Below is a detailed description of the project carried out by two students of Biomedical Engineering at the University of Barcelona (UB) in the elective course of Microcontrollers for Biomedical Applications and Systems. Xavier Gómez Asencio and Xavier Ullastre Buscá have developed the algorithm for the STM32F401 Nucleo-64 microcontroller that allows for two different types of measurements, cyclic voltammetry and chronoamperometry, using a potentiostat. The project also includes the control of the microcontroller through a set of specific instructions and the visualization of the data obtained using ViSens-S. In the following sections, we will go into more detail on the different steps followed for the development of the project and present the results obtained.
+ +## Table of contents + +[TOC] + + +## Objectives + +As mentioned earlier, the main objective of the project is the programming of a potentiostat using the STM32 Nucleo-64 board and the STM32Cube IDE, for the control and acquisition of cyclic voltammetry and chronoamperometry measurements.
+ +For the successful completion of this project, the following subobjectives have been defined: + +- Control and creation of the instruction set. +- Control of the *Power Management Unit* (PMU) of the potentiostat's *front-end* module. +- Use ADC and DAC to read and set the corresponding voltages and currents. +- Implement timers of the microcontroller to manage measurement and sampling times. +- Creation and programming of the execution flow for cyclic voltammetry. +- Creation and programming of the execution flow for chronoamperometry. +- Communicate with the viSens-S application through I2C serial communication. +- Test the proper functioning of both the code and the final application. + +## Theoretical Framework + +Once the objectives have been defined, this section briefly describes the main contexts related to the project in order to understand each part of it. + +### Potentiostat +A potentiostat is an electronic device used in the field of electrochemistry to control and measure electrical potentials of an electrochemical cell, an experimental device used to generate electricity through a redox reaction. + +The potentiostat consists of three electrodes. Firstly, there is the working electrode, which is in direct contact with the sample or electrochemical solution being analyzed and maintains a constant potential. The second electrode is called the reference electrode and establishes the reference potential for the measurement. Finally, the auxiliary electrode completes the electrical circuit, allowing the flow of current. + +This system works by maintaining the potential of the working electrode at a constant level relative to the reference electrode through the application of a control voltage or current with the auxiliary electrode. By keeping the potential between the working electrode and the reference electrode constant, the current generated in the electrochemical cell in response to that potential can be measured. + + + +One of the main uses of the potentiostat is the application of different electrochemical measurement techniques, including cyclic voltammetry and chronoamperometry. These techniques allow obtaining information about the electrochemical properties of a sample, such as the concentration of chemical species or the kinetics of electrochemical reactions. + +### Cyclic voltametry + + +Cyclic voltammetry (CV) is a potentiodynamic electrochemical technique commonly used to investigate the properties of a sample in solution or adsorbed molecules on the electrode by measuring the reduction potential. In a CV experiment, the potential of the working electrode is varied linearly with time, and the current is monitored through a circuit. After reaching the set potential, the potential of the working electrode is reversed in the opposite direction to return to the initial potential, generating cycles of potential ramps. + +The measured current is recorded and plotted as a function of the applied voltage, resulting in a cyclic voltammogram. + + + + + +In the figure above, we can see the result of a cyclic voltammetry. The two peaks correspond to the oxidation and reduction peaks of the sample. The peaks and the shapes of cyclic voltammograms can indicate reversible or irreversible electrochemical reactions, the presence of redox species, analyte concentrations, reaction kinetics, adsorption/desorption of molecules on the electrode surface, among other parameters. + +### Chronoampetometry + +On the other hand, chronoamperometry is an electrochemical technique used to gather information about charge transfer processes and electrochemical reactions in the sample. The principle of this technique involves setting the potential of the working electrode and monitoring the resulting current as a function of time. The current is due to faradaic processes caused by the potential step, in which electron transfer occurs. + + + +## Materials and tools + +In this section, we will explain the main hardware elements as well as the different software tools or project control used. We will also describe the main components of the microcontroller's front-end that are used for the specific application. + +### STM32F401 Nucleo-64 + +For the realization of this project, we will use the Evaluation Board (EVB) STM32 Nucleo-F401RE from STMicroelectronics, which uses the STM32F401RET6U microcontroller from the same manufacturer. This board offers users an affordable and flexible way to test new concepts and build prototypes by choosing from the different combinations of features and power consumption offered by the microcontroller. Therefore, it is a perfect board for users to get started in the world of microcontroller development. + +Below is a figure that shows the EVB and all its components and pins. + + + +One of the advantages of this EVB is that it exposes all the pins of the microcontroller, making it easier to connect with external components during prototyping. + +### STM32Cube IDE + +STM32CubeIDE is an advanced C/C++ development platform with peripheral configuration, code generation, code compilation, and debugging features for STM32 microcontrollers and microprocessors. It allows for the integration of numerous existing plugins. + +STM32CubeIDE combines the configuration and project creation functionalities of STM32CubeMX to provide an all-in-one tool experience, saving installation and development time. After selecting an STM32 MCU or MPU, whether it's a blank device or a pre-configured microcontroller or microprocessor, choosing a board or an example, the project is created, and initialization code is generated. At any point during development, the user can revisit the initialization and peripheral or middleware configuration and regenerate the initialization code without affecting the user's code. + +### GitHub + + +GitHub is a collaborative development platform that allows programmers and software developers to share, collaborate, and version their source code. Acting as an online repository, GitHub provides tools and functionalities for project management, version control, and issue tracking, facilitating collaboration and teamwork. + +This platform has been essential for managing the information of each branch, tracking changes made, and maintaining a complete history of the developments carried out throughout the project. + + + +## Methods + +### Workflows + +Below are the flowcharts depicting the different functionalities of the microcontroller. + + + +#### Cyclic voltametry + +This flowchart illustrates the operation of the microcontroller when performing a cyclic voltammetry. The function responsible for this type of measurement is `get_CV_measure`. This function takes an input structure with various external parameters such as `eBegin`, `eVertex1`, `eVertex2`, cycle target, `scanRate`, and `eStep`. Once these parameters are obtained, the target voltage will be set to `eVertex1`, the cell voltage will be set to `VBegin`, and the relay will be closed to start the measurement. The microcontroller's timer, which controls the sampling time, will also be reset and activated. + +Once these steps are completed, the microcontroller enters the measurement flow. After the sampling time has elapsed, it will read the current and cell voltage and send this data to the host using the I2C serial communication protocol established in *MASBCOMM*. After sending the data, it will check if the cell voltage is equal to the previously set target voltage. + +If it is not equal, an increment of `eStep` will be applied to the cell voltage, and the process will return to the beginning, waiting to perform another measurement. It is important to note that if the resulting voltage after the increment is higher than the target voltage, the target voltage will be set as the cell voltage. + +If the cell voltage is equal to the target voltage, it will check what the target voltage is. If the `VTarget` is `eVertex1`, the target voltage will be set to `eVertex2`, and the entire previous flow will be repeated with the changed `VTarget`. The same applies if the `VTarget` is `eVertex2`, but this time it will be set to `eBegin`. Finally, if the target voltage is `eBegin`, it will check if the specified number of cycles has been completed. If so, the relay will be opened, and the measurement will end. If the number of cycles has not been completed, the `VTarget` will be changed to `eVertex1`, and the entire flow will be repeated. + +```mermaid +flowchart TD + A(get_CV_measure) -->|Obtener parametros de estructura CV| B(Establecer Vobjetivo a eVertex1) + B -->C(Fijar tensión Vcell a VBegin con DAC) + C --> D[Cerrar relé] + D -->E[Resetear y activar timer] + E --> F{Transcurrido tiempo de mostreo} + F --> |VERDADERO| G(Leer Vcell y Icell mediante ADC) + G --> H(Enviar datos mediante MASBCOMM) + H --> J{Vcell = VObjetivo} + J --> |VERDADERO| K{Vcell = eVertex1} + K --> |VERDADERO| S(VObjetivo = eVertex2) + S --> J + K --> |FALSO| L{Vcell = eVertex2} + L --> |VERDADERO| T(VObjetivo = eBegin) + T --> J + L --> |FALSO| M{Vcell = eBegin} + M --> |VERDADERO| N{ciclo actual = ciclos objetivo} + N --> |VERDADERO| O(Abrir relé) + N --> |FALSO| U(VObjetivo = eVertex1) + U --> J + J --> |FALSO| P{Vcell+ eStep >VObjetivo} + P --> |VERDADERO| Q(Establecer Vcell Vobjetivo) + Q --> F + P --> |FALSO| R(Sumar eStep a Vcell) + R --> F + + + +``` + +#### Chronoampetometry + +This flowchart indicates the operation of the microcontroller when performing a chronoamperometry measurement. The function responsible for this type of measurement is `get_CA_measure`. This function takes an input structure with various external parameters such as sampling time, measurement time, and the value to set for *Vcell*. Similar to the voltammetry measurement, once these parameters are obtained, the cell voltage will be set to the specified value, and the relay will be closed to start the measurement. The microcontroller's timer, which controls both the sampling time and the total measurement time, will also be reset and activated. + +Once the *timer* is activated and the relay is closed, the measurement flow will begin. The microcontroller will wait until the sampling time is completed. Afterward, it will proceed to measure the cell voltage and current, and these values, along with the corresponding time, will be sent to the host using I2C serial communication. This process will be repeated, obtaining as many data points as necessary until the measurement period is completed. At this point, the measurement loop will be exited, the relay will be opened, and both the *timers* and the ADC reading peripheral will be stopped. + +```mermaid +flowchart TD + A(get_CA_measure) -->|Obtener parametros de estructura CA| B(Fijar tensión Vcell a eDC con DAC) + B --> C[Cerrar relé] + C -->D[Resetear y activar timer] + D --> E{Transcurrido tiempo de mostreo} + E --> |FALSO| E + E --> |VERDADERO| F(Leer Vcell y Icell mediante ADC) + F -->G(Enviar datos mediante MASBCOMM) + G --> H(Transcurrido el tiempo de medición) + H --> |FALSO| E + H --> |VERDADERO| I[ Parar timer y ADC ] + I --> J[Abrir relé ] +``` + + + +### Development of the functions + +For the completion of the project, we divided the different functionalities into work packages, which were developed in separate features. Once each work package was completed, a merge was performed with the `develop` branch to integrate the new changes. After all the changes were integrated into `develop`, code errors were addressed, and finally, the functionality of the potentiostat and the overall operations were tested.
+ +Below is a list of the different work packages used, along with a brief description of each: + +- `feature/stm32main`: This branch contains the code specifying the setup and loop. It is where the entire program is initialized, and instructions are read to carry out the necessary tasks. +- `feature/chronoamperometry`: This branch describes the tasks related to chronoamperometry, as previously described in the workflow. +- `feature/cyclic_voltammetry`: This branch describes the tasks related to cyclic voltammetry, as previously described in the workflow. +- `feature/ADC`: In this branch, the different ADC functions are described for use in the chronoamperometry and cyclic voltammetry functions, such as voltage and current calculation based on the signals read from specified pins. +- `feature/PMU`: In this branch, the different PMU functions are described for use in the chronoamperometry and cyclic voltammetry functions, specifically for supplying current where necessary. +- `feature/rele`: In this branch, the different relay functions are described for use in the chronoamperometry and cyclic voltammetry functions, specifically functions that describe how to open and close the relay. +- `feature/timers`: In this branch, the different timer functions are described for use in the chronoamperometry and cyclic voltammetry functions, including functions that allow us to set time periods required for the workflow of reading chronoamperometry and cyclic voltammetry. +- `hotfix/develop`: This branch resolved different errors caused by the merge of all the features into the `develop` branch. +- `hotfix/stm32main`: This branch resolved various issues related to the workflow of `stm32main.c`, among others. +- `hotfix/timers`: This branch resolved a problem related to variable declarations in the `timers.c` file. + + +## Results + +In this section, we describe the results obtained once the program was completed. It is worth noting that although the program was considered finished, it was not functional due to the reasons described in the following subsection. + +## Testing + +Due to various issues that could not be identified, it was not possible to carry out testing. When attempting to connect the microcontroller to the viSens program, it displayed a blank graph, which led us to believe that there was a problem with data reception in the program. However, after a thorough review, this possibility was ruled out as it was confirmed that the program was receiving data correctly. Therefore, the problem must have originated from another source. Ultimately, it was not possible to determine the root cause of the issue, and therefore, the program could not be tested as intended. + +## Conclusions + +After completing the project, we can draw several conclusions about the work done: + +- Undertaking a project of this magnitude is more challenging than expected. Despite a four-month preparation phase, programming a potentiostat requires a significant amount of time and effort, and complex issues can arise at different stages of the project. +- The use of Git for version control in software development projects is essential due to the convenience and traceability it provides to users. +- Despite not achieving a functional program, the experience gained from attempting such a project is remarkable, as well as the knowledge acquired throughout the different lessons of the course. \ No newline at end of file diff --git a/content/projects/student-projects/2023/masb-pot-s-xavi-2/readme.es.md b/content/projects/student-projects/2023/masb-pot-s-xavi-2/readme.es.md new file mode 100644 index 0000000..2e13085 --- /dev/null +++ b/content/projects/student-projects/2023/masb-pot-s-xavi-2/readme.es.md @@ -0,0 +1,201 @@ +--- +project: 'potentiostat' +students: + - name: 'Xavier Ullastre' + linkedin: 'xavier-ullastre-4613a5225' + picture: 'assets/imgs/xavier-ullastre-busca.jpg' + - name: 'Antonio Javier Gomez' + linkedin: 'antonio-javier-gomez-asencio-4075bb23a' + picture: 'assets/imgs/pere-pena-pujos.jpg' +repo: 'https://github.com/Biomedical-Electronics/masb-pot-s-xavi-2' +date: 2023-06-13 +language: 'es' +title: 'MASB xavi2 project: Programming a Potentiostat' +--- + +
A continuación, se detalla el proyecto realizado por dos alumnos del grado de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Barcelona (UB) en la asignatura optativa de Microcontroladores para Aplicaciones y Sistemas Biomédicos. Xavier Gómez Asencio y Xavier Ullastre Buscá, han desarrollado el algoritmo del microcontrolador STM32F401 Nucleo-64 que permite realizar dos tipos diferentes de mediciones, voltamperometría cíclica y cronoamperometría, mediante un potenciostato. El proyecto también incluye el control del microcontrolador mediante un set de instrucciones específicos así como la visualización de los datos obtenidos mediante ViSens-S. En los siguientes apartados entraremos más en detalle en los diferentes pasos seguidos para el desarrollo del proyecto y también se mostrarán los resultados obtenidos.
+ +## Tabla de contenidos + +[TOC] + + +## Objetivos + +Como se ha comentado anteriormente el objetivo principal del proyecto es la programación de un potenciostato mediante la placa STM32 Núcleo 64 y mediante STM32Cube IDE, para el control y obtención de voltametrías cíclicas y cronoamperometrías.
+ +Para la correcta realización de este proyecto se han definido los siguientes subobjetivos: +- Control y creación del set de instrucciones +- Control de la *Power Management Unit* (PMU) del módulo *front-end* del potenciostato +- Utilizar ADC y DAC para leer y fijar los Voltages e Intensidades correspondientes +- Implementar los timers del microcontrolador para gestionar el los tiempos de medición y de muestreo +- Creación y programación del flujo de ejecución para la voltametría cíclica +- Creación y programación del flujo de ejecución para la cronoamperometría +- Comunicarse con la aplicación viSens-S mediante comunicación en serie I2C +- Testear el correcto funcionamiento tanto del código como de la aplicación final + +## Marco Teórico + +Una vez definidos los objetivos, en esta sección se describen brevemente los principales contextos relacionados con el proyecto para poder entender cada una de las partes de este. + +### Potenciostato +Un potenciostato es un dispositivo electrónico utilizado en el mundo de la electroquímica para controlar y medir potenciales eléctricos de una celda electroquímica, dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox. + +El potenciostato esta formado por tres electrodos. En primer lugar, el electrodo de trabajo, el cual está en contacto directo con la muestra o solución electroquímica a analizar y mantiene un potencial constante. El segundo electrodo es el llamado electrodo de referencia y establece el potencial de referencia para la medición. Finalmente, el electrodo auxiliar completa el circuito eléctrico permitiendo el flujo de corriente. + +Este sistema funciona manteniendo el potencial del electrodo de trabajo a nivel constante en relación con el electrodo de referencia mediante la aplicación de una tensión o corriente de control con el electrodo auxiliar. Al mantener constante el potencial entre el electrodo de trabajo y el de referencia, se puede medir la corriente generada en la celda electroquímica como respuesta a ese potencial. + + + +Uno de los principales usos del potenciostato es la aplicación de diferentes técnicas de medición electroquímica donde se incluyen la voltametría cíclica y la cronoamperometría. Estas técnicas permiten obtener información sobre las propiedades electroquímicas de una muestra como por ejemplo la concentración de especies químicas o la cinética de las reacciones electroquímicas. + +### Voltamperometría Cíclica + + +La voltametría cíclica (CV) es una técnica electroquímica potenciodinámica comúnmente utilizada para investigar las propiedades de una muestra en solución o de moléculas adsorbidas en el electrodo, mediante la medición del potencial de reducción. En un experimento de CV, el potencial del electrodo de trabajo se varía de forma lineal en función del tiempo y se monitorea la corriente a través de un circuito. Después de alcanzar el potencial establecido, el potencial del electrodo de trabajo se invierte en la dirección opuesta para regresar al potencial inicial, generando ciclos de rampas de potencial. + +La corriente leída se registra y se grafica en función del voltaje aplicado, lo que resulta en un voltamograma cíclico. + + + + + +En la figura de arriba podemos ver el resultado de una voltametría cíclica. Los dos picos corresponden a los picos de oxidación y reducción de la muestra. Los picos y las formas de los voltamograma cíclicos pueden indicar reacciones electroquímicas reversibles o irreversibles, la presencia de especies redox, la concentración de analitos, la cinética de las reacciones, la adsorción/desorción de moléculas en la superficie del electrodo, entre otros parámetros. + +### Cronoamperometría + +Por otro lado, la cronoamperometría es una técnica electroquímica utilizada para obtener información sobre procesos de transferencia de carga y reacciones electroquímicas en la muestra. El principio de esta técnica consiste en establecer el potencial del electrodo de trabajo y monitorizar el corriente resultante en función del tiempo. La corriente se debe a procesos farádicos provocados por el paso del potencial en los que hay transferencia de electrones. + + + +## Materiales y herramientas + +En esta sección explicaremos los principales elementos de hardware, así las diferentes herramientas de software o control de proyectos utilizadas. También se describirán los principales componentes del front-end del microcontrolador utilizados para la aplicación en cuestión. + +### STM32F401 Nucleo-64 + +Para la realización de este proyecto utilizaremos la Placa de Evaluación (EVB) STM32 Nucleo-F401RE de STMicroelectronics, la cual usa el microcontrolador STM32F401RET6U del mismo fabricante. Esta placa ofrece a los usuarios una forma asequible y flexible de probar nuevos conceptos y construir prototipos eligiendo entre las diferentes combinaciones de prestaciones y consumo de energía que ofrece el microcontrolador. Por esto es una placa perfecta para que los usuarios pueden introducirse en el mundo desarrollo mediante microcontroladores. A continuación os presentamos una figura donde se muestra la EVB y todos sus componentes y pines. + + + +Una de las ventajas de esta EVB es que esta expone todos los pines del microcontrolador facilitando las conexiones con elementos externos durante el prototipaje. + +### STM32Cube IDE + +STM32CubeIDE es una plataforma avanzada de desarrollo C/C++ con funciones de configuración de periféricos, generación de código, compilación de código y depuración para microcontroladores y microprocesadores STM32. QUE Permite la integración de los cientos de plugins existentes. + +STM32CubeIDE integra las funcionalidades de configuración y creación de proyectos STM32 de STM32CubeMX para ofrecer una experiencia de herramienta todo en uno y ahorrar tiempo de instalación y desarrollo. Después de la selección de un vacío STM32 MCU o MPU, o preconfigurado microcontrolador o microprocesador de la selección de una placa o la selección de un ejemplo, el proyecto se crea y se genera el código de inicialización. En cualquier momento durante el desarrollo, el usuario puede volver a la inicialización y configuración de los periféricos o middleware y regenerar el código de inicialización sin impacto en el código de usuario. + + + +### GitHub + + +GitHub es una plataforma de desarrollo colaborativo que permite a los programadores y desarrolladores de software compartir, colaborar y versionar su código fuente. Actuando como un repositorio en línea, GitHub proporciona herramientas y funcionalidades para la gestión de proyectos, control de versiones y seguimiento de problemas, lo que facilita la colaboración y el trabajo en equipo. + +Esta plataforma ha sido esencial para la gestionar la información de cada una de las ramas, realizar un seguimiento de los cambios realizados y mantener un historial completo de los desarrollos realizados a lo largo del proyecto. + + + +## Metodología + +### Flujos de Trabajo + +A continuación se presentan los diagramas de flujo de las diferentes funcionalidades del microcontrolador. + +#### Voltametría cíclica + +Este diagrama de flujo nos indica el funcionamiento del microcontrolador a la hora de realizar una voltametría cíclica. La función que nos permite hacer este tipo de medida es `get_CV_measure`. Esta función tendrá como input una estructura con diversos parámetros externos como el `eBegin`, `eVertex1`, `eVertex2`, objetivo de ciclos, `scanRate` y el `eStep`. Una vez obtenidos los parámetros se establecerá la variable voltaje objetivo a `eVertex1`, se fijará la tensión de celda a `VBegin` y se cerrará el relé para poder empezar la medición. También se reseteará y activará el timer del microcontrolador que controlará el tiempo de muestreo. + +Una vez completados estos pasos el microcontrolador entrará en el flujo de medición. Cuando haya trascurrido el tiempo de muestro leerá el corriente y tensión de cela y enviará esos datos al host mediante el protocolo de comunicación en serie I2C establecido en *MASBCOMM*. Una vez enviado los datos, comprobará si el voltaje de celda es igual al voltaje objetivo establecido previamente. + + En caso negativo, aplicará un incremento de voltaje `eStep` al voltaje de celda y se volverá al principio a la espera de hacer otra medición. Es importante comentar que, si al aplicar el incremento el voltaje resultante es mayor que el voltaje objetivo, simplemente se establecerá el voltaje objetivo como voltaje de celda. + +En caso afirmativo se comprobará cual es el voltaje objetivo. Si el `VObjetivo` es eVertex1 se establecerá el voltaje objetivo como `eVertex2` y se volverá a repetir todo el flujo anterior pero con el `VObjetivo` cambiado. Lo mismo pasará en el caso de que `VObjetivo` sea `eVertex2`, pero, estableciendo `VObjetivo` como `eBegin`. Finalmente si el voltaje objetivo es `eBegin` se comprobará si se han completado el número de ciclos establecidos. Si es así se cerrará el relé y se terminará la medición. Si aun no se ha cumplido el número de ciclos establecido, se cambiará `Vobjetivo` a `eVertex1` y volverá a repetirse todo este flujo. + +```mermaid +flowchart TD + A(get_CV_measure) -->|Obtener parametros de estructura CV| B(Establecer Vobjetivo a eVertex1) + B -->C(Fijar tensión Vcell a VBegin con DAC) + C --> D[Cerrar relé] + D -->E[Resetear y activar timer] + E --> F{Transcurrido tiempo de mostreo} + F --> |VERDADERO| G(Leer Vcell y Icell mediante ADC) + G --> H(Enviar datos mediante MASBCOMM) + H --> J{Vcell = VObjetivo} + J --> |VERDADERO| K{Vcell = eVertex1} + K --> |VERDADERO| S(VObjetivo = eVertex2) + S --> J + K --> |FALSO| L{Vcell = eVertex2} + L --> |VERDADERO| T(VObjetivo = eBegin) + T --> J + L --> |FALSO| M{Vcell = eBegin} + M --> |VERDADERO| N{ciclo actual = ciclos objetivo} + N --> |VERDADERO| O(Abrir relé) + N --> |FALSO| U(VObjetivo = eVertex1) + U --> J + J --> |FALSO| P{Vcell+ eStep >VObjetivo} + P --> |VERDADERO| Q(Establecer Vcell Vobjetivo) + Q --> F + P --> |FALSO| R(Sumar eStep a Vcell) + R --> F + + + +``` + +#### Cronoamperometría + +Este diagrama de flujo nos indica el funcionamiento del microcontrolador a la hora de realizar una voltamperometría. La función que nos permite hacer este tipo de medida es `get_CA_measure`. Esta función tendrá como input una estructura con diversos parámetros externos como el tiempo de muestreo, el tiempo de medición y el valor a establecer para *Vcell*. Igual que en la medición de la voltametría, una vez obtenidos los parámetros se fijará la tensión de celda al valor establecido y se cerrará el relé para poder empezar la medición. También se reseteará y activará el *timer* del microcontrolador que controlará tanto el tiempo de muestreo como el tiempo total de la medida. +Una vez encendido el *timer* y cerrado el relé se empezará con el flujo de medida. El microcontrolador estará esperando hasta que se complete el tiempo de muestreo. Una vez completado este se procederá a hacer la medida de la tensión y corriente de celda y se enviarán estos valores y el tiempo correspondiente al host mediante comunicación en serie I2C. Este proceso se irá repitiendo obteniendo tantos puntos como sea necesario hasta que se haya completado el periodo de medición. En este momento se saldrá del bucle de medición, se abrirá el relé y se pararán tanto los *timers* como el periférico encargado de hacer la lectura ADC. + +```mermaid +flowchart TD + A(get_CA_measure) -->|Obtener parametros de estructura CA| B(Fijar tensión Vcell a eDC con DAC) + B --> C[Cerrar relé] + C -->D[Resetear y activar timer] + D --> E{Transcurrido tiempo de mostreo} + E --> |FALSO| E + E --> |VERDADERO| F(Leer Vcell y Icell mediante ADC) + F -->G(Enviar datos mediante MASBCOMM) + G --> H(Transcurrido el tiempo de medición) + H --> |FALSO| E + H --> |VERDADERO| I[ Parar timer y ADC ] + I --> J[Abrir relé ] +``` + + + +### Desarrollo de las funciones + +Para la realización del trabajo nos hemos dividido las diferentes funcionalidades en paquetes de trabajo que hemos ido desarrollando en features diferentes. Una vez finalizado cada paquete de trabajo se hacía un merge con la rama develop para integrar los nuevos cambios. Una vez todos los cambios han sido integrados en la develop se ha han solucionado los errores de código presentes y finalmente se ha testeado el funcionamiento del potenciostato y del conjunto de operaciones.
+ +A continuación se presenta una lista con los diferentes paquetes de trabajo utilizados y una breve descripción de cada uno de ellos. + +- `feature/stm32main`: Esta es la rama que contendra el codigo donde se especifica que hace el setup y el loop. Es aqui donde se inicializa el programa entero, y donde se leen las intrucciones para llevar a cabo las tareas necesarias. +- ``feature/chronoamperometry``: En esta rama se describen las tareas a realizar respecto a la cronoamperometria, vease, su flujo de trabajo descrito anteriormente. +- ``feature/cyclic_voltametry``: En esta rama se describen las tareas a realizar respecto a la voltametria ciclica, vease, su flujo de trabajo descrito anteriormente. +- ``feature/ADC``: En esta rama, las diferentes funciones del ADC son descritas para su uso en las ramas de las funciones de cronoamperometira y coltameria ciclica, como por ejemplo, el calculo de voltaje y corriente a partir de las señales leidas en los pines determinados. +- ``feature/PMU``: En esta rama, las diferentes funciones del PMU son descritas para su uso en las ramas de las funciones de cronoamperometira y coltameria ciclica, mas concretamente, de dar corriente alla donde sea necesario. +- ``feature/rele``: En esta rama, las diferentes funciones del relé son descritas para su uso en las ramas de las funciones de cronoamperometira y coltameria ciclica, mas concretamente, funciones que describen como abrir y cerrar el relé. +- ``feature/timers``: En esta rama, las diferentes funciones del timer son descritas para su uso en las ramas de las funciones de cronoamperometira y coltameria ciclica, entre ellas se encuentran las funciones que nos permiten establecer periodos de tiempo, necesarios para el flujo de trabajo de lectura de la cronoamperometira y la coltameria ciclica. +- ``hotfix/develop``: En esta rama se resolvieron los diferentes errores ocasionados por el merge de todas las features en la rama `develop`. +- ``hotfix/stm32main``:En esta rama se resolvieron diferentes problemas relacionados con el flujo de trabajo del ``stm32main.c`` entre otros. +- ``hotfix/timers``: En esta rama se resolvió un problema relacionado con la declaracion de variables en el fichero `timers.c` + + +## Resultados + +En este apartado se describen los resultados obtenidos una vez finalizado el programa. Cabe remarcar que el programa, pese haberse determinado como acabado, no era funcional, por los motivos descritos en el siguiente subapartado. + +### Test + +Debido a diversos problemas que no se pudieron detectar, no fue posible llevar a cabo el testeo, ya que cuando se intentaba conectar el microcontrolador al programa viSens, este motraba una gráfica en blanco cosa que nos llevó a pensar que existia un problema en la recepción de datos del programa. Pero tras una revisión exhaustiva, se desestimó esta opción ya que se confirmó que el programa recibía bien los datos, y por tanto el problema debía de originarse por otro motivo. Al final, no fue posible determinar el origen del problema, y por tanto no se pudo testear el programa como debía haberse hecho. + +## Conclusiones + +Una vez realizado el proyecto, podemos extraer diversas conclusiones sobre el trabajo realizado: + +- Realizar un proyecto como este es de un calibre mayor al esperado. Pese a haber pasado por una preparación previa de 4 meses, programar un potenciostato requiere de mucho tiempo y esfuerzo, donde pueden aparecer problemas complicados en diferentes estadios del proyecto. +- El uso de Git para controlar versiones de un programa, y trabajar en proyectos relacionados con el desarroyo de programas es esencial debido a todas las facilidades y trazabilidad que proporciona a los usuarios. +- Pese a no haber conseguido desarroyar un programa funcional, la experiencia adquirida de haber intentado realizar un proyecto asi es sorprendente, de la misma forma que la experiencia y conocimientos adquiridos a lo largo de las diferentes lecciones de la asignatura.