Un analizador de espectrometría de impedancia basado en FRA de varios canales basado en un microcontrolador multicore de bajo costo
Autores: Sanchez-Gonzalez, Arturo; Medrano, Nicolas; Calvo, Belen; Martinez, Pedro A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un analizador de espectrometría de impedancia basado en FRA de varios canales basado en un microcontrolador multicore de bajo costo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Espectrometría de impedancia
Analizador de respuesta en frecuencia
Detección sensible a la fase
Paralelización
Caracterización de múltiples muestras
Plataforma multinúcleo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La espectrometría de impedancia (IS) es una técnica de caracterización en la que se aplica una señal de voltaje o corriente a una muestra en prueba para medir su comportamiento eléctrico en un rango de frecuencia determinado, obteniendo su impedancia característica compleja. El Analizador de Respuesta en Frecuencia (FRA) es una técnica de IS basada en Detección Sensible a la Fase (PSD) para extraer la respuesta real e imaginaria de la muestra en cada señal de entrada, lo que presenta ventajas en comparación con algoritmos basados en FFT (Transformada Rápida de Fourier) en términos de complejidad y velocidad. La paralelización de esta técnica ha demostrado ser fundamental en la caracterización de múltiples muestras, reduciendo el tamaño de la instrumentación y acelerando los procesos de análisis en aplicaciones biotecnológicas o químicas, por ejemplo. Este trabajo presenta un sistema IS basado en FRA de múltiples canales desarrollado en una plataforma de microcontrolador multicore de bajo costo que tanto genera las señales de excitación requeridas como adquiere y procesa los datos del sensor de salida con un número mínimo de componentes pasivos externos, proporcionando mediciones de impedancia precisas. Con una configuración adecuada, el uso de esta solución multicore permite caracterizar varias muestras de impedancia en paralelo, reduciendo el tiempo de medición. Además, la arquitectura propuesta es fácilmente escalable.
Descripción
La espectrometría de impedancia (IS) es una técnica de caracterización en la que se aplica una señal de voltaje o corriente a una muestra en prueba para medir su comportamiento eléctrico en un rango de frecuencia determinado, obteniendo su impedancia característica compleja. El Analizador de Respuesta en Frecuencia (FRA) es una técnica de IS basada en Detección Sensible a la Fase (PSD) para extraer la respuesta real e imaginaria de la muestra en cada señal de entrada, lo que presenta ventajas en comparación con algoritmos basados en FFT (Transformada Rápida de Fourier) en términos de complejidad y velocidad. La paralelización de esta técnica ha demostrado ser fundamental en la caracterización de múltiples muestras, reduciendo el tamaño de la instrumentación y acelerando los procesos de análisis en aplicaciones biotecnológicas o químicas, por ejemplo. Este trabajo presenta un sistema IS basado en FRA de múltiples canales desarrollado en una plataforma de microcontrolador multicore de bajo costo que tanto genera las señales de excitación requeridas como adquiere y procesa los datos del sensor de salida con un número mínimo de componentes pasivos externos, proporcionando mediciones de impedancia precisas. Con una configuración adecuada, el uso de esta solución multicore permite caracterizar varias muestras de impedancia en paralelo, reduciendo el tiempo de medición. Además, la arquitectura propuesta es fácilmente escalable.