Sterowanie spektrofotometrem fluorescencyjnym

Klient

Szwajcarska firma zajmująca się produkcją urządzeń dla branży MedTech.

Wyzwania

Stworzenie oprogramowania firmware dla dedykowanego mikrokontrolera (STM32) w platformie do analizy próbek medycznych. System wymagał absolutnej precyzji i powtarzalności w operacjach mechanicznych i optycznych. Główne wyzwanie polegało na perfekcyjnej synchronizacji podsystemu ruchu (silniki krokowe) z podsystemem akwizycji danych (laser i sensor), jednocześnie odciążając główny procesor aplikacyjny (Sitara) od zadań czasu rzeczywistego.

Rozwiązanie

Opracowałem moduły oprogramowania opartego o SafeRTOS (FreeRTOS) dla mikrokontrolera STM32, które zarządzało całym procesem pomiarowym.

Precyzyjny Kontroler Ruchu (Motion Control):

Zaimplementowałem sterowniki dla silników krokowych odpowiedzialnych za transport kardridża z próbką.

Opracowałem algorytmy profili przyspieszenia (S-curve), aby zapewnić płynny, szybki i pozbawiony wibracji ruch, co było krytyczne dla integralności próbki.

Podsystem Optycznej Akwizycji Danych:

Stworzyłem niskopoziomowe sterowniki dla DAC (przetwornika C/A), który precyzyjnie kontrolował moc lasera naświetlającego próbkę.

Zarządzałem szybkim przetwornikiem ADC (A/D), który odczytywał wartość wypromieniowanego światła (fluorescencji), stanowiącą surowy wynik pomiaru.

Most Danych do Procesora Aplikacyjnego:

Zaprojektowałem i zaimplementowałem wysokowydajny, transakcyjny protokół komunikacyjny oparty o magistralę SPI.

Protokół ten zapewniał strumieniowe przesyłanie zebranych danych (z ADC) oraz przyjmowanie komend (np. “rozpocznij skan”) z głównego procesora Sitara, gwarantując integralność danych.

Rezultat

Dostarczony firmware przekształcił mikrokontroler STM32 w niezawodny, precyzyjny “control plane” dla urządzenia. Gwarantował on powtarzalność mechaniczną i pomiarową na poziomie wymaganym przez standardy IVD. Czysty interfejs SPI pozwolił na szybką integrację z aplikacją główną i przyspieszył proces walidacji całego systemu.

Użyte Technologie:

MCU: Rodzina STM32 (np. F4/L4) Język: C System: SafeRTOS (FreeRTOS) Koncepty: Motion Control (Silniki Krokowe), Profile Przyspieszenia, Sterowniki DAC/ADC, Akwizycja Danych Czasu Rzeczywistego, DMA, Interrupts Magistrale: SPI, I2C, DAC, UART Branża: MedTech / IVD