Publicação
Sistema de leitura de uma matriz piezoresistiva para próteses inteligentes
| Resumo: | Os sistemas de sensorização têm vindo a crescer exponencialmente nas últimas décadas, devido à descoberta de novos materiais e novas técnicas para a construção de sensores, aliado ao fato da crescente inovação e evolução da eletrónica. Neste sentido vários estudos têm sido realizados com o objetivo de conseguir introduzir diferentes sensores nos mais variados meios e aplicados às mais variadas grandezas, com a capacidade de interagirem e de se conectarem com os objetos do mundo, de um modo sensorial e inteligente, a este novo conceito dá-se o nome de Internet of Things. Com a descoberta de variados materiais orgânicos, como é o exemplo dos materiais poliméricos, estes tem sido fortemente usados em aplicações eletrónicas associadas às mais variadas áreas de desenvolvimento, como por exemplo a Biologia, a Medicina, Eletrónica de Consumo, entre outras. Um dos tipos de sensores que apresentam um excelente potencial de aplicação em áreas como a biomedicina são os sensores piezoresistivos. Como tal, a principal motivação desta dissertação é o uso das propriedades deste tipo de sensores para o estudo e desenvolvimento de uma matriz de sensores piezoresistivos flexível e desenvolvimento do respetivo sistema de leitura, para uma posterior introdução numa prótese de transfemural. Pretende-se que este sistema de sensores seja capaz de mapear as zonas onde serão aplicadas as forças na matriz bem como a respetiva grandeza dessa força, de forma a ser possível dar informação a um microcontrolador, que por sua vez comunicará com um computador podendo assim os dados ser analisados e por consequência usados para diferentes funções da prótese. Uma das particularidades deste sensor é o fato de este ser desenvolvido com recurso a eletrónica impressa num substrato flexível, facilitando assim a sua integração em diferentes meios, como por exemplo no interior de uma prótese transfemural. O método usado para a impressão dos sensores foi o screen printing, produzindo assim uma matriz (4x4) de interdigitados à base de nanopartículas de prata para posterior deposição do material piezoresistivo baseado em nanotubos de carbono. No final foi desenvolvido todo o sistema de leitura e respetivo software de análise, capaz de mapear zonas de pressão na matriz bem como a grandeza desta mesma pressão, tendo sido todos os objetivos atingidos. |
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| Autores principais: | Alves, Júlio Manuel Martins |
| Assunto: | Sensorização Internet of things Sensores piezoresistivos impressos Sensores flexíveis Screen printing Sensorization Internet of things Printed piezoresistive sensors Flexible sensors |
| Ano: | 2015 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Os sistemas de sensorização têm vindo a crescer exponencialmente nas últimas décadas, devido à descoberta de novos materiais e novas técnicas para a construção de sensores, aliado ao fato da crescente inovação e evolução da eletrónica. Neste sentido vários estudos têm sido realizados com o objetivo de conseguir introduzir diferentes sensores nos mais variados meios e aplicados às mais variadas grandezas, com a capacidade de interagirem e de se conectarem com os objetos do mundo, de um modo sensorial e inteligente, a este novo conceito dá-se o nome de Internet of Things. Com a descoberta de variados materiais orgânicos, como é o exemplo dos materiais poliméricos, estes tem sido fortemente usados em aplicações eletrónicas associadas às mais variadas áreas de desenvolvimento, como por exemplo a Biologia, a Medicina, Eletrónica de Consumo, entre outras. Um dos tipos de sensores que apresentam um excelente potencial de aplicação em áreas como a biomedicina são os sensores piezoresistivos. Como tal, a principal motivação desta dissertação é o uso das propriedades deste tipo de sensores para o estudo e desenvolvimento de uma matriz de sensores piezoresistivos flexível e desenvolvimento do respetivo sistema de leitura, para uma posterior introdução numa prótese de transfemural. Pretende-se que este sistema de sensores seja capaz de mapear as zonas onde serão aplicadas as forças na matriz bem como a respetiva grandeza dessa força, de forma a ser possível dar informação a um microcontrolador, que por sua vez comunicará com um computador podendo assim os dados ser analisados e por consequência usados para diferentes funções da prótese. Uma das particularidades deste sensor é o fato de este ser desenvolvido com recurso a eletrónica impressa num substrato flexível, facilitando assim a sua integração em diferentes meios, como por exemplo no interior de uma prótese transfemural. O método usado para a impressão dos sensores foi o screen printing, produzindo assim uma matriz (4x4) de interdigitados à base de nanopartículas de prata para posterior deposição do material piezoresistivo baseado em nanotubos de carbono. No final foi desenvolvido todo o sistema de leitura e respetivo software de análise, capaz de mapear zonas de pressão na matriz bem como a grandeza desta mesma pressão, tendo sido todos os objetivos atingidos. |
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