Analog Frontend

Prinzipschaltung des Messystems
Im Zuge des Projektes haben wir eine Messplatine entworfen. Um die Messplatine an das FPGA anzubinden, wurde diese mit einem sehr hohen Wannenstecker versehen, damit diese beim DE1-SoC Board direkt an den GPIO-Port angesteckt werden kann und über der Plexiglasvorrichtung sitzt. In Summe werden 30 digitale Leitungen benötigt. Hier erfüllt die Platine folgende Aufgaben:
  • LEDs für die Steuerleitungen der analogen MUXe
  • DIP-Switches um Steuerleitungen der analogen MUXe auf HIGH zu schalten
  • galvanische Trennung der Leitungen vom DE1-Board
  • Pull-Up-, bzw. Pull-Down-Widerstände für Eingänge
Anbindung_AN_DE1
EIT_Connector
Um nun die 16 Elektroden auf das DUT zu bekommen, wurde ein Connector-Board entworfen, aufdem sich vier 4-polige AUX-Stecker befinden. Über die AUX-Kabel können die Elektroden nun auf ein weiters Board mit den Anschlüssen für das DUT geführt werden.
Um die AUX-Kabel bzw. Elektrodenleitungen nun mit dem DUT zu verbinden wurde ein weiteres Board mit Goldbeschichtung (ENIG) entworfen. Dieses wurde als vier Teilringe mit je vier Elektroden designt. An jedem einzelnen Teilring sind vier AUX-Stecker platziert, sodass diese in alle Richtungen ausgerichtet sind. Die Ausrichtung hat den Sinn, damit alle Kabel beim Anstecken in dieselbe Richtung verlegt werden können.
EIT_Elektrode
EIT_Gesamt
Um nun den zu testenden Stoff vermessen zu können wurde mit einem 3D-Drucker eine Halterung für die Elektroden-Platinen gedruckt. Der Stoff kann über die Elektroden platziert werden und wird über einen weiteren Ring mittels Magnete auf die Elektroden gepresst. Der gesamte Aufbau (ohne externe Versorgungen der Platinen) ist auf folgendem Bild zu sehen.