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Développement d`un banc biomédical d`étude de la resténose et la

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1. Figure 42 Alimentation finale De plus pour alimenter le circuit amplificateur du capteur de pression nous avons besoin de 10 jusque 15 volts Nous avons donc r alis deux diviseurs de tension qui s alimentent partir de la source de 24 volts et de celle de 24 volts pour atteindre la tension d alimentation requise par la bo te amplificatrice Figure 43 Diviseur de tension 28 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Le fonctionnement d un diviseur de tension est le suivant Ra Vou e Vin avec Ay T Ra Figure 44 Sch ma de fonctionnement d un diviseur de tension Donc si R1 R2 1kOhm dans notre montage nous avons que V Vin et nous arrivons donc des valeurs de tension acceptables pour alimenter notre boite amplificatrice 4 1 9 Les pieces du circuit Pour la fabrication du circuit lectronique nous avons utilis des pi ces d lectronique courantes comme des r sistances ou des condensateurs bipolaires Ces l ments ont t soud s directement sur le circuit imprim et ils ont t choisis selon la conception du circuit amplificateur et les datasheet de chaque l ment Nous avons aussi utilis pour faciliter les connexions et d connexions des l ments au circuit nous avons utilis les l ments suivants Des connecteurs rapides de 3 connexions d bitm tre moteur potentiom tre capteur de
2. rpm D bit ml min Pression V Pression mbar Q similitude P similitude _ Tableau des donn es pour la caract risation de la pompe pour une vitesse de rotation de 3285 rpm de moyenne D apr s ces r sultats exp rimentaux et comme nous l avons d j pr cis nous obtenons les courbes suivantes 755 I E c 2 Y Y w i a Ul e Caract risation de la pompe 1000 2000 3000 4000 D bit ml min Courbe de caract risation de la pompe 5000 3556 rpm gt 3628 rpm at 3666 rpm exc 3207 rpm le 3292 rpm 3285 rpm Manuel d utilisation du systeme de commande Une fois l ordinateur d marr nous faisons double click sur l ic ne nomm bioreacteur vi pour lancer notre programme de Labview Une fois que le programme est ouvert nous devons clicker du la fl che blanche de la barre sup rieure demo vi Front Panel Eile Edit View Project Operate Tools Window Help ofu Signal de sortie Picto E Pression mmHG 4 9 124 07 124 06 124 05 124 04 124 03 124 02 a E 12401 E u v 2 2 a lt 124 Debit ml min Fen tre principale du programme Une fen tre s ouvre et nous cherchons le fichier de points que nous voulons ouvrir dans son dossier correspondant demo vi Eile Edit View Project Operate Tools Window Help gt iw Signal de sortie Plot ES Choose file to read Buscar en Ui Donn s points de courbes o P
3. tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 1 8 Les alimentations Pour alimenter le prototype qui tait mont lorsque nous avons commenc notre projet il y avait des grandes et vieilles alimentations de laboratoire gt ALIMENTATION ld Figure 40 Premi res alimentations L avantage de ces alimentations est que comme elles ne sont pas d coupage nous n avons pas de bruit lectromagn tique induit dans nos signaux Le d savantage tait qu elles ne marchaient pas tr s bien et donc elles ne fournissaient pas les 24 volts n cessaires pour alimenter le moteur de plus elles sont tr s grandes pour le prototype final C est cause de ca que nous avons d cid de changer ces alimentations par des petites alimentations d coupage qui pouvaient aller jusqu aux 27 volts de tension Figure 41 Alimentation d coupage 27 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants M me si ces sources de tension ont l avantage de pouvoir aller jusqu aux 27 volts ce qui nous permet d alimenter correctement le moteur et peut tre contr l gr ce au potentiometre et d tre assez petites nous avons d cid de les retirer puisqu elles fabriquent norm ment de perturbations dans nos signaux Nous avons donc d cid de commander de nouvelles sources d alimentation qui ne sont pas d coupage pour viter le bruit
4. douce faible vitesse de rotation grand jeu entre les pales et le flasque avant pas de changements violents de pression Il faut aussi viter les zones de recirculation du fluide et les mat riaux non biocompatibles qui peuvent provoquer des r actions avec le liquide 5 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 3 Travaux pr c dents Comme nous avons dit ce projet a commenc en 2009 et plusieurs l ves ont donc contribu l avancement de celui ci Nous avons conserv la grande partie de leurs travaux mais nous avons d changer quelques choses et approfondir en quelques autres Para exemple le choix des l ments du circuit hydraulique semblait tre finie mais nous avons chang la grande partie des connexions et nous avons d taill beaucoup plus l utilisation et talonnage des composants lectroniques Les parties conserv es sont les suivantes Le syst me sch ma de principe R servoir ouvert R gulateur V By passe Y 2 Art re 1 Y 10 YA Artere 2 yo to 2 Y 3 Art re 3 V 12 1 c EM gt R gulateur D bit m tre De pression pression POMPE Artere 4 v8 Taisa cl E Moteur DC vt Artere 5 V 13 an _ A a Art re 6 v 11 LA Amplificateur Carte acquisition NN des domm e Labview N Circuit alimentation Figure 6 Sch ma de principe du banc d velopp 3 1 La pompe Nous avons choisi d
5. DiEMesr EPI Arnite Part number 930 0501 V01 Digmesa AG Keltenstrasse 31 CH 2563 Ipsach Switzerland Phone 41 32 332 77 77 Fax 41 32 332 77 88 www digmesa com Version 01 EPI 930 0501 V01 GB Page 1 5 General Description The EPI flowmeter is specifically suitable for fluid flow rate measurement of highly viscose media such as syrup oil or detergent concentrates Thanks to its special design and the epicydoid wheels the EPI flowmeter is highly precise and allows extremely accurate flow measurement with minimal pressure loss Material Housing PBT 35 GF Arnite Bearing pin Inox 1 4435 Aluminium oxide on request ring FPM Viton EPDM on request Turbine PEEK Magnets NdFeB Neodym not in contact with the medium Dimensions in mm Specific applications Highly viscous media high temperatures high flow rates with low pres sure loss and good chemical resistance Technical data Flow rate 0 06 16 0 l min depending on viscosity Measuring accuracy 1 0 depending on viscosity Repetition lt 0 25 Temperature range 10 C to 65 C 14 F to 149 F Pressure range 10 bar at 20 C 145 psi 68 F Mounting position Horizontal recommended Nozzle size 07 0 mm Viscosity range approx 5 8000 centistokes gt Included in the delivery 3 pin solenoid socket Item number 941 0002 3 We reserve the right to make modifications in the interests of technical pro
6. Physical Dimensions inches millimeters unless otherwise noted D 0 151 0 002 0 110 0 010 2 79 0 25 u 5 84 10 05 0 035 30 005 Y 0 89 0 13 pur 0 067 0 005 b 1 70 0 153 uc 0 340 0 010 8 64 0 25 0 250 0 010 PIN ONE ID 6 35 0 25 0 010 0 134 0 015 0 01520 002 3 4010 38 0 25 0 38 005 gs TAPERED SIDES 1 0 180 40 005 4 5720 13 Y _ SEATING PLANE 0 176 0 009 4 47 0 25 0 050 0 002 1 27 0 05 0 704 17 88 TO 220 Power Package T Order Number LM675T NS Package TO5D T05D REV A National does not assume any responsibility for use of any circuitry described no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications For the most current product information visit us at www national com LIFE SUPPORT POLICY NATIONAL S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION As used herein 1 Life support devices or systems are devices or systems 2 A critical component is any component of a life support which a are intended for surgical implant into the body or device or system whose failure to perform can be reasonably b support or sustain life and whose failure to perform when expected to cause the failure of th
7. rielle D velopper un stent actif lib rant localement gr ce un polym re une substance qui vite une cicatrisation excessive l h mine permettant d viter la rest nose 1 2 1Premiers r sultats Le traitement par h mine administr par voie g n rale permet de r duire la r obstruction des stents a R stenose b Cicatrisation id ale Figure 3 Cicatrisation de la paroi art rielle autour du stent 2 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 2 Probl matique et Objectif 2 1 D veloppement du banc d essai L objectif de ce travail est de fabriquer un bior acteur comprenant un circuit reli une pompe pulsatile produisant un flux systolo diastolique dans lequel jusqu 6 pr l vements art riels pourraient tre branch es en d rivation le tout logeant dans un incubateur de culture cellulaire Figure 5 Le banc d essai doit donc remplir entre autres les conditions suivantes La pompe doit tre command e en pression pour reproduire les phases systolique et diastolique du cycle cardiaque Le banc doit permettre de moduler le d bit pour tudier diff rents cas doit aussi contenir un capteur de pression et un d bitm tre ainsi qu un systeme d acquisition pour contr ler en temps r el le d bit et la pression dans le circuit La plateforme doit tre appropri e aux conditions d un incubateur et les mat
8. 130 mmHg 90 mmHg de moyenne 2 2 2 D bit modulable Pour pouvoir tester diff rents types de stents il faut un d bit modulable d bit moyen d une art re coronaire 18 L h d bit moyen d une art re jambe 3 L h 4 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 2 2 3 Fluide circulant Le liquide circulant dans le test de banc in vitro est de solution physiologique plus le Dextran 70 kDa qui simule le comportement physiologique du sang Ses caract ristiques de viscosit et masse volumique sont proches de celles de l eau 2 2 4 Contraintes Le syst me fonctionnera dans un incubateur ferm temp rature et humidit constantes il y a donc une limite sur la taille de la pompe 30x15x 20 cm La temp rature dans l incubateur est de 37 C milieu humide Il faut donc consid rer l tanch it de la pompe et des composants lectriques et proscrire les mat riaux pouvant s oxyder 2 2 5 Biocompatibilite Le liquide circulant comporte des macromol cules 70 kDa simulant la viscosit et d autres caract ristiques du sang Ces mol cules sont fragiles et risquent d tre cass es si le jeu entre les pales et le flasque de la pompe est trop petit Dans un test qui dure 30 jours avec une petite quantit de liquide ce ph nom ne n est pas n gligeable Dans la conception hydraulique de la pompe il faut donc garder une condition interne relativement
9. L3 Cr bed Nombre Fecha de modifica Tipo sujet 1 txt 26 01 2009 11 43 Documentc sujet 2 txt 26 01 2009 13 54 Documentc Ww sujet 3 txt 26 01 2009 13 58 Documentc Escritorio sujet 4 txt 26 01 2009 14 04 Documentc af sujet 5 txt 26 01 2009 14 16 Documentc Sitios recientes Amplitude Bibliotecas m Equipo Pls mns 60 70 s0 50 Fen tre avec le dossier des sujets Le programme se met donc a marcher Nous pouvons observer alors Eile Edit View Project Operate Tools Window Help SO Signal de sortie Ploto NE Pression mmHG 90 2832 4 9 135 4 8 4 7 4 6 4 5 Amplitude A in E 3 m 4 2 100 4 1 3 9 1 15178 15482 8E 3 8E 3 70 Nombre d arteres Pls mns Debit ml min d Debit par artere ny 100 1926 25 385 249 Fen tre du programme en fonctionnement Une fen tre a gauche avec le signal envoy au moteur Une fen tre droite avec la courbe de pression fournie par le capteur de pression Sur la courbe de pression une bo te affiche la pression instantan e En bas gauche nous pouvons contr ler le nombre de pulsations par minute Au milieu nous pouvons observer le d bit en ml min qui est calcul partir de la moyenne de d bit en 5 secondes A c t nous pouvons choisir le nombre d arteres pr sentes sur le circuit ainsi que le d bit unitaire circulant par chacune d elles En bas droite il y a un bouton pour arr ter la pompe DATA SHEET
10. by pass 4 3 5 Les pr l vements Pour la r alisation des pr l vements nous utiliserons le capteur de pression c est pourquoi il a t plac c t de la porte Il suffit de connecter un tube avec un filtre et avec la pompe en fonctionnement tirer du cordon bleu en plastique 40 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 3 6 La vidange La vidange sera r alis e au m me endroit qu il tait pr vu th oriquement La modification ajout e est qu au lieu d tre r alis e en retirant un bouchon nous avons inclus une connexion rapide z ro goutte au bout d un petit tube D autre part nous avons un autre tube avec l autre partie du raccord rapide De cette mani re lorsque nous voulons r aliser la vidange il suffit de connecter les deux parties et laisser vidanger par gravit Ce tube de vidange nous servira aussi si on veut vider le bac des arteres une fois d connect Figure 66 Syst me de vidange 41 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 5 Conclusions 5 1 Conclusions du projet Tout au long de ce projet nous avons appris de nombreuses choses Nous avons commenc par le domaine du logiciel Eagle pour la conception du circuit imprim Gr ce cette conception nous avons d parler avec plusieurs entreprises charg es de la fabrication de circuits
11. de communiquer le systeme de commande Ordinateur avec le logiciel Labview et les l ments lectroniques du bior acteur moteur debitmetre capteur de pression et capteur de niveau Nous avons chang la carte NI USB 6008 pour une carte NI USB 6211 de plus haute gamme vu que cette derni re possede une horloge interne a NI USB 6008 b NI USB 6211 Figure 19 Cartes d acquisition 15 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants La carte se connecte a l ordinateur par un c ble usb Pour connecter la carte aux capteurs nous passons tout d abord par le circuit imprime puis gr ce a un cordon de 14 voies nous portons les signaux sur deux autres circuits pour pouvoir separer les fils selon un code de couleurs ar w Figure 20 Connexions a la carte d acquisition 4 1 3 Le moteur Pour faire tourner la pompe nous utilisons le m me moteur propos par les l ves pr c dents Cruzet 82800502 24V 41W La pompe sera connect e au moteur gr ce la conception faite par Rodolphe MERCERON mais avant de connecter la pompe au circuit d finitif nous devons obtenir sa courbe caract ristique de fonctionnement Pour caract riser la pompe nous avons r alis un montage simple afin de minimiser les pertes de charge en r duisant le plus possible le nombre de composants de notre syst me ainsi comme la diff rence d hauteur
12. face Pour ce circuit nous avons rencontr plusieurs probl mes comme l paisseur des pistes ou la localisation de certains composants sur le circuit Le circuit tait quand m me fonctionnel mais nous avons d cid de faire un circuit final avec les derni res am liorations comme par exemple l exclusion du potentiometre qui au lieu d tre soud au circuit il sera connect par le biais de deux fils au circuit pour faciliter sa manipulation depuis l ext rieur de la boite ou ira plac tout le systeme lectronique Le typon du circuit principal est donc le suivant O NE POTENTIOMETRE MOTEUR ALIMENTATION CARTE gt ll CAPTEUR NIVEAU lt CAPTEUR PRESSION CAPTEUR DEBIT Figure 17 Typon du circuit imprime 14 D veloppement d un banc biomedical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Une fois mont le circuit est le suivant ee y De eec Figure 18 Montage du circuit imprim Il faut faire sp cial attention la r sistance num ro 9 de valeur 1 Ohm Nous avons constat qu elle br le facilement et si nous changeons cette r sistance par une plus grande il y a du bruit qui se produit dans notre syst me lectronique Nous avons choisi quand m me une r sistance de 10 Ohms pour augmenter la fiabilit de notre circuit le bruit g n r n est pas significatif avec cette r sistance 4 1 2 La carte d acquisition La carte d acquisition est la responsable
13. femelle c t droit 0 05 014 male c t gauche 0 05 810 0 05 Figure 61 Sch mas de la veine de visualisation 4 3 Disposition des l ments du bior acteur 4 3 1 Les l ments lectroniques Comme nous l avons expliqu avant les l ments lectroniques ont une place fixe dans l armoire qui d pend de sa fonction Pour le debitmetre la seule exigence est d tre dans le circuit principal et non pas dans le by pass c est pourquoi il a t plac comme envisag th oriquement puisque c est dans le deuxi me tage qu il y a plus de place libre Le capteur de pression reste aussi au deuxi me tage comme il avait t envisag Il n est plus avant la vanne du circuit by pass puisque celui ci a chang De plus il a t d plac vers l avant pour tre c t de la porte puisque c est travers de lui que seront faits les pr l vements Pour le capteur de niveau la seule position ou il peut tre est sur le couvercle du bac des arteres car sa seule fonction est de d tecter une ventuelle fuite 37 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Le reste de la partie lectronique est plac l ext rieur de l incubateur dans une boite Au d but nous avons fabriqu une boite provisionnelle avec une boite d ordinateur et 2 plaques de plexi Figure 62 Boite provisoire Comme nous pouvons observer les sources d alimentation
14. imprim s demander des devis et faire des commandes Cela nous a approch s un peu au monde des projets o il faut n gocier avec des fournisseurs Nous avons tout de m me apprit utiliser le logiciel Catia Ce logiciel est tr s utile pour concevoir des pi ces de n importe quelle forme par ordinateur et est un des logiciels les plus utilis s dans le monde industriel Le dernier logiciel que nous avons appris utiliser est Labview Nous avons appris un peu de programmation ce qui nous a suffi pour impl menter un capteur de niveau capable d arr ter le programme en cas de fuite Ce logiciel est aussi tr s utilis dans le monde industriel pour de nombreuses applications Au niveau de la construction nous avons appris d apr s de nombreuses erreurs l importance de la robustesse et de la fiabilit du travail fait Ceci a t surtout important au niveau des fils du circuit o nous avons appris inclure des am liorations comme par exemple des protections thermiques Finalement ce projet nous a appris tre plus m thodiques gr ce la r alisation et utilisation d un cahier de charges et d un cahier de manipulations C est gr ce ca que nous savions ce que nous devions faire chaque instant et ce que nous avions d j fait Nous pouvons donc dire que ce projet nous a rapproch s un peu au monde industriel au niveau technique et administratif 5 2 Plan poursuivre Un premier bior acteur a t construit et est fon
15. j talonn et un oscilloscope Le probl me est que la tension est tr s petite et nous utilisons donc le circuit amplificateur suivant BLANCHE minus signal Figure 31 Boite amplificatrice du capteur de pression connexions vers l alimentation 22 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants A SIGNAL Figure 32 Boite amplificatrice du capteur de pression connexions vers la carte d acquisition La connexion entre le circuit amplificateur et le capteur est r alis e par un c ble qui n est pas standard et que nous avons d fabriquer Le montage de ce c ble est le suivant TruWave Transducer Pin Configuration pins Pint Transducer Connector View Plus Excitation Ts sna rms son is can O RED GRN WHT BLK YLW no 2 Nom Shield Schematic Figure 33 Sch ma du cable du capteur de pression 23 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Une fois que le systeme capteur de pression systeme amplificateur est complet nous pouvons passer son talonnage ll faut indiquer que l talonnage d pend de la boite amplificatrice car le gain d amplification varie d une boite une autre Aussi dans chaque boite amplificatrice il y a des potentiometres pour varier l offset du signal ainsi comme l amplification Les courbes
16. lectroniques sont les suivantes 4 1 1 Le circuit lectronique Le circuit lectronique a pour fonction de communiquer les l ments de notre bior acteur moteur d bitm tre capteur de pression et capteur de niveau la carte d acquisition Nous trouvons aussi dans ce circuit lectronique le montage n cessaire pour amplifier le signal de 5 volts fournie par la carte d acquisition en un signal de 24 volts tension d alimentation du moteur Lorsque nous avons commenc le projet ce circuit lectronique tait construit sur une plaque test comme nous pouvons observer dans l image suivante Figure 15 Circuit amplificateur initial Comme ce systeme tait fragile et que lorsqu il y avait un probl me il tait tr s difficile de trouver l origine de celui ci nous l avons chang par un circuit imprim Le circuit imprim n est seulement pas plus propre mais aussi beaucoup plus robuste ainsi que lorsqu il yaun probl me il est beaucoup plus facile de suivre les pistes pour le localiser 12 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Pour realiser le circuit imprime nous avons utilise le logiciel EAGLE Nous avons commenc par r aliser le sch ma du circuit Capteur de pression Moteur Alimentation Amplificateur Capteur de niveau Et Ja R6 Potentiom tre C6 l l D bitm tre Connexions i vers la carte d
17. niveau et capteur de pression Figure 45 Connexions rapides de 3 voies 29 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Des connecteurs rapides de 14 connexions connexion entre tous les l ments du circuit imprim et la carte d acquisition Vu Um Figure 46 Connexions rapides de 14 voies Descosses Figure 47 Cosses 30 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Avec ces connecteurs nous assurons une majeure facilite pour la connexion mais aussi nous augmentons la fiabilite et nous donnons de la robustesse au systeme Pour renforcer ces aspects nous avons aussi utilis des c bles blind s qui isolent du bruit lectromagn tique Figure 48 C ble blind Nous avons aussi utilis des protections thermiques dans tous les c bles Figure 49 Protection thermique Pour assurer une majeure fiabilit et robustesse un l ment sensible comme l amplificateur qui chauffe beaucoup nous avons inclus un systeme de ventilation ainsi que de la patte thermique pour favoriser la transf r e de chaleur Figure 50 Systeme de refroidissement de l amplificateur 31 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Finalement pour faciliter la manipulation de la partie l
18. output stage and constant power dissipation in all other parts of the circuit As an example if the LM675 is operated on a 50V power supply with a resistive load of 8 it can develop up to 19W of internal power dissipation If the die tempera ture is to remain below 150 C for ambient temperatures up to 70 C the total junction to ambient thermal resistance must be less than 150 C 70 C 19W 4 2 C W Using 0 c 2 C W the sum of the case to heat sink inter face thermal resistance and the heat sink to ambient ther mal resistance must be less than 2 2 C W The case to heat sink thermal resistance of the TO 220 package varies with the mounting method used A metal to metal interface will be about 1 C W if lubricated and about 1 2 C W if dry If a mica insulator is used the thermal resistance will be about Application Hints Continue 1 6 C W lubricated and 3 4 C W dry For this example we assume a lubricated mica insulator between the LM675 and the heat sink The heat sink thermal resistance must then be less than 4 2 C W 2 C N 1 6 C W 0 6 C W This is a rather large heat sink and may not be practical in some applications If a smaller heat sink is required for reasons of size or cost there are two alternatives The maximum ambient operating temperature can be restricted to 50 C 122 F resulting in a 1 6 C W heat sink or the heat sink can be isolated from the chassis so the mica washer is not needed This wi
19. taient plac l tage inf rieur et le reste de la partie lectronique l tage sup rieur Pour bien faciliter sa r frig ration un ventilateur aspirait depuis le couvercle sup rieur et juste dessous tait plac l amplificateur qui est l l ment avec la plus haute temp rature du circuit Un autre ventilateur tait plac dans la partie arri re de la bo te pour expirer l air de la bo te Dans la partie arri re nous trouvons aussi un bouton avec lequel nous allumons ou nous teignons tout le syst me Finalement dans la partie avant nous pouvons voir le potentiometre qui sert varier l alimentation du moteur et donc sa vitesse Pour apporter de la robustesse au syst me nous avons d cid de changer cette boite par une autre beaucoup plus professionnelle C est pourquoi notre bo te n a pas t finie nous ne l avons pas peinte par exemple La nouvelle boite est la suivante rr me 1 Ve nua nh z A QA EI gt Figure 63 Boite definitive 38 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 3 2 Le bac de culture La localisation du bac de culture n a pas t modifi e Par contre une modification a t faite dans le support de ce bac Nous avons d cid de couper le troisieme tage en deux parties Une premiere partie par laquelle montent les tubes qui sera fixe et une deuxieme partie ou sera plac le bac de culture et qui s
20. tait pas tr s fin C est pourquoi nous avons d cid de les changer 4 2 7 Les coudes de 909 Pour viter que les tubes se plient lors d un changement de direction nous avons install des coudes de 909 Ces coudes sont aussi Jhon Guest pour faciliter le montage et d montage Figure 59 Coude de 902 Jhon Guest 4 2 8 Les filtres Pour assurer une vidange et des pr l vements sans des agents contaminants nous avons inclus des filtres dans les zones o ces actions sont r alis es Les filtres ont t s fournies par l h pital de Lille et donc ne pr sentent aucun probl me de biocompatibilit Figure 60 Filtre 36 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 2 9 La veine de visualisation Pour pouvoir caract riser le fluide la sortie de la pompe nous avons con u une veine de visualisation Cette veine a t con ue gr ce l aide du logiciel CATIA Elle doit tre plac e juste la sortie de la pompe Pour cela nous avons concu la veine avec un c t m le qui ira connect directement la pompe et un c t femelle auquel nous connecterons la pi ce qui normalement communique la pompe et les tubes De plus la veine ses parois droites pour faciliter la visualisation et donc l tude de l coulement 150 Section view A A Left view Scale 1 1 Scale 1 1 10 Tolerances gen rales 0 1 Tolerances particuli rs 814
21. transfert de fluides alimentaires et la connexion se fait par simple insertion du tube sans utilisation d crou ni de joint ce qui facilite la manipulation et assure l tanch it De plus la rotation du tube est libre dans le raccord 34 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 2 4 Les embouts Pour faire la connexion entre les tubes et les pieces nous avons decide par continuer toujours utiliser le systeme de raccord instantan John Guest Figure 56 Embout Jhon Guest La connexion rapide entre les tubes et les pi ces du circuit hydraulique comme les raccords en T sont donc assur s par le systeme John Guest ainsi que son tanch it 4 2 5 Les bouchons Comme nous avons fait pour les embouts les bouchons sont aussi de raccord instantan John Guest pour assurer une connexion rapide avec les l ments du circuit hydraulique Figure 57 Bouchon Jhon Guest 35 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 2 6 Les vannes Comme pour les elements pr c dents nous avions choisi des vannes Jhon Guest gr ce ses raccords instantan s avec le reste d l ments du circuit hydraulique d Figure 58 Vanne Jhon Guest Une fois mont es les vannes nous nous sommes rendus compte qu elles taient difficile de manipuler puisque le r glage offert n
22. www selectronic fr www radiospares fr rs online com www fisherscientific com http www ni com http www datasheetcatalog com http www digmesa com en home intro http honeywell com Pages Home aspx http www wikipedia org 43 D veloppement d un banc biomedical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Etalonnage du capteur de pression Pour talonner le capteur de pression nous avons utilis le g n rateur de pression Paces 5000 capable de fournir une pression programm e Nous connectons donc cette machine notre capteur de pression puis celui ci une boite amplificatrice C est important de noter quelle boite amplificatrice est utilis e chaque moment puisque le gain varie La sortie de cette boite est connect e un voltmetre E i LA Manom tre AM LI i a i LI r p gt Capteur Amplificateur l voltm tre l I Sch ma du montage pour l talonnage du capteur de pression Nous faisons donc varier la pression puis nous notons la tension quivalente Nous refaisons la m me chose pour diff rentes pressions puis pour diff rentes capteurs et diff rentes boites Les r sultats sont les suivants 1 Captum 1 J 23 2 2 yl O Tableau des valeurs de l talonnage des capteur de pression Nous pouvons observer qu il n existe aucune diff rence entre les capteurs Ceci est optimum pour le projet vu que les capteurs sero
23. 1Les stents 1 1 1 Definition Le stent est un ressort m tallique en mat riaux m moire de formes maill et tubulaire gliss dans une cavit naturelle humaine pour la maintenir ouverte Il est essentiellement d s utilis dans des art res au cours d une angioplastie Ils peuvent galement tre employ s dans l ur tre les canaux biliaires Figure 1 Stent 1 1 2 Utilisation L angioplastie L angioplastie est une technique m dico chirurgicale de modification d un vaisseau sanguin le plus souvent d une art re Cette proc dure permet de dilater une art re r tr cie l aide d un ballon qu on gonfle dans cette derni re cartant ainsi la plaque d ath rome responsable de la st nose figure 2 apr s on positionne le stent sur un ballon d gonfl Lorsque celui ci se gonfle il emp che le retour lastique de la st nose Le ballon est alors retir et le stent reste en place Il peut tre mis en place d embl e stenting direct ou apr s une dilatation par un premier ballon La mise en place d un stent se fait sous radioscopie et n allonge pas sensiblement la proc dure d angioplastie Le principal inconv nient de cette technique est le taux important de rest nose c est dire de r cidive du r tr cissement pr s de la moiti des cas Cette derni re peut tre pr coce retour lastique de l art re apr s d gonflage du ballon ou tardive par prolif ration des cellu
24. ENSAM Paris Ecole Nationale Sup rieure D Arts et M tiers RAPPORT PJE FISE 11222 D veloppement d un banc biom dical d tude de la restenose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 2 JUIN 2011 Pr sent par Eduardo CANO PLEITE Andr s AD NEZ CEBALLO Professeur responsable Christophe SARRAF ANNEE 2010 2011 DEPARTAMENT FISE NUMERO DU PJE Pa f11222 AUTEURS Eduardo CANO PLEITE et Andr s AD NEZ CEBALLO TITRE D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point de stents actifs pro cicatrisants ENCADREMENT DU PJE Christophe SARRAF LEMFI Arts et M tiers ParisTech PARTENAIRE DU PJE CHU Lille NOMBRE DE PAGES 43 NOMBRE DE REFERENCES BIBLIOGRAFIQUES 9 RESUME La m decine cardiovasculaire s attache au d veloppement d endoprotheses d nomm es stents Elles sont destin es combattre les r tr cissements art riels et veineux mais il semble aujourd hui n cessaire de les enduire de m dicaments pour lutter contre le phenomene de recicatrisation excessive dit de rest nose Pour faire ca les chercheurs en m decine auront recours un banc de test in vitro en cours de d veloppement au LEMFI Ce projet a comme objectif le d veloppement et int gration dans un incubateur d un banc biom dical pour tudier de stents Apr s validation de la faisabilit du banc d essai ce projet offre le pas suivre ainsi comme les diff rent
25. a pompe nous utilisons un moteur Cruzet 82800502 C est un moteur direct courant continu La tension d utilisation du moteur est de 24 V Caract ristique nominale Vitesse de rotation 3070 tr min Couple 70 mN m Puissance 22W Figure 8 Moteur Cruzet Dur e de vie 2000h 7 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Apr s d avoir choisi le moteur et de finir la conception m canique l l ve en stage du premier semestre Rodolphe MERCERON a fait quelques am liorations pour aboutir au montage final du syst me moteur Figure 9 Montage final de la pompe 3 2 R alisation de la commande en pression La pression pulsatile est contr l e par la variation de la vitesse de rotation de la pompe command e par une carte de commande et d acquisition La carte pr vue tait la NI USB 6008 mais finalement nous avons chang para un modele sup rieur la NI USB 6211 Les modifications pertinentes ainsi que l utilisation de cette carte et du syst me Labview seront expliqu s plus en d tail dans la partie correspondante notre travail 3 3 Suivi des valeurs de pression et de d bit Choix du d bitmetre et capteur de pression Pour suivre en temps r el les valeurs de pression et d bit du syst me le banc d essai a t quip d un debitmetre et d un capteur de pression Le debitmetre est un debitmetre Digimesa CH 2536 Ipsach et le cap
26. acquisition Figure 16 Sch ma du circuit imprim Avec R1 4 7kQ R6 1Kk R7 22kQ R9210 C6 220nF et C7 C8 C9 C10 100nF Dans l image pr c dente nous pouvons observer le sch ma principal du circuit amplificateur pour l amplificateur LM675 recommand par le fabricant voir annexe ainsi comme l adaptation du moteur et les capteurs de pression d bit et niveau notre circuit imprim Une fois le sch ma r alis nous passons la conception du circuit imprim Pour cela toujours avec EAGLE nous organisons selon notre crit re les l ments sur le circuit Une fois organis s les l ments le logiciel se charge de tracer les pistes si cela est possible Cette t che est loin d tre triviale et nous avons d tester nombreuses configurations pour aboutir la r alisation finale d un circuit La premiere fois le circuit a t r alis e avec les pistes sur les deux faces car il tait impossible de tracer toutes les pistes sur une seule face Vues les difficult s que nous avons eu lors du soudage de certains composants nous avons rapidement d cid d essayer de r aliser le circuit avec les pistes sur une seule face Pour cela nous avons d liminer certains composants afin de simplifier le circuit 13 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Une fois le circuit simplifie nous avons construit un premier circuit avec les pistes sur une seule
27. ance Characteristics SUPPLY CURRENT mA TOTAL HARMONIC DISTORTION DEVICE DISSIPATION W THD vs Power Output Vs 25V mum LE smon HH H POWER OUTPUT W 00673910 Supply Current vs Supply Voltage 0 5 10 15 20 25 30 SUPPLY VOLTAGE V 00673912 Device Dissipation vs Ambient Temperature une INFINITE HEAT SINK IN 0 10 20 30 40 50 60 70 80 TA AMBIENT TEMPERATURE C 00673914 10 INTERFACE 1 C W See Application Hints Input Common Mode Range vs Supply Voltage S ud c c ud ce e e 0 5 10 15 20 25 30 SUPPLY VOLTAGE V 00673911 PSRR vs Frequency en cc ee e a 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k FREQUENCY Hz 00673913 Current Limit vs Output Voltage MAXIMUM OUTPUT CURRENT Amps 0 5 10 15 20 25 30 OUTPUT VOLTAGE V 00673915 Vg 25V www national com S8 9IN 1 LM675 Typical Performance Characteristics continued lg vs Supply Voltage INPUT BIAS CURRENT nA SUPPLY VOLTAGE V 00673916 www national com 4 OUTPUT VOLTAGE SWING V Output Voltage Swing vs Supply Voltage 0 9 19 15 20 25 SUPPLY VOLTAGE V 00673917 LM675 www national com SO6EZ900 33A z 1YN9IS ji GL 016 GE 99 ocu BZH LLY MIT vu X0b 10 ar 60 Ory vz 0 ocu Z ziz LO INdNI INdNI ple Zu Hz 6 0 012 yo Leu 1fid1nO eL zCu 006 9 H e 619 ceu Le
28. be d talonnage nous transformons la tension que nous recevons en une valeur de pression par l equation P 51 722 V 1 7881 ou P 50 593 V 18 152 24 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants selon la bo te amplificatrice utilis e avec P pression en mmHg et V tension en V Nous avons donc finalement le r sultat sous forme de valeur num rique et sous forme de graphique de pression en fonction du temps o nous pouvons appr cier si le signal que nous envoyons est bien celle qui se propage dans le circuit Eile Edit View Project Operate Tools Window Help EI JE Signal de sortie rto MEM Pression mmHG 90 2832 4 9 4 8 Amplitude A in 3 9 1 15178 15482 8E43 8E 3 Time Time 70 Nombre d arteres Js Pls mns Debit ml min Debit par artere w 90 2 100 1926 25 385 249 30 110 20 120 107 7130 o 140 v Figure 36 Visualisation des courbes de pression dans Labview Nous pouvons observer sur cette image que la courbe de la pression est tres pres de celle du signal envoye Le signal qu envoi le capteur de pression n est pas exactement celle qui est montr car elle porte du bruit lectromagn tique Pour viter ce bruit et arriver cette courbe nous avons d construire un filtre place la sortie du signal de la bo te amplificatrice Les perturbations qui a
29. capacitor on the order of 50 pF to 500 pF across the circuit input Most power amplifiers do not drive highly capacitive loads well and the LM675 is no exception If the output of the LM675 is connected directly to a capacitor with no series resistance the square wave response will exhibit ringing if the capacitance is greater than about 0 1 uF The amplifier can typically drive load capacitances up to 2 uF or so without oscillating but this is not recommended If highly capacitive loads are expected a resistor at least 10 should be placed in series with the output of the LM675 A method commonly employed to protect amplifiers from low impedances at high frequencies is to couple to the load through a 10 resistor in parallel with a 5 pH inductor CURRENT LIMIT AND SAFE OPERATING AREA SOA PROTECTION A power amplifier s output transistors can be damaged by excessive applied voltage current flow or power dissipation The voltage applied to the amplifier is limited by the design of the external power supply while the maximum current passed by the output devices is usually limited by internal circuitry to some fixed value Short term power dissipation is usually not limited in monolithic operational power amplifiers and this can be a problem when driving reactive loads which may draw large currents while high voltages appear on the output transistors The LM675 not only limits current to around 4A but also reduces the value of the l
30. ctionnel pour r aliser des tests non biologiques Il faudra donc pour l avenir valider ce bior acteur Il faudra notamment valider les niveaux de pression au niveau du bac de culture art rielle en faisant attention si toutes les art res recoivent le m me coulement Pour ceci nous pourrons par exemple essayer diff rents capteurs de pression en parallele en diff rentes art res Il faudra aussi assurer la biocompatibilit du montage lorsque le r servoir d finitif sera trouv Une prise d air filtr e devra aussi tre plac e pour assurer la vidange par gravit Ainsi le systeme lectronique devra tre test pour v rifier si sa dur e de vie et sup rieure la dur e des essais Il faudra tout de m me v rifier au niveau de la commande si le nombre de pulses par minute envoy par Labview est bien celui que recoivent les art res Pour cela on pourra par exemple placer un capteur de pression au niveau d une art re et avec l oscilloscope v rifier sur un intervalle de 10 secondes si le nombre de pulses par minutes de Labview et le m me que celui du capteur de pression Finalement un nouveau syst me de contr le de signal sugg r par Florent Ravelet pourra tre envisag pour viter les probl mes li s l lectronique concernant le syst me amplificateur 42 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 6 Bibliographie www medexsupply com http
31. d eau Figure 21 Montage de caract risation de la pompe 16 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Pour ce circuit nous avons utilis le capteur de pression JUMO qui tait d j talonn et le d bitm tre Digimesa CH 2536 Ipsach aussi talonn Une fois le montage r alis nous avons caract ris la pompe Pour cela nous faisons tourner celle ci en continu et nous enregistrons la pression P et le d bit Q pendant que nous faisons varier ce dernier pour cette manipulation il n y a pas de vanne de contre pression et donc la pression n est pas manipulable A chaque fois que nous prenons une mesure nous notons aussi la vitesse de rotation du moteur N Une fois pass du d bit maximum au d bit minimum nous calculons la moyenne des vitesses de rotation au cours de la manipulation pour pouvoir obtenir le d bit et la pression de similitude selon les formules simplifi es suivantes _ Q Nmoyenne p P N2 Qsim N sim 2 Nmoyenne Nous r p tons la m me manipulation trois fois pour une tension d alimentation de 24 volts vitesse de rotation entre 3556 rpm et 3666 rpm et trois fois pour une tension d alimentation de 18 volts vitesse de rotation entre 3207 rpm et 3258 rpm Une fois les manipulations finies nous tracons les courbes de pression de similitude mesur e en mmHg en fonction du d bit de similitude mesur en m min Nous a
32. d talonnage de la bo te install dans notre montage bo te 9 et d une autre boite auxiliaire avec des diff rents capteurs sont les suivantes le proc d d talonnage et les r sultats peuvent tre trouv s en annexe Etalonnage des capteurs de pression N N w O uw Oo O O O Bo te 9 Capteur 2 gt Boite 9 Capteur 1 Ha O O Boite 8 Capteur 1 Ul e I E E 150 A y Q O gt Boite 8 Capteur 2 Tension V Figure 34 Courbe d talonnage des capteurs de pression Une fois que nous avons la courbe d talonnage nous pouvons construire la fonction correspondante la lecture et interpr tation du signal sur Labview Le r sultat est le suivant Ordonn e l origine Correction de l offset ression mmHG Ha gt p Affichage DAA mx Df mx Dom han Gap Home e di mE Analog DBL _ timeout 1 Chan 1Samp S lection de la sortie 1 00 E analogique analogique A m mm i Lecture des valeurs analogiques Figure 35 Boucle du capteur de pression dans bioreacteur vi Nous pouvons voir qu apres la lecture du signal du port de la carte d acquisition correspondant au capteur de pression Al8 il suffit de faire les calculs pertinents pour transformer le signal en volts qui arrive en mmHg Pour commencer nous introduisions un facteur de correction pour mettre le niveau de pression z ro quand le circuit est en repos Apres gr ce la cour
33. e as R Be 16 4 EA eiu ee a CN ten 18 AL OA AAA N ee en ee 19 2 1 6 LeCapteUr de DIesslol aa en AA A A ade ead es 22 Ade Le C0pteuf de DIVEOl A AAA ditata ea 26 2 1 8 lesdlimMmentOUoNnS 1 A E AA ai 27 4 1 9 Les pieces au CU sinn 29 2 2 CIRCUIT HYBRAUMOUE 2 22 ee ec se Senne enden 32 22 AS ZN ee O O 33 7 2 2 Les CONNEXIONS TADA LS a AA a ce en een 34 ADS LES CONMNEXIONS ENT nan di nd ae 34 2 2 Jd E65 A O anne AL Da E a I T m ERA T 35 Ze SCS DOUCHONS usa emos ibes ee E ee ta A E te tn E 35 PL LOS VOS tuos Lh rud ee le Sd M DA E DUET ame ono 36 AD J Lescoldes ADO tecti mede e D M En cena nee 36 42 8 Les ELA A TR A EA li 36 2 29 EA v ne de VISUOLIISQUOD iie een e ce e M DEAL Rhee 37 4 3 DISPOSITION DES ELEMENTS DU BIOREACTEUR ccecececececececcccccececececscecscecececececececeeeceacececeees 37 4 3 1 Les elements electroniQU S seco ero tah sac gere a 37 23 A E 00 le ELU A D ER A nee ene aa 39 2 3 LOTeselVOll A a RUM n UEM IS 39 A es fir BE Bo ef 6 0 BR 9 Vd DOS iaa tee een 40 4 3a Les DEEJGUORIE DES ONC Mee REET RENT eee RON ote NORTE ee 40 AGE ORE BITS oido ce RTT od ida 41 52 EONELUSIONS caras ee MT 42 5 ECONCHUSIONDUPROIET tetuer Eu ark ea ask Mana 42 5 2 PLANA POURSUIVBES M se ed eo is de laa Nic 42 0 BIBLIOGRAPHIE ai AS 43 ANNEXES ETALONNAGE DU DEBITMETRE ETALONNAGE DU CAPTEUR DE PRESSION CARACTERISATION DE LA POMPE MANUEL D UTILISATION DU SYSTEME DE COMMANDE DATASHEETS 1 Cadre du Projet et enjeux 1
34. e life support device or properly used in accordance with instructions for use system or to affect its safety or effectiveness provided in the labeling can be reasonably expected to result in a significant injury to the user BANNED SUBSTANCE COMPLIANCE National Semiconductor certifies that the products and packing materials meet the provisions of the Customer Products Stewardship Specification CSP 9 111C2 and the Banned Substances and Materials of Interest Specification CSP 9 111S2 and contain no Banned Substances as defined in CSP 9 111S2 National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor Americas Customer Europe Customer Support Center Asia Pacific Customer Japan Customer Support Center Support Center Fax 49 0 180 530 85 86 Support Center Fax 81 3 5639 7507 Email new feedback nsc com Email europe support nsc com Email ap support nsc com Email jpn feedback nsc com Tel 1 800 272 9959 Deutsch Tel 49 0 69 9508 6208 Tel 81 3 5639 7560 English Tel 44 0 870 24 0 2171 www national com Francais Tel 33 0 1 41 91 8790 Jeyirduy euone1ado 19M04 649117 This datasheet has been download from www datasheetcatalog com Datasheets for electronics components
35. e r aliser une pompe centrifuge pour les raisons suivantes Plus proche du savoir faire du laboratoire de LEMFI R alisation plus simple et moins co teuse D bit et pression facile ma triser Applications courante dans le domaine m dical 6 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 3 1 1 Conception hydraulique Les conceptions de la roue et de la volute ont t r alis es par ZHANG Xingyuan Pour fabriquer notre prototype et effectuer les premiers essais nous avons d cid de prendre une g om trie d grad e de la roue et de la sur dimensionner par rapport aux besoins r els En effet le prototype a t assembl avec une roue plate et de plus grande dimension facilitant la fabrication de cette pi ce et r duisant le co t de production A ADATTA NM HA M ll oH Figure 7 G oometrie de la roue Point nominal H 1 2mH O Q 0 3 m h N 2000 tr min 3 1 2 Conception m canique Cette conception fait appel un moteur sur dimensionn Le choix du moteur a t r alis en consid rant les cotes de l arbre de sortie et la puissance fournir En raison de sa plus grande dimension nous avons t capables de fixer la roue directement sur cet arbre et par cons quent d liminer l arbre et le palier interm diaire d une conception pr c dente Figure 8 Conception m canique 3 1 3 Le moteur 8 p q Pour faire tourner l
36. ectronique nous avons plac un bouton pour allumer ou teindre l lectronique Gr ce ce bouton nous pouvons viter que le circuit soit allum quand il n est pas utilis ce qui assure une plus longue dur e de vie des l ments Figure 51 Bouton g n ral Nous pouvons donc conclure que le syst me lectronique a t largement am lior et fiabilis gr ce de nombreuses modifications ainsi comme de nombreux essais La robustesse de celui ci a aussi augment fortement gr ce toutes les modifications incluses surtout au niveau des connexions des l ments et de la protection des signaux transf r s 4 2 Circuit hydraulique Au d but de notre projet il existait d j un circuit hydraulique fonctionnel et un prototype th orique pour l int gration de ce circuit dans l armoire qui post rieurement sera introduite dans l incubateur De plus toutes les pi ces du circuit avaient d j t choisies par l l ve ant rieur Le probl me tait que les seuls raccords rapides qui avaient t envisag s taient ceux qui serviront d connecter le bac de culture C est pourquoi nous avons d cid de changer toutes les pi ces du circuit hydraulique final pour faciliter son d montage n importe quel point de celui ci 32 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 2 1 Le r servoir D apr s de nombreux essais de r servoir nous av
37. ed without a heat sink Since the die temperature is directly dependent upon the heat sink the heat sink should be chosen for thermal resis tance low enough that thermal shutdown will not be reached during normal operaton Using the best heat sink possible within the cost and space constraints of the system will improve the long term reliability of any power semiconductor POWER DISSIPATION AND HEAT SINKING The LM675 should always be operated with a heat sink even though at idle worst case power dissipation will be only 1 8W 30 mA x 60V which corresponds to a rise in die temperature of 97 C above ambient assuming 60 4 54 C W for a TO 220 package This in itself will not cause the thermal protection circuitry to shut down the amplifier when operating at room temperature but a mere 0 9W of additional power dissipation will shut the amplifier down since T will then increase from 122 C 97 C 25 C to 170 C In order to determine the appropriate heat sink for a given application the power dissipation of the LM675 in that appli cation must be known When the load is resistive the maxi mum average power that the IC will be required to dissipate is approximately 2 S P 2T R S PD MAX where Vg is the total power supply voltage across the LM675 R is the load resistance and Po is the quiescent power dissipation of the amplifier The above equation is only an approximation which assumes an ideal class B
38. era gr ce aux connexions rapides z ro goutte transportables Figure 64 Division du troisieme tage De cette mani re nous facilitons le travail sur le bac de culture Comme il peut tre retir sans probl mes il peut tre facilement manipul sous la h te De plus gr ce aux connexions rapides z ro goutte nous n avons pas de fuites de liquide lors de la d connexion du bac des art res et donc le troisi me tage reste propre et facile manipuler 4 3 3 Le r servoir La localisation du r servoir n a pas chang mais quand m me des am liorations pour celui ci ont t ajout es Pour faciliter sa manipulation sous la hotte le deuxi me tage a t divis en deux comme le troisi me De cette mani re gr ce aux connexions rapides z ro goutte le r servoir peut facilement tre retir de l incubateur pour sa manipulation 39 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 3 4 Le circuit by pass La vanne du circuit by pass tait th oriquement localis e au deuxi me tage laissant la pompe comme seul l ment du premier tage Cet tage restait donc assez vide et le deuxi me assez charg De plus cette vanne restait derri re le r servoir et donc sa manipulation depuis la porte de l incubateur tait difficile C est pourquoi nous avons d cid de placer la vanne du by pass dans le premier tage Figure 65 Circuit
39. gress x G1 4 11mm depth RESISTANCE Special regulations which must be complied with by the flowmeter manufacturer apply to each coun try e g CE NSF FDA and SK The various media flowing through the flowmeter differ from applica tion to application You are advised to enquire with the medium manufacturer as to whether the entire installation and the flowmeter are resistant to the medium itself see Material Approvals Standards EN55014 1 00 41 01 42 02 EN61000 63 01 M1 04 1EC61000 6 3 06 ed 2 0 EN61000 3 2 06 1EC61000 3 2 05 ed 3 0 EN61000 3 3 95 41 01 A2 05 IEC61000 3 3 94 A1 01 A2 05 Cons ed 1 2 EN55014 2 97 1 01 EN61000 6 1 01 1EC61000 6 1 05 ed 2 CE Electrical connection ratings Power supply 4 5 24 V DC Consumption 5 mA to max 13 mA Signal connection Open collector NPN Signal voltage 0 V GND Signal load max 20 mA Leakage current max 10 uA Connections 3 pin AMP 2 8 x 0 8 mm Signal Square wave output Duty Cycle 50 3 68 49 without plug socket D se 7 DIGMESA electronic circuitry is always designed for operation with DIGMESA flowmeters Please note the following if connecting to other elec tronic circuitry eThe flowmeter does not supply an output voltage but switches the signal terminal to 0 V ground actuated or leaves it open non actuated eThere must be a pull up resistor between power supply and signal depending on electro
40. imit current when an output transistor has a high voltage across it When driving nonlinear reactive loads such as motors or loudspeakers with built in protection relays there is a possi bility that an amplifier output will be connected to a load whose terminal voltage may attempt to swing beyond the power supply voltages applied to the amplifier This can cause degradation of the output transistors or catastrophic failure of the whole circuit The standard protection for this type of failure mechanism is a pair of diodes connected between the output of the amplifier and the supply rails www national com These are part of the internal circuitry of the LM675 and needn t be added externally when standard reactive loads are driven THERMAL PROTECTION The LM675 has a sophisticated thermal protection scheme to prevent long term thermal stress to the device When the temperature on the die reaches 170 C the LM675 shuts down It starts operating again when the die temperature drops to about 145 C but if the temperature again begins to rise shutdown will occur at only 150 C Therefore the de vice is allowed to heat up to a relatively high temperature if the fault condition is temporary but a sustained fault will limit the maximum die temperature to a lower value This greatly reduces the stresses imposed on the IC by thermal cycling which in turn improves its reliability under sustained fault conditions This circuitry is 100 test
41. ing wide bandwidth and low input offset voltage making it equally suitable for AC and DC applications The LM675 is capable of delivering output currents in excess of 3 amps operating at supply voltages of up to 60V The device overload protection consists of both internal current limiting and thermal shutdown The amplifier is also internally compensated for gains of 10 or greater Features m 3A current capability Avo typically 90 dB 5 5 MHz gain bandwidth product 8 V us slew rate Wide power bandwidth 70 kHz Connection Diagram TO 220 Power Package T 00673901 The tab is internally connected to pin 3 Vpg Front View Order Number LM675T See NS Package TO5D 2004 National Semiconductor Corporation DS006739 May 1999 1 mV typical offset voltage Short circuit protection Thermal protection with parole circuit 100 tested 16V 60V supply range Wide common mode range Internal output protection diodes 90 dB ripple rejection Plastic power package TO 220 Applications High performance power op amp Bridge amplifiers Motor speed controls Servo amplifiers Instrument systems Jeyirduy euone1ado 19M04 649117 Typical Applications Non Inverting Amplifier Vec 00673902 www national com LM675 Absolute Maximum Ratings Note 1 Storage Temperature 65 C to 150 C If Military Aerospace specified devices are required Junction Temperature 150 C please contact the National Semiconductor Sale
42. la voir continuation Figure 13 Armoire Finalement cette armoire sera mise dans un incubateur CO2 concu pour la culture cellulaire qui normalement a aussi t d j choisi incubateur Slimcell avec un volume de 155L pour les dimensions int rieures suivantes 520x497x630mm et est le suivant Figure 14 Incubateur 11 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 Modifications apport es Pour ce projet notre travail a t centr dans la fiabilit du prototype et la validation des travaux pr c dents Pour fiabiliser le montage nous avons modifi toute la partie lectronique ainsi que certains composants du circuit hydraulique Pour valider les travaux ant rieurs nous avons d monter le premier prototype fonctionnel pour se rendre compte de certaines erreurs de conception 4 1 Partie lectronique Lorsque nous avons commenc le projet la partie lectronique tait d j con ue Le probl me tait qu elle ne marchait pas car elle n tait pas tr s robuste Une fois la localisation de la d faillance et sa r paration post rieure ont t faites le syst me est tomb nouveau en panne et c est pourquoi nous avons d cid de le modifier pour apporter plus de robustesse Aussi certains l ments ont t chang s de place dans le circuit hydraulique respecte sa position pr vue par les l ves pr c dents Les l ments
43. les de la paroi de l art re endoth lium et surtout par r traction cicatricielle Figure 2 Implantation d un stent 1 1 3 Probl matique S agissant d un mat riel tranger au corps humain c est un point d appel naturel la formation d un caillot Un traitement emp chant l apparition de ce dernier reste donc indispensable pendant au moins plusieurs semaines jusqu ce que le m tal soit naturellement recouvert par les cellules de la paroi interne de l art re endoth lialisation 1 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Outre les probl mes secondaires l angioplastie le risque essentiel est celui de la r cidive de st nose rest nose de l art re qui n est pas compl tement limin e m me avec les stents actifs Les derniers mod les peuvent tre recouverts d une substance m dicamenteuse antiprolif rative r duisant notablement le risque de rest nose En moyenne la rest nose est diminu e de 55 65 Cette rest nose est essentiellement due une prolif ration cellulaire l int rieur du stent En effet les stents entrainent une cicatrisation de la paroi art rielle qui peut tre excessive hyperplasie myointimale et entrainer une r obstruction de l art re rest nose L occlusion aig e par formation d un caillot est plus rare si le traitement est bien suivi 1 2 Enjeux du Laboratoire de Physiopathologie de la paroi art
44. ll change the required heat sink to a 1 2 C W unit if the case to heat sink interface is lubricated Typical Applications The thermal requirements can become more difficult when an amplifier is driving a reactive load For a given magnitude of load impedance a higher degree of reactance will cause a higher level of power dissipation within the amplifier As a general rule the power dissipation of an amplifier driving a 60 reactive load will be roughly that of the same amplifier driving the resistive part of that load For example some reactive loads may at some frequency have an impedance with a magnitude of 8 and a phase angle of 60 The real part of this load will then be 8Q x cos 60 or 4Q and the amplifier power dissipation will roughly follow the curve of power dissipation with a 4Q load Non Inverting Unity Gain Operation yt RC gt Ri lt 1 10 Ay DC 1 1 27500 kHz Rs Ra 00673906 UNITY GAIN BANDWIDTH 50 kHz Inverting Unity Gain Operation VIN RC gt Av oc 1 4 277500 kHz 0 22 uF Y 00673907 UNITY GAIN BANDWIDTH 50 kHz www national com S8 9IN 1 LM675 Typical Applications Continued Servo Motor Control Vcc 10k 20k 9k 10k 20k 0 22 uF 00673908 High Current Source Sink 10k 100 1 40 10W 10 turn 00673909 lout Vin X 2 5 amps volt i e lour 1A when Vin 400 mV Trim pot for max Royt www national com 8
45. nic circuitry Version 01 EPI 930 0501 V01 GB Page 2 5 Digmesa AG Keltenstrasse 31 CH 2563 Ipsach Switzerland Phone 41 32 332 77 77 Fax 41 32 332 77 88 www digmesa com Interface Connection Examples Open Collector 4 5 24 VDC open collector gt Signal simple circuit 0 VDC 4 5 24 VDC 5 VDC open collector 0 VDC open collector 0 VDC 5VDC Rx 1k0 12 VDC Rx 4k7 100nF 24VDC Rx 10k al EIST HO VS3lWOIQ hen ypes optocoupler interface 0 VDC We reserve the right to make modifications in the interests of technical progress Version 01 EPI 930 0501 V01 GB Page 3 5 Digmesa AG Keltenstrasse 31 CH 2563 Ipsach Switzerland Phone 41 32 332 77 77 Fax 41 32 332 77 88 www digmesa com Measurement Curve EPI 07 00 mm Linearit t linearity Abweichung deviation m rate T Druckverlust pressure drop Druckverlust pressure drop bar Durchfluss flow rate l min Medium for these linearity and pressure loss curves Cola syrup approx 24 centistokes Pulses litre g pulse min flow rate max flow rate Pressure loss in litres min at in litres min Linear start MEASUREMENT TIPS 070mm 462 216 00653 55 02 The min and max flow rate and the pressure loss may vary depending on viscosity Ensure that there is no fast pulsatory movement of the media Ensure that there are no reverse pressure surges Ensure that there is n
46. nt chang s l h pital et n auront pas besoin d tre calibr s Si nous repr sentons les r sultats sous forme de graphique les r sultats sont les suivants D I E c 2 v Y w a Etalonnage des capteurs de pression N N O u O O Tension V Courbe d talonnage du capteur de pression Boite 9 Capteur 2 gt Boite 9 Capteur 1 hp Boite 8 Capteur 1 gt lt Boite 8 Capteur 2 Nous observons donc que les r sultats s ajustent bien une droite ce qui peut tre tr s bien int gr dans le code de Labview Les courbes d talonnage sont donc les suivantes Boite 8 P 51 722 V 1 7881 Boite 9 P 50 593 V 18 152 Avec P la pression en mmHg et V la tension en V Etalonnage du d bitm tre Comme nous avons explique avant le debitmetre possede deux pales qui tournent avec le passage du liquide Ce mouvement de pales est le responsable de creer les pulses du signal cr neau que fournit le debitmetre Le param tre important pour etalonner le debitmetre est donc le nombre de pulses par litre Si nous regardons la datasheet nous observons que le constructeur nous donne une valeur de 462 pulses L Pour verifier cette valeur nous faisons passer un litre d eau dans le debitmetre puis gr ce a l oscilloscope nous comptons le nombre de fronts d onde produits Les r sultats sont les suivants Pulses L 465 463 Tableau des donn es pour l talonnage du capteur de d bit Nou
47. o air in the system Note the mounting position of the flowmeter Min max flow should be in the linear range of the selected flowmeter Clean the system at appropriate intervals The values specified must be considered as approximate values Avoid electrical current peaks e Incorrect cabling of power supply signal The number of pulses per litre may differ depending on medium and installation and ground will destroy the flowmeter We recommend to calibrate the number of pulses per litre in line with the complete Do not mechanically load electrical contacts installation ES E Avoid moisture on the electrical contacts Avoid stray pick up via the cable Do not lay cables in parallel with high current loads We reserve the right to make modifications in the interests of technical progress Version 01 EPI 930 0501 V01 GB Page 4 5 Digmesa AG Keltenstrasse 31 CH 2563 Ipsach Switzerland Phone 41 32 332 77 77 Fax 41 32 332 77 88 www digmesa com Spare parts eee screws 442 0420 20 Upper section EPI Amite 530 0501 We reserve the right to make modifications in the interests of technical progress Version 01 EPI 930 0501 V01 GB Page 5 5 Digmesa AG Keltenstrasse 31 CH 2563 Ipsach Switzerland Phone 41 32 332 77 77 Fax 41 32 332 77 88 www digmesa com National Semiconductor LM675 Power Operational Amplifier General Description The LM675 is a monolithic power operational amplifier fea tur
48. ons conserv par l instant le suivant Figure 52 R servoir provisoire Pour ce r servoir nous avions pens au d but que nous aurions des probl mes d aspiration cause du vortex form qui de plus tait favoris para la forme ronde du r servoir Pour viter cela nous avons plac une grille qui se charge de casser le vortex Figure 53 Grille pour casser le vortex Nous avons d cid de conserver ce r servoir provisoirement puisqu il poss de une taille parfaite pour l armoire et aussi par la facilit qu il offre pour le remplir 33 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 2 2 Les connexions rapides Pour faciliter la connexion et d connexion du bac des art res et du r servoir afin de pouvoir les manipuler facilement sous la hotte nous avons inclus des connexions rapides z ro goutte y J Figure 54 Connexions rapides z ro goutte Les caract ristiques importantes de ces connexions sont que sa temp rature d utilisation 40 a 80 C ainsi que sa pression maximale 8 bar a 25 C rentrent dans les valeurs de manipulation 4 2 3 Les connexions en T Pour le circuit hydraulique nous avons besoin de plusieurs connexions en T Pour faciliter les connexions de tuyaux ces pieces nous avons choisi d utiliser des raccords instantan s John Guest Figure 55 Connexion en T Jhon Guest Ce type de raccord ideal pour le
49. ons observer la parfaite r ponse de la pression rose para rapport au moteur m me quand celui ci recoit un signal satur de l amplificateur derni re image 4 1 5 Le debitmetre Pour mesurer le d bit dans notre montage nous avons utilis un debitmetre Digimesa la datasheet peut tre trouv e en annexes qui se trouve juste apr s le bac de culture et devant de la vanne de contre pression Il est plac au deuxi me tage de l armoire vue que la seule exigence pour le d bitm tre est d tre plac dans le circuit de circulation de fluide principal et non pas dans le circuit by pass c est donc dans cet tage qu il y avait le plus de place Le montage r sulte de la maniere suivante Figure 26 Disposition d finitive du d bitmetre 19 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Le fonctionnement du debitmetre est simple D un c t il est aliment par une tension de 5 volts qu il envoie en continue comme signal de sortie Nous verrons que ce signal est un peu moins de 5 volts D autre c te il possede dans son interieur deux petites pales qui tournent avec le passage de liquide et qui a chaque tour coupent la tension de sortie et donc le signal change aux 0 volts Nous avons donc un signal cr neau qui se forme D bitmetre e D bitmetre Figure 27 Exemple de signal envoy par le d bitm tre De plus le nombre de pics par litre est c
50. onstant 462 pulses L selon la datasheet et 461 pulses L selon notre talonnage donc pour le syst me informatique il suffit que de conter le nombre de pulses qui arrivent en un intervalle de temps puis faire les conversions pertinentes pour obtenir le d bit La partie de code correspondante au debitmetre est la suivante Figure 28 compteur sub vi 20 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Nombre de Conversion en ml min r p titions du boucle b I gt gt F hon DA Len 1000 E E a DAGmx Start ffich du d bi Task vi Affichage du d bit Comptage des pulsations H Figure 29 Boucle du debitmetre dans bioreacteur vi Nous observons donc que le code est compos en deux parties Dans la premiere partie compteur sub vi le logiciel compte les fronts d onde du signal qui arrive au port correspondant au d bitm tre Dev1 ctr1 ce qui correspond au port PFI3 de la carte d acquisition Apr s le code principal bioreacteur vi lit dans un boucle les donn es fournies par compteur sub vi pendant 5 secondes 10ms 500 5s puis il divise cette valeur par 461 pour obtenir la valeur en litres 5 secondes ll ne reste qu multiplier cette valeur par 12 et par 1000 pour obtenir la valeur finale en min et en ml respectivement Notre r sultat sera donc montr en ml min Il faut signaler que ce comptage de fronts d onde n est pa
51. ous avons dit avant n est pas soud directement sur le circuit pour pouvoir le mettre dehors de la boite qui contiendra la partie lectronique afin de faciliter sa manipulation Figure 23 Montage du potentiom tre Le potentiometre peut varier sa r sistance de OQ 22k et c est en variant cette r sistance que nous varions la fonction de gain de la r alimentation du circuit amplificateur Rf HE Rin Vout Y Figure 24 Explication du fonctionnement de la r alimentation d un amplificateur op rationnel 18 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants Avec Rn une r sistance constante de 1kOhm voir la datasheet de l amplificateur LM675 en annexe pour plus d information et R la r sistance du potentiometre Nous observons donc que si nous augmentons la r sistance du potentiometre nous augmentons la tension de sortie et donc la tension d alimentation du moteur C est donc avec ce potentiom tre que nous arrivons contr ler la vitesse de rotation de la pompe Figure 25 D monstration de l effet du potentiometre sur le bior acteur Nous pouvons observer comme au fur et mesure que nous augmentons la r sistance du potentiom tre de gauche droite la courbe de tension d alimentation du moteur bleu se d place vers le haut c est dire elle augmente sa valeur de tension La courbe de signal orange est toujours la m me et nous pouv
52. pparaissaient sont des perturbations d haute fr quence donc nous avons construit le filtre de telle facon qu il ne laisse passer que les basses fr quences 1m Q AAY 9 Mout o a 1 1 avec f 1591Hz fc 2 T R C 2 1 1kQ 100nF Figure 37 Sch ma d un filtre analogique bas fr quence Cette solution est provisoire puisque la lin arit du capteur de pression relation tension pression est affect e 25 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 1 7 Le capteur de niveau Pour contr ler une fuite ventuelle et afin de pouvoir arr ter le fonctionnement du bior acteur nous avons plac sur le bac de culture un capteur de niveau LLE 102000 type 2 de Honeywell la datasheet peut tre trouv en annexes Le montage du capteur est le suivant Figure 38 Capteur de niveau Le fonctionnement de ce capteur est assez simple Lorsqu il ne d tecte pas de liquide il envoie un signal continu de 5 volts et lorsqu il entre en contact avec un fluide le signal descend aux O volts Il suffit donc de construire une fonction sur Labview qui fait que lorsque le signal change de valeur le moteur est arr t Selection de l entr e digital D tection de l eau A Arr t manuel A Dev1 PFH timeout e E Arr t du programme Figure 39 Code du capteur de niveau dans bioreacteur vi 26 D veloppement d un banc biom dical d
53. riaux utilis s en contact avec le fluide et les art res doivent remplir des conditions de biocompatibilit Enfin le banc d essai doit fonctionner en circuit ouvert pour favoriser les changes gazeux entre l air de l incubateur et les fluides de culture utilis s 2 Prelevement Tubulure Y un Artere Milieu de culture lt Changements de milieu Figure 4 Sch ma de principe du banc 3 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 2 2 Cahier de charges 2 2 1 Pression pulsatile La pompe doit generer une pression pulsatile similaire a la pression arterielle ainsi que le debit correspondant Le niveau de pression arterielle et la forme de la pulsation varie avec l ge et les personnes G n ralement les personnes qui re oivent l implantation d un stent sont g es Nous tudions donc ici la pulsation art rielle typique du sujet g Sujet jeune Ondes de r flexion augmentation du Travail systolique Sujet g Systolique 2 D ficit de Perfusion coronaire Diastolique a Sujet jeune et sujet g b Pression systolo diastolique Figure 5 Pression art rielle La pression art rielle a les caract ristiques suivantes 110 140 mmHg pour la systolique 60 80 mmHg pour la diastolique 70 95 mmHg pour la moyenne 60 80 battements par minutes La valeur suivante sera conserv e 80
54. s l ments qui feront part d un prototype int gr dans un incubateur MOTS CLES Ecoulement conduite en charge Labview Circuit Hydraulique Pompe hydraulique PARTIE A REMPLIR PAR LE PROFESSEUR RESPONSABLE DU PROJET ACCESIBILITE DE CE RAPPORT entourer la mention correcte LIBRE CONFIDENTIEL pendant an s DATE Nom du signataire Signature Remerciements Nos premiers remerciements vont au personnel du laboratoire LEMFI et particulierement a Mr Sarraf qui a su nous encadrer et nous conseiller pendant tout ce temps Merci Mile Maurel pour ses r ponses rapides pour tre toujours si attentive avec nous Merci tous les amis rencontr s lors de cette exp rience inoubliable appel e Erasmus que nous esp rons conserver pour toujours et notamment Anita Bea Boooojan Carmele El Murloc Felipe Irene Marston RicOso et Ye Nano Merci aussi tous les amis faits tout au long notre carri re l universit Carlos Ill de Madrid et notamment Bitacoras Bully Caftol Cletus El Axo Elvirilla Fanti Grandu Laits Maxi McPoyo Nasek Ninioh Pichi Topjam et Vegas Aussi Javier Rodr guez Rodr guez parce qu il nous a transmis son int r t par la m canique des fluides de la meilleure mani re possible Finalement nous tenons remercier nos familles et nos amis de toute la vie pour nous supporter et par son soutient pendant tout ce temps sans lequel nous n aurions jamais arriv ICI Eduardo Cano Plei
55. s Office Power Dissipation Note 2 30W istributors for availability and specifications Lead Temperature Supply Voltage 30V Soldering 10 seconds 260 C Input Voltage VEe to Voc ESD rating to be determined Operating Temperature 0 C to 70 C Electrical Characteristics Vs 25V TA 25 C unless otherwise specified Supply Current mA input Offset Voltage mV Open Loop Gain R Q 90 70 min dB Output Voltage Swing y Offset Voltage Drift Versus Temperature RR amp 100kQ E uV C Offset Voltage Drift Versus Output Power O 85 4 uV W MEERE Max Slew Rate V us Note 1 Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur Operating Ratings indicate conditions for which the device is functional but do not guarantee specific performance limits Electrical Characteristics state DC and AC electrical specifications under particular test conditions which guarantee specific performance limits This assumes that the device is within the Operating Ratings Specifications are not guaranteed for parameters where no limit is given however the typical value is a good indication of device performance Note 2 Assumes TA equal to 70 C For operation at higher tab temperatures the LM675 must be derated based on a maximum junction temperature of 150 C Typical Applications Generating a Split Supply From a Single Supply 16V 60V 00673903 Vg 8V gt 30V www national com 2 Typical Perform
56. s parfait et que parfois le logiciel compte des pulses qui ne sont pas envoy s par le d bitm tre ce qui peut facilement tre v rifi gr ce l aide de l oscilloscope La source de cette erreur est le bruit qui arrive par les fils et a t r duit par le placement d un condensateur au niveau de la carte Nous avons constat que l erreur a t r duite norm ment gr ce ce condensateur mais nous avons toujours une valeur avec une erreur de 50ml min Nous avons aussi remarqu que cet erreur de comptage n apparait pas si nous utilisons la carte d acquisition NI USB 6008 au lieu de la carte NI USB 6211 21 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 1 6 Le capteur de pression Pour mesurer la pression arterielle nous avons utilise un capteur de pression Medex Nous avons choisi ce capteur de pression par sa biocompatibilite ainsi que parce qu il est jetable et facilement remplacable Comme dans le montage theorique le capteur de pression est localis au deuxi me tage mais il n est plus avant la vanne du circuit by pass puisque celui ci a chang Le montage est donc le suivant Figure 30 Montage du capteur de pression Le fonctionnement du capteur est simple Il transforme la pression du fluide en tension La conversion est lin aire et nous pouvons obtenir la droite de correspondance tension pression gr ce un autre capteur de pression d
57. s pouvons donc faire une moyenne et nous obtenons 460 6 pulses L soit 461 pulses L pour Labview Caracterisation de la pompe La proc dure pour caract riser la pompe a d j t expliqu e avant nous indiquons ici juste les r sultats obtenus pour arriver aux courbes e Rpm moyen 3556 rpm D bit ml min Pression V Pression mmHg Q similitude P similitude _ Tableau des donn es pour la caract risation de la pompe pour une vitesse de rotation de 3556 rpm de moyenne e Rom moyen 3628 _ rpm D bit ml min Pression V Pression mmHg Q similitude P similitude Tableau des donn es pour la caract risation de la pompe pour une vitesse de rotation de 3628 rpm de moyenne e Rpm moyen 3666 rpm D bit ml min Pression V Pression mmHg Q similitude P similitude _ 3605 2434 a 1796654 2414238 1767598 _ Tableau des donn es pour la caract risation de la pompe pour une vitesse de rotation de 3666 rpm de moyenne e Rom moyen 3207 rpm D bit ml min Pression V Pression mmHg Q similitude P similitude _ Tableau des donn es pour la caract risation de la pompe pour une vitesse de rotation de 3207 rpm de moyenne e Rpm moyen 3292 rpm D bit ml min Pression V Pression mbar Q similitude P similitude _ Tableau des donn es pour la caract risation de la pompe pour une vitesse de rotation de 3292 rpm de moyenne e Rpm moyen 3285
58. te et Andr s Ceballo Sommaire 1 CADRE DU PROJET ET ENJEUX nennen 1 A ESS AAAS EEA ET EAT EATE TEAT ETA EAEE 1 WNVENINBIA d ome TH mcm 1 1 1 2 Utlllsation E ONgIoBlastie aussage 1 1 1 3 ProDle MAL Ve as 1 1 2 ENJEUX DU LABORATOIRE DE PHYSIOPATHOLOGIE DE LA PAROI ARTERIELLE ecececececececcecscecsesececs 2 LAA SE es dde oo 2 2 PROBLEMATIQUE ET OBJECTIF eee mnm 3 2 1 DEVELOPPEMENT DU BANE DES Alisa alii 3 2 2 CAHERDE CHARGES cn es nee E dE A Ld dan A 2 2 1 Pression DUISOLHO i sn oon Eau nee lee A EEN 4 22 2De8bit modulgable cc eae terra ORE ito ehe 4 2 2 3 Fluide circulant 2 0 0 cc cccecscceccccscccceccscscaccsceesscnscscssescssassscaesscaenscssscnseecsseesssassscassscusnscnens 5 2 24 CONTENTOS dd Beeren 5 2 2 5 BIOCOMDAU DIN te oia 5 32 TRAVAUX PRECEDENTS cian ae 6 3 LA POMPES tee tt out ILE suid DRM Etat te nus 6 31 1 Conception NVArQUIQUES LES A utente au ee ves ag meet diens 7 3 41 2 ConcebDtiOn IMCCONIQUC a near 7 LS LE 49 078 I AN re aE Eee ee Re 7 3 2 REALISATION DE LA COMMANDE EN PRESSION cccscececcececsceccececscsceceececscseeetecsesceeeeueesuscseess 8 3 3 SUIVI DES VALEURS DE PRESSION ET DE DEBIT CHOIX DU DEBITMETRE ET DU CAPTEUR DE PRESION a taie 8 2 1 CONSTRUCTION DU BANC D ESSAIS ET CONCEPTION DU PROTOTYPE FINALE ss 9 4 MODIFICATIONS PORT ES usas ae 12 T LPAR UE ELECTRONIQUE ta 12 A dA Lech CUIE elec Tongue SES di T AM a debe 12 4 1 2 LO carte a ACUISTA A er cents 15 A a Fe TMOUC Ul enern
59. teur de pression sera un capteur MEDEX Le choix tait d j fait et nous avons approfondit dans l utilisation de ces l ments c est pourquoi nous laissons ses descriptions pour plus tard 8 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 3 4 Construction du banc d essais et conception du prototype finale Lorsque nous avons commenc le projet nous avions le prototype suivant Figure 10 Prototype initial 9 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants La partie lectronique ne marchait pas et un commande pour des pieces d finitives telles que l armoire avait t lanc Nous avions d cid donc de commencer par se centrer dans la partie lectronique en attendant les nouvelles pieces et c est pourquoi nous n avions presque pas touch ce prototype d j valid Le montage d finitif devait tre le suivant Raccord rapid Capteur Pression Pr levements Figure 11 Conception th orique du bior acteur Nous pouvons observer dans ces images le bac des art res qui est aussi d finitif et dont le r sultat final est le suivant Figure 12 Bac de culture 10 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants L armoire ou nous introduirons le prototype est aussi d finitive et nous pouvons
60. vons choisis ces unit s puisque ce sont les unit s que nous utilisons dans le logiciel de commande du moteur Les r sultats num riques sont inclus dans les annexes et les courbes sont les suivantes Caract risation de la pompe 3556 rpm 3628 rpm fr 3666 rpm ec 3207 rpm 755 I z v Y w Sh a 3292 rpm gt 3285 rom 1000 2000 3000 4000 5000 D bit ml min Figure 22 Courbes de caract risation de la pompe Comme nous avons expliqu dans le cahier des charges nous avons besoin d un d bit de 1800 ml min et une pression comprise entre 60 mmHg et 140 mmHg Donc vues les conditions n cessaires de d bit et pression et que nous alimentons le moteur avec 24 volts nous pouvons dire que la pompe sera capable de fournir les sp cifications attendues Il ne restera donc qu valider si avec les pertes des charges du circuit hydraulique nous sommes toujours dans les niveaux demand s de pression et d bit I faut indiquer qu une fois le circuit hydraulique a t mont dans l armoire les pertes de charges ne sont pas tr s grandes et nous sommes donc toujours dans les sp cifications requises de d bit et pression 17 D veloppement d un banc biom dical d tude de la rest nose et la mise au point des stents actifs pro cicatrisants 4 1 4 Le potentiometre Pour contr ler la tension d alimentation du moteur nous avons place un potentiometre dans le circuit lectronique Le potentiometre comme n
61. y LLL 87 LZ DIE 814 97 LO M 0 DE XOL 6LH vz gey 228 Lau DA weibeig 2oneuieuog LM675 Application Hints STABILITY The LM675 is designed to be stable when operated at a closed loop gain of 10 or greater but as with any other high current amplifier the LM675 can be made to oscillate under certain conditions These usually involve printed cir cuit board layout or output input coupling When designing a printed circuit board layout it is important to return the load ground the output compensation ground and the low level feedback and input grounds to the circuit board ground point through separate paths Otherwise large currents flowing along a ground conductor will generate voltages on the conductor which can effectively act as sig nals at the input resulting in high frequency oscillation or excessive distortion It is advisable to keep the output com pensation components and the 0 1 uF supply decoupling capacitors as close as possible to the LM675 to reduce the effects of PCB trace resistance and inductance For the same reason the ground return paths for these components should be as short as possible Occasionally current in the output leads which function as antennas can be coupled through the air to the amplifier input resulting in high frequency oscillation This normally happens when the source impedance is high or the input leads are long The problem can be eliminated by placing a small

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