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Telemetría de bajo consumo para adquisición remota de datos fisiológicos
Juan F. Döppler
Laboratorio de Sistemas Dinámicos, Departamento de Física, FCEN, UBA
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Un poco de contexto: aves oscinas como modelo animal
● Etapas de aprendizaje análogas a humanos
● Mecanismos de producción similares
● Especies campeonas para estudio de mecanismos de aprendizaje y producción vocal
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Un ejemplo de medición: electromiografía
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Tráquea
Un ejemplo de medición: electromiografía
Bronquios
Labiossíríngeos
Músculo siríngeo ventral
Presión
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Tráquea
Un ejemplo de medición: electromiografía
Actividad eléctrica
- Baja amplitud- Ruido
Pre-amplificación
Bronquios
Labiossíríngeos
Músculo siríngeo ventral
Presión
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El desafío: mediciones con animales libres
• Tamaño: debe ser portable (~1cm x 2cm)• Peso: debe ser portable (debajo de 20% del peso)
• Bajo consumo• Autonomía (adquisición)
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Propuesta: adquisición remota en microSD usando microprocesador
Acondicionamiento (analógico)
Procesador:ADC > Trigger >
Adquisición > TransmisiónMemoria microSD
Señal
Protocolo de comunicación
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Propuesta: adquisición remota en microSD usando microprocesador
Acondicionamiento (analógico)
Procesador:ADC > Trigger >
Adquisición > TransmisiónMemoria microSD
Señal
Protocolo de comunicación
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Microprocesadores MSP430
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Microprocesadores MSP430
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Hello world: blinking led
Ingredientes:1) LED: output digital
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Ingredientes:1) LED: output digital2) Timing: ¿cómo cuento tiempo?
Hello world: blinking led
__delay_cycles(n); ~ wait de python → Mala idea en general
Timer + interrupciones!
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Interrupciones
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Hello world: blinking led
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Conversor analógico digital de 10 bits (ADC10)
1) Registra señales y devuelve un número de 10 bits (y tengo que hacer algo con esto!)2) Configurar inicio, reloj, referencia, rango, sample and hold time …3) Genera una interrupción cuando termina
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Comunicación con la tarjeta microSD: protocolo SPI
● Serial Peripheral Interface (SPI) es un protocolo de comunicación sincrónica.
● Soportado por SD (Secure Digital)
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Comunicación con la tarjeta microSD: protocolo SPI
● Serial Peripheral Interface (SPI) es un protocolo de comunicación sincrónica.
● Soportado por SD (Secure Digital)
Alguien ya lo programó!
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ADC10 ADC10MEM → 10 bitsSeñal
SPI → 1 byte
Resolución vs sampleo: 8 bits o 10 bits?
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Resolución vs sampleo: 8 bits o 10 bits?
ADC10 ADC10MEM → 10 bitsSeñal
SPI → 1 byte
1.92V
0V = 03.7V = 1023
530 = 10 0001 0010 1000 0100 + 10
Envío 8 bits
Envío 8 bits + 2 bits
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Flujo del programa
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Flujo del programa
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Problemas y desafíos
• Abrir archivos es muy lento: escribimos directamente en bytes• Hay que saber cómo se grabaron los datos para poder leerlos• Muy poco RAM: 512 bytes• El manejo de la tarjeta limita la frecuencia de adquisición• Tiempos muertos y lo que los fabricantes no dicen, ruidos y demás• Baterías LiPo (de peso razonable) permiten ~7hs de adquisición continua
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¡Gracias!