Software-Entwicklung für eine Datenerfassungsplattform zur Aufnahme vonanalogen, biomedizinischen Sensorsignalen auf der Basis eines Arduino Dues

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Software-Entwicklung für ein Board zur Aufnahme und Speicherung von analogen, biomedizinischen Sensorsignalen und zur Ansteuerung von Aktoren. Die Hardware wird durch ein Arduino Due Board auf Basis eines ARM Cortex M3 Mikrocontroller (μC) und eine von Dräger produzierte zusätzliche Aufsteckplatine realisiert. Durch dieses sogenannte 24-Bit-Shield wird das Arduino Due Board unter anderem um einen hochauflösenden 24-Bit-Analog-to-Digital-Converter des Typs ADS1256 und einen SD-Karten-Slot erweitert. Ziel ist es mit der entwickelten Software ein mobiles, kostengünstiges System bereit zu stellen, das sowohl zur Aufnahme von analogen, biomedizinischen Signalen bei Langzeittests, als auch zur Realisierung kleiner Regelkreise verwendet werden kann. Die Umsetzung der Softwareanforderungen für die Datenerfassungsplattform in Quellcode wurde durch die Entwicklungsumgebung „Atmel Studio 6.2“ in der Programmiersprache C realisiert. Es werden die Grundlagen und die Implementierung der Kommunikationsschnittstelle Serial Peripheral Interface, des Analog-to-Digital-Converter, der SD-Karte, des Dateisystems File-Allocation-Table-32 und der Ansteuerung von Aktoren über Pulsweitenmodulation beschrieben. Dabei wird auf die notwendigen Initialisierungen und die Anwendung der entwickelten Software eingegangen.