
Cześć,
chciałbym zaprezentować Wam niewielki projekt układu pomiarowego. Układ ten powstał jako część mojej pracy inżynierskiej. Moim zadaniem była modernizacja działania urządzenia wykorzystywanego do tomografii optycznej fantomów dozymetrycznych. Nie wgłębiając się w zbędne szczegóły, fantomów tych można użyć do weryfikacji planu naświetlania chorych komórek nowotworowych pacjenta. Weryfikacja planu pozwala zminimalizować ryzyko uszkodzenia zdrowych komórek sąsiadujących z nowotworem.
Fantom jest prześwietlany wiązką laserową, której natężenie jest badane przez kilka detektorów mocy wiązki. Stosując odpowiedni algorytm pomiaru wiążący się z pomiarem „tłumienia” wiązki w różnych punktach fantomu możliwe jest odtworzenie rozkładu dawki promieniowania jonizującego (zapisanego w objętości fantomu).
Tyle wstępu, układ składa się z dwóch płytek PCB:
- Układ akwizycji danych, na pokładzie Atmega 644PA-AU, przetwornik analogowo cyfrowy, układ FTDI FT232RL
- Układ detekcyjny, na pokładzie fotodioda krzemowa połączona z wejściem wzmacniacza transimpedancyjnego.
Postanowiłem nie publikować schematów elektrycznych układów.
Początkowo moja praca miała ograniczać się do modernizacji oprogramowania urządzenia (PC). Jednak zastosowanie dedykowanych układów elektronicznych pozwoliło na znaczne skrócenie procesu pomiaru z 8 godzin do 15 minut przy jednoczesnym polepszeniu jego rozdzielczości.
Układ do akwizycji danych monitoruje mechanikę przemieszczającą fantom podczas skanowania i odczytuje wartość natężenia wiązki w zadanych punktach fantomu. Początkowo cały proces pomiaru obsługiwany był przez PC, co wiązało się z długim czasem pomiaru. W finalnej wersji oprogramowanie na PC steruje jedynie mechaniką. Pomiarów natężenia dokonuje układ akwizycji danych zsynchronizowany za pomocą enkodera z ruchem ławy przesuwnej. W ten sposób wysyłam do programu dane pomiarowe podczas ruchu ławy.
W skrócie pierwotny układ pomiarowy można porównać do skanera, który skanuje obraz piksel po pikselu, wysyłając dane przed zmierzeniem kolejnego piksela. Moją wersję urządzenia można porównać do skanera, który dokonuję pomiaru całych linijek pikseli i na bieżąco zajmuję się ich wysyłaniem do programu nadzorującego.
Poniżej prezentuję układy elektroniczne (wykonane w firmie zewnętrznej):
- Układ detekcyjny:



- Układ akwizycji danych:


Płytki zostały zaprojektowane w Altium Designer 16
