Desenvolvimento de um sistema embarcado para realização de estudos através da espectroscopia de fluorescência

• Main Author: Nogueira, João Marcelo Pereira
• Publication Date: 2020
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-28012021-122824/
• topic: Embedded System; Espectroscopia de Fluorescência; Fluorescence Spectroscopy; Instrumentação; Instrumentation; LIFS; Sistema Embarcado

A espectroscopia de fluorescência é uma técnica de espectroscopia óptica amplamente utilizada em diversas áreas de pesquisas. Sua aplicação é considerada como uma opção rápida, não invasiva e não destrutiva, apresentando grande sensibilidade a alterações físicas e químicas em determinados grupos de moléculas. Na indução e na detecção de fluorescência é necessário que se tenha um sistema composto por aparatos ópticos, incluindo a fonte de luz de excitação e o sistema de detecção que muitas vezes exige o uso de um computador. Contudo essa configuração é bastante limitada, especialmente quando o sistema deve ser transportado para experimentos realizados em campo. Além de comprometer a segurança dos componentes do sistema, o transporte pode também afetar o alinhamento óptico da configuração, inviabilizando a reprodução das medidas. Em vista desses problemas, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema integrado portátil e robusto, capaz de realizar a espectroscopia de fluorescência induzida por laser em campo. Componentes miniaturizados foram utilizados na montagem do sistema, como um computador dedicado com um programa embarcado, junto com um espectrômetro e a fonte de luz de excitação disponível em dois comprimentos de onda, 403 nm e 532 nm. Um programa chamado de EspectroVIS foi escrito na linguagem de programação orientada a objetos C++ para operar o sistema. Esse programa faz a comunicação com o espectrômetro, fornece ferramentas de visualização de rápida análise e ferramentas numéricas para filtragem e detecção de picos, permitindo que os espectros coletados sejam salvos em uma imagem ou em um arquivo de texto durante a medição. O sistema foi validado através de medidas em amostras conhecidas, gerando incerteza na ordem de ±2 nm. O projeto e o desenvolvimento do sistema integrado, bem como exemplos de aplicações do seu uso, serão apresentados ao longo desta dissertação.