Ανάπτυξη ηλεκτρονικού βιοαισθητήρα

Καπερώνη, Φρειδερίκη; Kaperoni, Freideriki

dc.contributor.author	Καπερώνη, Φρειδερίκη	el
dc.contributor.author	Kaperoni, Freideriki	en
dc.date.accessioned	2022-04-18T11:32:18Z
dc.date.available	2022-04-18T11:32:18Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55109
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22807
dc.rights	Default License
dc.subject	SARS-CoV-2	el
dc.subject	Πυκνωτής ενδοδιαπλεκόμενων ηλεκτροδίων	el
dc.subject	Χωρητικότητα	el
dc.subject	Κύκλωμα συντονισμού	el
dc.subject	ESP32	en
dc.subject	SARS-CoV-2	en
dc.subject	Interdigitated capacitor	en
dc.subject	Capacity	en
dc.subject	Resonance circuit	en
dc.subject	ESP32	en
dc.title	Ανάπτυξη ηλεκτρονικού βιοαισθητήρα	el
dc.title	Development of an electronic biosensor	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρονική	el
heal.classification	Βιοϊατρική	el
heal.classification	Electronics	en
heal.classification	Biomedical	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-09-20
heal.abstract	Σκοπός της εργασίας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη της συμπεριφοράς ενός πυκνωτή ενδοδιαπλεκόμενων ηλεκτροδίων ο οποίος μπορεί να ενσωματωθεί σε έναν αισθητήρα μέτρησης του κορονοϊού SARS-CoV-2. Ο εν λόγω πυκνωτής έχει την ιδιότητα αλλαγής της χωρητικότητάς του ανάλογα με το είδος, την περιεκτικότητα και την ποσότητα του υλικού που εναποτίθεται στην επιφάνειά του. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας, πραγματοποιήθηκε μελέτη της δομής του κορονοϊού SARS-CoV-2 και μάλιστα των σωματιδίων που τον αποτελούν με ιδιαίτερη έμφαση στην γλυκοπρωτεΐνη αιχμής (S) μέσω της οποίας πραγματοποιείται η είσοδος των κορωνοϊών στα κύτταρα ξενιστές. Ως κυτταρικός υποδοχέας έχει αναγνωριστεί το ένζυμο μετατροπής αγγειοτενσίνης 2 (ACE2) αφού παρέχει ιική είσοδο στα ανθρώπινα κύτταρα μέσω της σύνδεσής του με την γλυκοπρωτεΐνη S. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε ενδελεχής μελέτη της δομής και της χωρητικότητας του πυκνωτή ενδοδιαπλεκόμενων ηλεκτροδίων καθώς και μερικών κυκλωμάτων μέτρησης της χωρητικότητάς του με διάφορες τεχνικές όπως την μέτρηση της σταθεράς χρόνου φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή, την χρήση του χρονιστή 555, την χρήση τελεστικών ενισχυτών και την μέθοδο του συντονισμού. Η κάθε μία τεχνική δύνανται να προτιμηθεί ανάλογα τις ανάγκες του κυκλώματος και ανάλογα της τάξης μεγέθους της χωρητικότητας του πυκνωτή. Η μελέτη αυτή επεκτάθηκε και στην περιγραφή των αναγκαίων μικροελεγκτών και των λειτουργιών τους που απαιτεί ένα κύκλωμα για να μπορεί να μετρήσει την χωρητικότητα ενός πυκνωτή. Στο πειραματικό μέρος της εργασίας, πραγματοποιήθηκε ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη αλλά και η κατασκευή πυκνωτή ενδοδιαπλεκόμενων ηλεκτροδίων. Μελετήθηκε η συμπεριφορά του μέσω κάποιων πειραματικών μετρήσεων, σε κυκλώματα RC και LC αφού προηγήθηκε η μελέτη της συμπεριφοράς των απλών συμβατικών πυκνωτών σε αντίστοιχα κυκλώματα. Στόχος ήταν ανάλογα με την ποσότητα και την περιεκτικότητα του υγρού που εναποτίθεται στην επιφάνειά του να μπορεί να ανιχνευθεί η αλλαγή της χωρητικότητάς του μέσω ενός κυκλώματος συντονισμού που θα περιγραφεί αναλυτικά στην πορεία. Τέλος, παρουσιάζεται η κατασκευή ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος βασισμένο σε έναν μικροελεγκτή της οικογένειας μικροελεγκτών ESP32, το οποίο έχει την δυνατότητα παραγωγής σήματος μεταβλητής συχνότητας αλλά και εμφάνισης της απόκρισης ενός κυκλώματος σε μία συσκευή όπως σε έναν υπολογιστή.	el
heal.abstract	The purpose of the dissertation was to study the behavior of an interdigitated capacitor that can be integrated into a SARS-CoV-2 coronavirus measuring sensor. The capacitor has the property of changing its capacitance depending on the type, content and amount of material deposited on its surface. In the theoretical part of the dissertation, a study was performed on the structure of the coronavirus SARS-CoV-2 and the particles that compose it with special emphasis on the spike glycoprotein (S) through which the coronaviruses enter the host cells. The angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) has been identified as a cellular receptor since it provides viral entry into human cells by binding to s glycoprotein. Furthermore, there was a thorough study of the structure and capacitance of the interdigitated capacitor as well as some circuits of measuring its capacitance with various techniques such as measuring the charging and discharging time of the capacitor, the use of the 555 timer, the use of the operational amplifier method and the method of resonance. Each technique may be preferred depending on the needs of the circuit and depending on the magnitude of the capacitance of the capacitor that is to be measured. This study was extended to the description of the necessary microcontrollers and their functions required by a circuit to be able to measure the capacitance of a capacitor. In the experimental part of the dissertation, it was carried out the design, the development and the construction of an interdigitated capacitor. Its behavior was studied through some experimental measurements, in RC and LC circuits after the study of the behavior of simple conventional capacitors in respective circuits. The aim was, depending on the amount and content of the liquid deposited on its surface, to be able to detect the change in its capacitance through a resonant circuit that will be described in detail along the way. Finally, the construction of an electronic circuit based on a microcontroller of the ESP32 family of microcontrollers which has the ability to generate a variable frequency signal and display the response of a circuit on a device such as a computer is presented.	en
heal.advisorName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Ματσόπουλος, Γιώργος	el
heal.committeeMemberName	Τσαραμπάρης, Παναγιώτης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής. Εργαστήριο Μικροηλεκτρονικής και Ηλεκτρονικών Αισθητήρων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	103 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false