Bazele sistemelor de achiziții de date

Introducere

Am ales acest proiect datorita atractiei pentru senzorul de puls cardiac intrucat chiar imi place idea de a-mi monitoriza bataile inimii. Imi ofera sansa sa vad cum functioneaza in spate un aparat medical si cu ajutorul senzorului barometric BMP180 o sa pot observa daca vremea si spatiul in care ma aflu influenteaza bataile inimii.

Un al doilea motiv pentru care am ales acest proiect il reprezintă costul redus al echipamentelor (in jur de 100 de lei) acestea fiind urmatoarele:

- Arduino Leonardo, este o platformă de procesare bazată pe microcontrolerul ATMega32U4.

- Senzorul puls ritm cardiac

- Senzorul BMP180

- O placa breadboard si fire de legatura.

Pe scurt principala functie a unui sistem de achizitii de date este esantionarea semnalelor ce masoara conditiile fizice reale (curentul si tensiunea) si le transforma in valori digitale ce pot fi manipulate, de exemplu, de catre un calculator iar apoi de utilizatori (adica noi).

Structura unui astefel de sistem este prezentata in figura (1) de mai jos intr-o forma simplificata:

Figura 1-Structura tipica a unui sistem de achizitii de date

Capitolul I - Notiuni generale

Achiziția de date poate fi definită ca procesul de obținere de date de la o sursă externă sistemului de calcul.

In figura 2 putem observa structura generala a unui sistem de achizitii de date (SAD):

Figura 2 - Structura generala a unui sistem de achizitii de date

Scopul prelucrarii difera de la caz la caz: comanda unui proces (industrial, de cercetare), informare asupra evolutiei procesului prin vizualizarea datelor sau realizarea unui unei baze de date cu toate evenimentele survenite intr-o anumita perioada de timp. Ele realizeaza prelevarea, prin intermediul unor traductoare adecvate, de semnale analogice sau numerice (in functie de natura traductorului), in scopul memorarii, transmiterii sau prelucrarii informatiei achizitionate.

Prelucrarea informatiei poate consta in operatii simple (comparari), pana la prelucrari matematice complicate (integrari, diferentieri, medieri, calcul de transformate Fourier).

Memorarea poate fi facuta direct sau dupa prelucrarea datelor, pe intervale de timp mai lungi, medii sau scurte.

Operatia cea mai importanta este conversia analog - numerica, realizata cu unul sau mai multe circuite. In functie de tipul aplicatiei mai pot fi necesare si alte circuite analogice de prelucrare.

Configuratia si tipurile de circuite utilizate intr-un sistem de achizitie de date (SAD) depind de o serie de factori:

- Rezolutia si precizia cu care se cere realizarea conversiei A/D;

- Numarul de canale analogice investigate;

- Frecventa de esantionare pe fiecare canal;

- Capacitatea sistemului de prelucrare in timp real a datelor;

- Necesitatea conditionarii (adaptarii) semnalului analogic de intrare.

Datele achizitionate pot fi de tipul urmator:

- analogice (tensiune, curent continuu sau alternativ)

- numerice provenind de la traductoare cu iesire numerica sau alte echipamente implicate in proces.

1.https://www.scoaladoctorala.valahia.ro/wp-content/uploads/2019/06/Vasile-Ion-2019-1.pdf

2. Data Acquisition System: From fundamentals to applied design De Maurizio Di Paolo Emilio (https://books.google.ro/books?id=ZVBGAAAAQBAJ&pg=PA1&hl=ro&source=gbs_toc_r&cad=4#v=onepage&q&f=false)

3.Practical Data Acquisition for Instrumentation and Control Systems (https://books.google.ro/books?id=wyxXWV-hx3cC&printsec=frontcover&dq=data+acquisition+system&hl=ro&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false)

4. A Hands-On Course in Sensors Using the Arduino and Raspberry Pi de Volker Ziemann (https://books.google.ro/books?id=fmhQDwAAQBAJ&pg=PR15&dq=data+acquisition+system+arduino&hl=ro&sa=X&ved=2ahUKEwji-Myay-X2AhViMewKHdnoA3Y4ChDoAXoECAkQAg#v=onepage&q=data%20acquisition%20system%20arduino&f=false )

5.https://content.arduino.cc/assets/Atmel-7766-8-bit-AVR-ATmega16U4-32U4_Datasheet.pdf?_gl=1*jwbbn8*_ga*NzM4NzQzMzU4LjE2NDYwMjk2NTI.*_ga_NEXN8H46L5*MTY0ODM2MDM2MS42LjEuMTY0ODM2MDM2OS4w

6.Articol despre Arduino Leonardo publicat pe site-ul hwlibre, scris de Isac https://www.hwlibre.com/ro/leonardo-arduino/

7. https://www.circuito.io/app?components=9442,11286,11574,11824

8. https://www.medlife.ro/articole-medicale/care-este-ritmul-cardiac-normal.html

9.Articol legat de Arduino Leonardo realizat de Mohamed Fezari:

https://www.researchgate.net/publication/328233526_Presentation_of_Arduino_Leonardo_based_onATmega32U4

Proiectul/ tema a fost realizat in legatura cu senzori si placa de dezvoltare arduino pentru a recepta date - senzorii alesi - puls, umiditate, altitudine, grade celsius/ faranhait si placa de dezvoltare arduino leonardo 3