Kurset udbygger et indledende kendskab til analoge og digitale sensorsystemer med integration af mere avancerede analoge kredsløb og mere avanceret anvendelse af mikrokontrollere. I første del af kurset læres om systemer til måling af bioelektriske signaler, herunder AC kredsløbsteori til design af filtre og instrumenteringsforstærkere. Herefter udvides kendskabet til mikrokontroller undersystemer, herunder interrupts, timere og ADC således at Arduino Uno R3 kan programmeres til at udføre præcis timer-styret analog til digital konvertering. Kurset afsluttes med et prototyping forløb, hvor der designes en EKG forstærker med høj- og lavpas filtre, og en Arduino Uno R3 programmeres til at foretage timer-styret streaming-to-disk med brug af interrupts. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Anvende kredsløbsteori til at opstille systemligninger til beregning af strømme og spændinger i kredsløb med modstande, kondensatorer og spoler.
• Gøre brug af fasor-notation til at udføre AC kredsløbsanalyse på både passive kredsløb og på aktive kredsløb med operationsforstærkere.
• Analysere elektriske filtres frekvenskarakteristik og plotte amplitude og fasekarakteristikker på standardiseret form.
• Designe DC og AC-koblede instrumenteringsforstærkere til forstærkning af bioelektriske signaler.
• Udføre frekvens- og impedansskalering af analoge filterkredsløb og med dette designe filterkredsløb med vilkårlige knækfrekvenser.
• Anvende sensitivitetsanalayse til at identificere en optimal strategi for beregning af komponentværdier i elektriske filterkredsløb.
• Programmere in Arduino Uno R3 i plain C til at benytte ekstern interrupt såvel som interrupts triggered ved Pin Change.
• Programmere en Arduino Uno R3 til at benytte timere i både overflow mode og i clear-timer-on-compare (CTC) mode.
• Programmere en Arduino Uno R3 i plain C til at foretage analog-til-digital konvertering styret af en timer og med brug af interrupt.
• Programmere en Arduino til at streame målte data til et SD kort.
• Programmere en Arduino til at kommunikere med digitale enheder ved brug af I2C- og SPI-protokoller.
• Udføre kvantitative simuleringer af elektriske kredsløb med det formål at evaluere evnen til at undertrykke både differentielle og common-mode støjkilder.

AC-kredsløbsanalyse: fasor notation, impedans, DC- og AC-koblede instrumenteringsforstærkere, aktive lavpas- og højpasfiltre, frekvenskarakteristikker.
Digitale begreber: Microcontroller arkitektur, herunder interrupt, timere og ADC.
Interfacing analoge systemer: Sampling, kvantiseringsstøj, aliasering. Pulsbredde modulation (PWM).
Projekt: Forstærkning, filtrering, digitalisering, lagring og display af EKG signal. Studerende skal medbringe og anvende deres eget Arduino udviklingskit til kursets øvelser og projekter. 24. april, 2023