Bài Giảng Vi Hệ Thống ( Chương Trình Kỹ Sư Chất Lượng Cao ) CLC

Vi hệ thống (chương trình Kỹ sư CLC ) Vi hệ thống Nội dung môn học Khái niệm chung vi hệ thống Cấu chúc chung hệ thống ño lường Khái niệm vi hệ thống – đo lường Phân loại Các cơng nghệ vi hệ thống Vi hệ thống Cơng nghệ vi điện tử LIGA Vi ñiện tử - MEMS Quang ñiện tử - Optoelectronic Màng sinh học, thẩm thấu Vi hệ thống Nội dung môn học Các vi hệ thống cụ thể Vi hệ thống biến ñổi lượng Vi hệ thống truyền tin Camera & máy ảnh số Vi cảm biến Cảm biến y sinh – Biosensor Bộ chấp hành vi Vi hệ thống khả lập – PSoC Tài liệu tham khảo Bài giảng vi hệ thống – Nguyễn Trọng Quế Intelligent Sensor System – John Brignell Vi hệ thống § Cái nhìn bao quát vi hệ thống Chức -Biến đổi -Xử lý tín hiệu -Xử lý số liệu -Điều khiển -Công nghệ vi điện tử -Truyền tin -Công nghệ vi gia công Kết cấu -Công nghệ nano -Cơng nghệ gia cơng hố lý -Kết cấu điện -Kết cấu quang điện -Kết cấu hố điện Cơng nghệ Vi hệ thống -Kết cấu sinh học điện Vi hệ thống § Ví dụ vi hệ thống Hệ thống điện/điện tử vĩ mơ Hệ thống vi điện tử - MEMS Ơ tơ DENSO (TOYOTA) dài 4,8 mm (1/1000 kích thước thật), trang bị động mơ-tơ kích thước 0,67 mm, quấn dây đồng đường kính 18 µm, hoạt động theo ngun lý điện từ, đạt tốc độ 600 vịng/phút (∼ 5÷6 mm/s) Vi h thng thc Kớch th (0.1àm 100àm) Đ Vớ dụ vi hệ thống (tiếp) Vi hệ thống § Ví dụ vi hệ thống (tiếp) Resonator Microswitch Vi hệ thống Micro-SAW Surface Acoustic Wave Vi hệ thống Bio-MEMS Micro-components Vi gương (projector…) Vi hệ thống § Ví dụ vi hệ thống (tiếp) Vi hệ thống Vi hệ thống Vi hệ thống 10 Vi hệ thống 3.5 Vi cảm biến y sinh Lực dịch chuyển F ( ∆) = k∆ 3Eπ D 3E k= 64 H Tỉ lệ diện tích AP = Vi hệ thống π D2 L2 Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.5 Vi cảm biến y sinh ðo lực kết dính tế bào Vi hệ thống Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.5 Vi cảm biến y sinh Vi vận chuyển thuốc Vi hệ thống Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.5 Vi cảm biến y sinh Tấm dán ñiều trị Vi hệ thống Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.5 Vi cảm biến y sinh Vi kim Vi hệ thống Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.5 Vi cảm biến y sinh Vi bơm Typical Voltage: 1-20 V Typical Pump Freq: 1-2 Hz Inlet Valve ε = δV/ V0 = compression ratio Outlet Valve “Dead Volume” (V0) Pumping Chamber Stroke Volume (δV) Actuation Chamber Flexible Membrane Resistive Heater Vi hệ thống 10 Trapped Fluid Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.6 Bộ chấp hành vi
Bộ chấp hành (dẫn động, kích động, truyền ñộng - Actuator) cấu trúc biến ñổi dạng lượng cơ, quang, nhiệt, điện, từ, hóa học, sinh học thành lượng học, tạo chuyển ñộng ⇔ trình ñiều khiển
Kết q trình tác động (hành ñộng) dạng: + Ngăn cản (blocking) + Kẹp chặt (clamping) + Kéo ñẩy (ejecting) Vi hệ thống 11 Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.6 Bộ chấp hành vi Kéo đẩy Vi hệ thống 12 Nguyễn Hồng Nam Vi hệ thống 3.6 Bộ chấp hành vi Chuyển động thẳng Vi hệ thống 13 Nguyễn Hồng Nam Vi hệ thống 3.6 Bộ chấp hành vi Chuyển động cong Vi hệ thống 14 Nguyễn Hồng Nam Vi hệ thống 3.6 Bộ chấp hành vi Vi tay gắp Vi hệ thống 15 Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.7 Vi hệ thống khả lập PSoC Ý tưởng thiết kế hệ thống khơng cần nhiều ngoại vi như: - Khuyếch đại thuật tốn, khuyếch đại đo lường đảo hay khơng đảo, khuyếch ñại với hệ số khuyếch ñại lập trình ñược - Lọc, phát tín hiệu - Nguồn ổn áp - ADC/DAC - ðếm, định thời gian - Các phép tính tóan - Khối truyền tin Vi hệ thống 16 Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.7 Vi hệ thống khả lập PSoC ðo truyền tin Vi hệ thống 17 Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.7 Vi hệ thống khả lập PSoC Vận chuyển thực thi Vi hệ thống 18 Nguyễn Hoàng Nam Vi hệ thống 3.7 Vi hệ thống khả lập PSoC Accelerometer Gyrometer Vi hệ thống 19 Nguyễn Hoàng Nam