Autonomous Impedance Meter

Tato práce se zabývá návrhem zařízení schopného autonomně měřit impedanci biologických materiálů. Cílem je vytvoření prototypu, který zpřístupní jednoduché webové rozhraní pro sběr dat z měření impedance v čase. Zařízení je schopné měřit impedanci nejenom pro určité frekvence, ale v celém frekvenčním spektru, a to 50Hz do 100kHz. Součástí práce je návrh desky plošných spojů pro čtyřelektrodové měření. Analogová část vychází z již existujícího řešení založeného na čipu AD5933, který slouží k analýze impedance, a vhodně je upravuje. Tato část byla odsimulována pomocí simulátoru SPICE. K řízení je použit modul Linkit Smart 7688, který je vybaven WiFi. Ten slouží také jako server pro webové klienty. Vyhodnocení dat z měření ukazuje, že chyba měření běžných biologických vzorků je lepší než 0,5%.This thesis deals with design of a smart embedded device for autonomous measurement of impedance optimized for measurement of biological materials. The goal is to create a device which provides a simple web interface which allows users to capture and further analyze measured data. The digital part is based on MT7688 SoC with WiFi capabilities. The analogue part utilizes a single-chip integrated solution AD5933 that is tightly coupled with a custom analogue frontend whose function is to modify the signal to avoid a potential damage of biological samples. The proposed device is able to either measure impedance for a single frequency or perform a frequency sweep across the whole range beginning at 50Hz and ending at 100 kHz. It supports common two-electrode probes as well as more precise four-electrode probes. The analogue frontend has been simulated using the SPICE simulator to avoid a potential design bug. The experimental evaluation shows that the achieved precision for the typical impedance of biological samples is better than 0.5%.