Electrónica para Micro-Sistemas Biomédicos e Multimédia
Código
10286
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Electrotécnica
Créditos
6.0
Professor responsável
João Pedro Abreu de Oliveira
Horas semanais
4
Total de horas
56
Língua de ensino
Português
Objectivos
Pretende-se nesta UC que os alunos aprofundem os seus conhecimentos no projeto de micro-sistema electrónicos para o domínio das aplicações sensoriais biomédicas e de multimédia. Tratando-se de uma disciplina de electrónica avançada será objetivo que o aluno adquira uma nível de conhecimento especializado e de vanguarda neste domínio que lhe sustenta a sua capacidade de reflexão original, consciência crítica e visão sobre as interligações entre as várias áreas. Para um efetivo aproveitamento destes conhecimentos especializados, pressupõe-se o desenvolvimento de um conjunto de aptidões, designadamente a capacidade de interligar e integrar informação de diversas IGNOREes, capacidade para distinguir as especificações que são verdadeiramente críticas para o sistema, forte capacidade de adaptação às ferramentas de projeto de circuitos, facilidade de expressão. O nível de competências adquiridas deverão refletir capacidade de gestão de projeto com grau de complexidade crescente, capacidade de inovação demonstrando domínio das ferramentas de projeto. Do ponto de vista das competências não estritamente técnicas, pretende-se que o aluno apresente capacidade de trabalhar em equipa, com gestão de tempo eficaz sendo outro factor importante a qualidade e clareza da apresentação oral dos projetos. Deverá, ainda, demonstrar a capacidade de resolução de problemas com respectiva avaliação crítica de uma solução.
Pré-requisitos
- Conhecimentos consolidados de eletrónica, processamento de sinal, bases de programação e comunicação digital
Conteúdo
1. Introdução aos micro-sistemas electrónicos para aplicações biomédicas e multimédia
1.1. Arquitetura modular
1.2. Microcontrolador versus microprocessador (ARM)
2. Sinais biomédicos e multimédia
2.1. ECG, EEG, EMG; Sistemas de monitorização
2.2. Sinal de áudio e vídeo
2.3. Conversão analógica-digital aplicada neste domínio
2.4. processamento digital de sinal
3. Sensores / actuadores para aplicações biomédicas e multimédia
3.1. Temperatura, humidade, pressão, luz/radiação luminosa
3.2. elétrodos de medida
3.3. microfone
3.4. webcam
3.5. LED
4. Gestão de consumo
4.1. optimização com recurso a técnicas de duty-cycling
4.2. Caracterização de baterias e respectivo carregamento
5. Redes de comunicação de âmbito pessoal e de curta distância (Body Area Networks)
5.1. Bandas ISM, MIC e WMTS, Standards zigbee, Ant+;
5.2. transreceptores digitais baseado em ASK e FSK
Projeto de um micro-sistema e procedimentos de dimensionamento
Bibliografia
1- John G. Webster, Editor, “Medical Instrumentation, Application and Design”, John Wiley & Sons, 2010
2- K. Iniewski, Editor, “VLSI Circuits for Biomedical Applications”, Artech House, 2008
3- R. Sarpeshkar, “Ultra-low Power Biolectronics”, Cambridge University Press, 2010
Método de ensino
Exposição da matéria baseada em aulas com perfil de sessão de trabalho promovendo-se a participação ativa. A exposição é suportada em informação escrita no quadro, sincronizada com slides (incluindo animações multimédia). Promove-se a utilização de meios de e-learning (moodle). A exposição de cada um dos tópicos é suportada/complementada com a análise e apresentação de casos reais demonstrando a exequibilidade das técnicas apresentadas.
Estratégia “hands-on”: projeto de nó sensor ou multimédia em equipa com definição de responsabilidades individuais. Este projeto tem duração do semestre, registando-se continuamente o desempenho demonstrado pelo estudante (através de relatórios parciais, relatório/artigo e discussão final). É a partir desta avaliação contínua que se obtém a classificação final do aluno. Escrita de relatório e/ou artigo científico dando grande relevância à exposição dos problemas e respetiva resolução.
Método de avaliação
Avaliação contínua baseada em projecto a realizar ao longo de todo o semestre.
Projeto elaborado ao longo do semestre em duas fases com avaliação:
- Entrega da primeira fase do projeto : 20% da nota final
- Entrega do projeto final com apresentação oral e discussão: 80%