Szelepvezérlő áramkör készítése kétfázisú Lab-on-a-Chip eszközhöz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Ender Ferenc
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A Budapesti Műszaki Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszékén egy mikrofluidikai mérőrendszer fejlesztése van folyamatban. A mérőrendszerben eddig csak monostabil működésű szelepek voltak felhasználva, amelyek termikus szempontból nem előnyösek, mivel működésük közben hőt disszipálnak, és ez mérési pontatlanságot okozhat. Ezen pontatlanság kiküszöbölésének az érdekében újfajta, bistabil szelepek is fel lesznek használva a mérőrendszerben.

Ezen dolgozatban a bistabil és a monostabil szelepekről található rövid ismertető, a főbb tulajdonságaik, egy-két példa a megvalósításukra, működési elvvel együtt. A termikus szempontokkal - melyek itt a legfontosabbak - külön fejezet foglalkozik. Ezenkívül többféle hőmérséklet mérési megoldást is elemeztünk, mint infrakamera, fémből készült termisztor. Ezeket össze is hasonlítottuk megvalósíthatóság, felbontás, reprodukálhatóság szempontjából.

A dolgozat tervezés részében egy h-hidas áramkört építettünk, amely a bistabil mágnesszelep vezérlésére alkalmas. Az áramkört teszteltük, majd egy mikrokontrolleres vezérlés segítségével tesztjeleket generáltunk. A két rendszert összekapcsolva, a szelepet a kimenetére kötve egy rendszert kapunk, amely a szelepet egy másodperces periódussal folyamatosan működtette. A kész rendszerrel termikus vizsgálatokat végeztünk a monostabil és a bistabil mágnesszelepre. Az egyik vizsgálatban infrakamerával az állandósult állapotbeli hőmérsékletet és a hőmérsékleti tranzienst mértük, a másikban a szelepen átfolyatott folyadék hőmérsékletét. Az eredmény az, hogy a bistabil szelep működés közben jóval többet disszipál, mint a monostabil. Ez az infrakamerás képen is jól látható, illetve míg a monostabil szelep esetében a szelepen átfolyó folyadék hőmérséklete megnő, addig a bistabil esetben közel azonos marad.

Végül a bistabil szelep vezérlőszoftverét kódoltuk le, melyet beleillesztettük az egész rendszert vezérlő programba.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.