non solo a te, ma anche ad altri.

Saluti,

--
simone.bern
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zsimonez.zbernz@zliberoz.it (Rimuovere i caratteri di zorro per rispondere via
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simone.bern

ADC.

dunque tu dici che il problema è principalmente sulla specifica di risoluzione? In tal caso però non avrei problemi a modificare il circuito con un altro pic, tipo quello con adc a 12 bit. Vorrei però capire quanto i costi variano di conseguenza e quanto il circuito si complica.

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paolo il papetro

"paolo il papetro" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

[...]

la visione del progetto è sbagliata. Ragionare alla rovescia, un po' come ti suggerisce simone, parti dal sensore e chiediti in che modo (risoluzione) vuoi sfruttarlo, da qui, passando per il condizionamento del segnale, vedi cosa ti serve.

Esempio figurato: hai un sensore di temperatura che butta fuori 1mW per ogni K che misura, a 0°C hai 273mV in uscita. Devi amplificare questo segnale...chiediti _che range di temperature voglio misurare? _che risoluzione voglio avere? 1K, 10K, 100K?

Ste

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PeSte

Il 05 Gen 2006, 16:27, "simone.bern" ha scritto:

sistema

prima,

sistema

ma

strada. Assicurati di avere ben chiare queste

di acquisizione, e quindi risultano in

continuo a ripeterti che il sistema di acquisizione via pic12f l'ho progettato io e funziona per le temperature. (E' stato testato). Quello che mi è stato richiesto è di verificare l'adattabilità del sistema ad altri tipi di sensori, per applicazioni nella medicina. La parte tecnica implementativa non spetta a me però in questo. Io voglio solo capire quali sensori possono interfacciarsi al mio pic, seguendo un'architettura simile, per applicazioni mediche. Tutto qui.

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Paolo il papero

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

Questo non fa di te un progettista, ma soprattutto non garantisce quelle competenze tecniche minime per condurre lo studio di fattibilità a fondo. La domanda sul costo, che continui a proporre, non ha alcun senso senza specificare i 3 punti precedenti, la quantità in produzione, ecc. ecc..

Non il sensore che proponi.

Tutti i sensori che hanno: Dinamica di uscita 0-Vref+ (se hai previsto un voltage reference sulla board) Dinamica di uscita 0-Vdd (se non hai previsto un voltage reference sulla board, un elemento in più per ritenere improponibile in tuo circuito) Sensibilità corrispondente a 10bit (ovvero, Vref/1000 volt o Vdd/1000 volt, se hai Vdd=5V, te l'ha già detto PeSte) Banda compatibile con la massima prevista da 12f675 e dal suo firmware

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simone.bern

"Paolo il papero" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@usenet.libero.it...

[...]

Se non ho capito male c'è un'altra parte in causa che progetterà la cosa. Beh, a questo punto la domanda va girata a questa parte.

Hai il sensore, pertanto conosci il misurando. Hai il "visualizzatore", che accetta segnali analogici tra 0 e 5V (10bit).

Vai dalla terza parte a chiedere se sono in grado di fare un match tra le due cose.

Vedila così: tu sei in grado di gestire segnali in tensione tra 0 e 5V a

10bit.. Chi fa il condizionamento ti deve la risposta se il tuo sistema è utilizzabile o meno ;-)

Ste

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PeSte

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