Sensor de glicose polarimétrico

Esta tese tem como principal objectivo a investigação teórica e experimental do desempenho de um sensor polarimétrico baseado num cristal líquido para medição da concentração de glicose. Recentemente uma série de sensores polarimétricos baseados em cristais líquidos foram propostos na literatura e receberam considerável interesse devido as suas características únicas. De facto, em comparação com outros moduladores electro-ópticos, o cristal líquido funciona com tensões mais baixas, tem baixo consumo de energia e maior ângulo de rotação. Além disso, este tipo de polarímetro pode ter pequenas dimensões que é uma característica interessante para dispositivos portáteis e compactos. Existem por outro lado algumas desvantagens, nomeadamente o facto do desempenho do polarímetro ser fortemente dependente do tipo de cristal líquido e da tensão a ele aplicada o que coloca desafios na escolha dos parâmetros óptimos de operação. Esta tese descreve o desenvolvimento do sensor polarimétrico, incluindo a integração dos componentes de óptica e electrónica, os algoritmos de processamento de sinal e um interface gráfico que facilita a programação de diversos parâmetros de operação e a calibração do sensor. Após a optimização dos parâmetros de operação verificou-se que o dispositivo mede a concentração da glicose em amostras com uma concentração de 8 mg/ml, com uma percentagem de erro inferior a 6% e um desvio padrão de 0,008o. Os resultados foram obtidos para uma amostra com percurso óptico de apenas 1 cm.

Projecto de um conversor redutor CC-CC comutado para SoC

A evolução da tecnologia CMOS tem possibilitado uma maior densidade de integração de circuitos tornando possível o aumento da complexidade dos sistemas. No entanto, a integração de circuitos de gestão de potência continua ainda em estudo devido à dificuldade de integrar todos os componentes. Esta solução apresenta elevadas vantagens, especialmente em aplicações electrónicas portáteis alimentadas a baterias, onde a autonomia é das principais características. No âmbito dos conversores redutores existem várias topologias de circuitos que são estudadas na área de integração. Na categoria dos conversores lineares utiliza-se o LDO (Low Dropout Regulator), apresentando no entanto baixa eficiência para relações de conversão elevadas. Os conversores comutados são elaborados através do recurso a circuitos de comutação abrupta, em que a eficiência deste tipo de conversores não depende do rácio de transformação entre a tensão de entrada e a de saída. A diminuição física dos processos CMOS tem como consequência a redução da tensão máxima que os transístores suportam, impondo o estudo de soluções tolerantes a “altatensão”, com o intuito de manter compatibilidade com tensões superiores que existam na placa onde o circuito é incluído. Os sistemas de gestão de energia são os primeiros a acompanhar esta evolução, tendo de estar aptos a fornecer a tensão que os restantes circuitos requerem. Neste trabalho é abordada uma metodologia de projecto para conversores redutores CCCC comutados em tecnologia CMOS, tendo-se maximizado a frequência com vista à integração dos componentes de filtragem em circuito integrado. A metodologia incide sobre a optimização das perdas totais inerentes à comutação e condução, dos transístores de potência e respectivos circuitos auxiliares. É apresentada uma nova metodologia para o desenvolvimento de conversores tolerantes a “alta-tensão”.

Projecto de um regulador linear de tensão: LDO

Os reguladores de tensão LDO são utilizados intensivamente na actual indústria de electrónica, são uma parte essencial de um bloco de gestão de potência para um SoC. O aumento de produtos portáteis alimentados por baterias levou ao crescimento de soluções totalmente integradas, o que degrada o rendimento dos blocos analógicos que o constituem face às perturbações introduzidas na alimentação. Desta forma, surge a necessidade de procurar soluções cada vez mais optimizadas, impondo assim novas soluções, e/ou melhoramentos dos circuitos de gestão de potência, tendo como objectivo final o aumento do desempenho e da autonomia dos dispositivos electrónicos. Normalmente este tipo de reguladores tem a corrente de saída limitada, devido a problemas de estabilidade associados. Numa tentativa de evitar a instabilidade para as correntes de carga definidas e aumentar o PSRR do mesmo, é apresentado um método de implementação que tem como objectivo melhorar estas características, em que se pretende aumentar o rendimento e melhorar a resposta à variação da carga. No entanto, a técnica apresentada utiliza polarização adaptativa do estágio de potência, o que implica um aumento da corrente de consumo. O regulador LDO foi implementado na tecnologia CMOS UMC 0.18μm e ocupa uma área inferior a 0,2mm2. Os resultados da simulação mostram que o mesmo suporta uma transição de corrente 10μA para 100mA, com uma queda de tensão entre a tensão de alimentação e a tensão de saída inferior a 200mV. A estabilidade é assegurada para todas as correntes de carga. O tempo de estabelecimento é inferior a 6μs e as variações da tensão de saída relativamente a seu valor nominal são inferiores a 5mV. A corrente de consumo varia entre os 140μA até 200μA, o que permite atingir as especificações proposta para um PSRR de 40dB@10kHz.

Força de preensão – Análise de concordância entre dois dinamómetros: JAMAR vs E‑Link

Introdução – Avaliar a força de preensão mostrou ser de primordial importância pela sua relação com a capacidade funcional dos indivíduos, permitindo determinar níveis de risco para incapacidade futura e, assim, estabelecer estratégias de prevenção. Grande parte dos estudos utiliza o dinamómetro hidráulico JAMAR que fornece o valor da força isométrica obtida durante a execução do movimento de preensão palmar. Contudo, existem outros dinamómetros disponíveis, como é o caso do dinamómetro portátil computorizado E‑Link (Biometrics) que fornece o valor da força máxima (peak force), para além de outras variáveis, como a taxa de fadiga. Não existem, contudo, estudos que nos permitam aceitar e comparar ou não os valores obtidos com os dois equipamentos e porventura utilizá‑los indistintamente. Objetivos – Avaliar a concordância entre as medições da força de preensão (força máxima ou peak force em Kg) obtida a partir de dois equipamentos diferentes (dinamómetros portáteis): um computorizado (E‑Link, Biometrics) e outro hidráulico (JAMAR). Metodologia – Foram avaliados 29 indivíduos (13H; 16M; 22±7 anos; 23,2±3,3 kg/m2) em 2 dias consecutivos, na mesma altura do dia. A posição de teste escolhida foi a recomendada pela Associação Americana de Terapeutas Ocupacionais e foi escolhido o melhor resultado de entre 3 tentativas para a mão dominante. Realizou‑se uma análise correlacional entre os valores obtidos na variável analisada em cada equipamento (coeficiente de Spearman) e uma análise de Bland & Altman para verificar a concordância entre as duas medições. Resultados – O coeficiente de correlação entre as duas medições foi elevado (rS= 0,956; p<0,001) e, pela análise de Bland & Altman, os valores obtidos encontram‑se todos dentro do intervalo da média±2SD. Conclusões – As duas medições mostraram ser concordantes, revelando que os dinamómetros testados podem ser comparáveis ou utilizados indistintamente em diferentes estudos e populações. ABSTRACT: Introduction – Assess grip strength has proved to be of vital importance because of its relationship with functional capacity of individuals, in order to determine levels of risk for future disability and thereby establish prevention strategies. Most studies use the JAMAR Hydraulic dynamometer that provides the value of isometric force obtained during the performance of grip movement. However, there are other dynamometers available, such as portable computerized dynamometer E‑Link (Biometrics), which provides the value of maximum force (peak force) in addition to other variables as the rate of fatigue. There are no studies that allow us to accept or not and compare values obtained with both devices and perhaps use them interchangeably. Purpose – To evaluate the agreement between the measurements of grip strength (peak force or maximum force in kg) obtained from two different devices (portable dynamometers): a computerized (E‑Link, Biometrics) and a hydraulic (JAMAR). Methodology – 29 subjects (13H, 16M, 22 ± 7 years, 23.2 ± 3.3 kg/m2) were assessed on two consecutive days at the same time of day. The test position chosen was recommended by the American Association of Occupational Therapists and was considered the best result from three attempts for the dominant hand. A correlation was studied between values obtained in the variable analyzed in each equipment (Spearman coefficient) and Bland‑Altman analysis to assess the agreement between the two measurements. Results – The correlation coefficient between the two measurements was high (rs = 0,956, p <0,001) and Bland & Altman analysis of the values obtained are all within the range of mean±2SD. Conclusions – The two measurements were shown to be concordant, revealing that the tested dynamometers can be comparable or used interchangeably in different studies and populations.

Sensor óptico de glicose baseado em cristais líquidos

A presente dissertação tem como finalidade apresentar uma investigação teórica e experimental sobre um sensor polarimétrico, portátil e de baixo custo, baseado num cristal líquido para a medição da concentração de glicose existente numa amostra. Devido ao crescente número de pessoas que sofrem de Diabetes, existe grande interesse em desenvolver sensores portáteis que permitam medir a concentração de glicose de forma rápida, precisa e indolor. Dos vários métodos não invasivos existentes para a medição de concentração de glicose, o método utilizado tem como base a medição da rotação da polarização da luz. Recentemente os sensores polarimétricos baseados em cristais líquidos, têm adquirido grande ênfase devido às suas características únicas que, em comparação com outros moduladores electroópticos, funcionam com tensões mais baixas, apresentam menor consumo energético e maior ângulo de rotação. No entanto também existem diversas desvantagens, nomeadamente a falta de documentação sobre a realização de testes e resultados obtidos em sensores polarimétricos. Têm como desvantagem adicional o facto do comportamento do polarímetro ser fortemente dependente do tipo de cristal líquido e da tensão a este aplicado. A presente dissertação descreve o desenvolvimento de um sensor polarimétrico que inclui a componente óptica, a componente electrónica de detecção e acondicionamento do sinal, a comunicação sem fios com um PC, e, por fim, a componente de análise e interface com o utilizador. Neste sensor polarimétrico poderão ser efectuadas leituras de temperatura das amostras para efeitos de correcção do cálculo da concentração da glicose. O dispositivo permite ainda a gravação dos dados obtidos e identificação dos mesmos. Os resultados obtidos demonstram que o dispositivo é capaz de medir concentrações com 10mg/ml de glicose, com uma percentagem de erro de 15%, para uma amostra com um percurso óptico de apenas 1 cm.

Estudo e otimização de uma pilha de combustível de pequena potência (10W) e sua integração em equipamento portátil

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Rotinas, jornalistas e fontes na era digital: o caso da agência Lusa

Relatório de estágio apresentado à Escola Superior de Comunicação Social como parte dos requisitos para obtenção de grau de mestre em Jornalismo.

Utilização de plataformas de fonte aberta no controlo de condição

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica