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Drahtlose Zungendruckmessung

Röse, Andreas (2001):
Drahtlose Zungendruckmessung.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

In der kieferorthopädischen Forschung sind Druckmessungen im Mund eines Menschen und insbesondere die Messung des Drucks der Zunge gegen den Gaumen von großer Bedeutung. Die vorliegende Studienarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Telemetriesystems als Weiterentwicklung eines bestehenden drahtgebundenen Meßsystems für diese Größe.

In dieser Studienarbeit wurden verschiedene Prinzipien für eine drahtlose Messung untersucht und bewertet, sowie ein funktionsfähiges Meßsystem aufgebaut. In dem realisierten System werden Druckwerte von vier piezoresistiven Siliziumdruckdice mittels eines einzigen Microcontrollers aufgenommen und in digitale Daten gewandelt. Abtastraten von 50Hz pro Drucksensor werden erreicht. Eine ausreichend hohe Quantisierung (14Bit) der Sensorspannungen erlaubt das nachträgliche Kalibrieren der Sensoren am PC unabhängig von ihren Fertigungstoleranzen. Die Auflösung der Drücke liegt bei 1mBar in einem Bereich von -200mBar bis 200mBar.

Die drahtlose Übertragung der im Mund aufgenommenen Druckdaten erfolgt mittels eines UHF-Senders und -Empfängers im freigegebenen 433MHz ISM-Band (ISM = Industrial Scientific Medical) mit einer Sendeleistung von 0,1mW. Unter günstigen Bedingungen können Entfernungen von mehreren Metern drahtlos überbrückt werden. Der UHF-Sender mit Sendeantenne wurde während der Arbeit in einer Computersimulation in seinen Auswirkungen auf den menschlichen Organismus charakterisiert.

Eine Schnittstellenelektronik prüft die empfangenen Signale mittels einer Checksumme auf Gültigkeit und nimmt eine Pegelanpassung an den seriellen RS232-Standard vor.

Das korrekte Anzeigen der Daten und die Kalibrierung der Sensoren am PC wurde mit der Programmiersprache LabView erfolgreich getestet. Die im Mund befindliche Elektronik wurde in 3 Baugruppen aufgebaut. Alle diese Baugruppen wurden weitgehend miniaturisiert.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2001
Creators: Röse, Andreas
Title: Drahtlose Zungendruckmessung
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In der kieferorthopädischen Forschung sind Druckmessungen im Mund eines Menschen und insbesondere die Messung des Drucks der Zunge gegen den Gaumen von großer Bedeutung. Die vorliegende Studienarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Telemetriesystems als Weiterentwicklung eines bestehenden drahtgebundenen Meßsystems für diese Größe.

In dieser Studienarbeit wurden verschiedene Prinzipien für eine drahtlose Messung untersucht und bewertet, sowie ein funktionsfähiges Meßsystem aufgebaut. In dem realisierten System werden Druckwerte von vier piezoresistiven Siliziumdruckdice mittels eines einzigen Microcontrollers aufgenommen und in digitale Daten gewandelt. Abtastraten von 50Hz pro Drucksensor werden erreicht. Eine ausreichend hohe Quantisierung (14Bit) der Sensorspannungen erlaubt das nachträgliche Kalibrieren der Sensoren am PC unabhängig von ihren Fertigungstoleranzen. Die Auflösung der Drücke liegt bei 1mBar in einem Bereich von -200mBar bis 200mBar.

Die drahtlose Übertragung der im Mund aufgenommenen Druckdaten erfolgt mittels eines UHF-Senders und -Empfängers im freigegebenen 433MHz ISM-Band (ISM = Industrial Scientific Medical) mit einer Sendeleistung von 0,1mW. Unter günstigen Bedingungen können Entfernungen von mehreren Metern drahtlos überbrückt werden. Der UHF-Sender mit Sendeantenne wurde während der Arbeit in einer Computersimulation in seinen Auswirkungen auf den menschlichen Organismus charakterisiert.

Eine Schnittstellenelektronik prüft die empfangenen Signale mittels einer Checksumme auf Gültigkeit und nimmt eine Pegelanpassung an den seriellen RS232-Standard vor.

Das korrekte Anzeigen der Daten und die Kalibrierung der Sensoren am PC wurde mit der Programmiersprache LabView erfolgreich getestet. Die im Mund befindliche Elektronik wurde in 3 Baugruppen aufgebaut. Alle diese Baugruppen wurden weitgehend miniaturisiert.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Datenübertragung induktiv, Datenübertragung Ultraschall, Druckmessung im Mund, Drucksensoren Piezoresistiv, Mikrocontroller AT90S2313, Mikrocontroller XE88LC01, Telemetrie, UHF-Datenübertragung
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 07 Sep 2011 16:36
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1490

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 21-05-2001

Ende Datum: 24-08-2001

Querverweis: Projektseminar 18.282.4.2 S98, 17/24 EMKS 1427

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 1490
Referees: Müller, Dipl.-Ing. Ralf and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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