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Título: Desenvolvimento de um sistema microcontrolado para a aquisição de bioimpedância
Título(s) alternativo(s): Development of a microcontrolled system for bioimpedance acquisition
Autor(es): Tumelero, Josimar
Orientador(es): Bertotti, Fabio Luiz
Palavras-chave: Composição corporal
Peso corporal - Avaliação
Microcontroladores
Processamento de sinais - Técnicas digitais
Body composition
Body weight - Rating of
Microcontrollers
Signal processing - Digital technique
Data do documento: 9-Jun-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: TUMELERO, Josimar. Desenvolvimento de um sistema microcontrolado para a aquisição de bioimpedância. 2016. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016.
Resumo: O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema microcontrolado para a aquisição de bioimpedância de tecido animal post-mortem. São apresentados os conceitos relacionados a bioimpedância e as características elétricas dos tecidos biológicos e técnicas de medição de bioimpedância, conceitos esses essenciais para o entendimento sistema proposto. Através de uma abordagem de processamento digital de sinais, é realizado um estudo dos principais métodos de filtragem e de processamento de sinais. A partir destas características, foi escolhido um microcontrolador da família STM32F4 da STMicroeletronics devido a sua disponibilidade e suas características de desempenho, sendo necessário para o cálculo da Transformada Discreta de Fourier com um menor tempo e custo para este sistema computacional. Através da transformada, são obtidos os fasores das componentes de frequência do sinal de excitação e resposta da bioimpedância. A partir desses fasores é possível realizar o cálculo da bioimpedância. Foram conduzidos experimentos utilizando modelos de bioimpedância com o intuito de avaliar a resposta do sistema de medição proposto. A partir destes experimentos foi obtida a faixa de medição do analisador, compreendendo frequências de 30 a 300 kHz, módulo da impedância de 100 Ω a 900 kΩ e fase de 0° a 180°, com erro de medição menor que 4 %, sendo o erro da fase até 10% para valores de fase menores que 1° e módulo acima de 200 kΩ. Por fim, os resultados são apresentados e comentados.
Abstract: This work presents the development of a microcontrolled system for the acquisition of bioimpedance of post-mortem animal tissue. I also presents the concepts related to bioimpedance and the electrical characteristics of biological tissues and bioimpedance measurement techniques, which are concepts essential for understanding the proposed system. From these features, a microcontroller from STMicroelectronics STM32F4 family was chosen because of its availability and its performance characteristics, which is necessary to calculate the Discrete Fourier Transform with less time and cost for this computer system. Through DFT it is obtained the frequency components of the excitation signal and response of the bioelectrical impedance. From these phasors it is possible to calculate the bioimpedance. Experiments were conducted using models of bioimpedance in order to evaluate the response of the proposed measurement system. From these experiments it was obtained the analyzer measurement range, comprising frequencies from 30 to 300 kHz, impedance module from 100 Ω to 900 K Ω and phase angle from 0° to 180°, with less measurement error than 4%, and phase error of up to 10% for phase lower than 1° and modulus above 200 kΩ. Finally, results are presented and commented.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15009
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