Control de la OPU (Optical pickup unit) de un CD/DVD/Blu-ray para su aplicación en el ámbito de los biosensores piezoeléctricos

Abstract

[ES] La finalidad de este Trabajo de Fin de Grado (TFG) consta en desarrollar un sistema de control de calidad para resonadores de microbalanza de cuarzo (QCM, del inglés Quartz Crystal Microbalance) comercializados por la empresa AWSensors. Dichos sensores cuentan con múltiples aplicaciones, que abarcan el sector de la salud, el energético, el de la monitorización del medio ambiente y el de la seguridad alimentaria. Actualmente, se utilizan microscopios, como el SEM y el AFM, para el proceso de control de calidad de estos resonadores. Sin embargo, el uso de dichas herramientas resulta costoso, voluminoso y poco adecuado para la detección en línea durante la fabricación, ya que requieren una exploración en un laboratorio centralizado donde cuenten con estos equipos. El desarrollo del sistema propuesto en este trabajo se basa en la utilización de una unidad de captación óptica (OPU, del inglés Optical Pickup Unit) de un reproductor Blu-ray, adaptada para obtener imágenes de los sensores que permitan evaluar su calidad. Este proyecto se encuentra dentro de un proyecto más amplio y se centra en el enfoque del láser de la OPU. El alcance de este trabajo incluye los siguientes puntos: Comprensión del funcionamiento de la Optical Pickup Unit (OPU). Implementación del hardware adicional necesario para la adaptación requerida. Selección y programación de un microcontrolador. Diseño y desarrollo de circuitos electrónicos. Desarrollo y validación de una aplicación de usuario. En conclusión, este TFG ha permitido avanzar en el desarrollo de una solución más eficiente y económica para la inspección de resonadores QCM, logrando así, los objetivos propuestos y brindando al alumno una valiosa experiencia en diseño y análisis de circuitos, programación de firmware y desarrollo de aplicaciones de usuario.

[EN] The purpose of this Final Degree Project (TFG) is to develop a quality control system for quartz crystal microbalance (QCM) resonators marketed by the company AWSensors. These sensors have multiple applications, covering the health, energy, environmental monitoring and food safety sectors. Currently, microscopes, such as SEM and AFM, are used for the quality control process of these resonators. However, the use of these tools is costly, bulky and unsuitable for in-line detection during manufacturing, as they require exploration in a centralized laboratory where these equipment are available. The development of the system proposed in this work is based on the use of an Optical Pickup Unit (OPU) of a Blu-ray player, adapted to obtain images from the sensors that allow their quality to be evaluated. This project is within a larger project and focuses on the OPU s laser focus. The scope of this work includes the following points: Understanding the operation of the Optical Pickup Unit (OPU). Implementation of the additional hardware necessary for the required adaptation. Selecting and programming a microcontroller. Design and development of electronic circuits. Development and validation of a user application. In conclusion, this TFG has allowed progress in the development of a more efficient and economical solution for the inspection of QCM resonators, thus achieving the proposed objectives and providing the student with valuable experience in circuit design and analysis, firmware programming and user application development.