FPGA-based control system for a chemical gas sensor

Abstract

Disseny, desenvolupament i verificació d'un sistema digital de control que ha de formar part d'un sensor químic de gasos basat en nanotecnología i components d'òxids metàl.lics. El treball implica treballar amb una placa de desenvolupament basat en FPGA, realitzant amb ella circuits de control, emmagatzematge i transmissió de dades procedents del sensor.

The objective of this thesis is to design, develop and validate a digital system which controls a metal-oxide (MOX) chemical gas sensor. The system is based on sigma-delta modulation and implements a control of the surface potential of the MOX sensor using UV light. The complete gas sensing system, which includes an FPGA-based digital controller, an analog interface board and the MOX sensor, is presented. The whole sensing system is designed to be portable an easy to reconfigure, adding computer software for easy interaction with the MOX sensor and reception, handling and storage of the experimental data. Experiments with Ethanol and NO_2 gases proving the system performance are presented and discussed.

El objetivo de esta tesis es diseñar, desarrollar y validar un sistema digital que controla un sensor de gases químico de óxido metálico (MOX). El control se basa en la modulación sigma-delta e implementa un control del potencial de superficie del sensor MOX mediante el uso de luz UV. Se presenta un sistema completo de detección de gases, que incluye un controlador digital, una placa de interfaz analógica y el sensor MOX. El sistema de detección está diseñado para ser portátil y fácil de reconfigurar, proveyendo un software informático para una fácil interacción con el sensor MOX, y para la recepción, manejo y almacenamiento de datos experimentales. Se presentan y discuten experimentos con los gases Etanol y NO_2 que prueban el rendimiento del sistema.

L'objectiu d'aquesta tesi és dissenyar, desenvolupar i validar un sistema digital que controla un sensor de gasos químics d?òxid metàl·lic (MOX). El sistema es basa en la modulació sigma-delta i implementa un control sobre el potencial de superfície del sensor MOX mitjançant l?ús de llum UV. Es presenta un sistema complet de detecció de gasos, que inclou un controlador digital, una placa d?interfície analògica i el sensor MOX. El sistema de detecció està dissenyat per a ser portàtil i fàcil de reconfigurar, proveïnt un programari informàtic per a una fàcil interacció amb el sensor MOX, i per a la recepció, maneig i emmagatzematge de les dades experimentals. Es presenten i es discuteixen experiments amb gasos Etanol i NO_2 que proven el rendiment del sistema.?