P19 Contrôle et synchronisation d'instruments en microscopie

Présentation du projet

Comme l'indique l'intitulé du projet, le travail consiste à contrôler un microscope, plus précisément les éléments qui le constituent grâce à des signaux (ou séquences) définis par l'utilisateur. Il faut bien évidemment synchroniser les différents éléments entre eux pour assurer un fonctionnement viable du microscope. En ce qui concerne les signaux de commande, ils seront des signaux simples ou des assemblages de ceux-ci à savoir : rampes, impulsions rectangulaires, exponentielles ...

Le microscope utilise une technologie appelée fluorescence par feuilles de lumière. Le principe est le suivant : un dispositif se charge de créer une nappe ou lame de lumière infiniment fine en théorie, qui réalise une section de l'échantillon qu'on souhaite imager. En déplaçant cette lame de lumière perpendiculairement à la lentille du microscope qui image l'échantillon, on peut tout simplement reconstituer une image en 3D de ce dernier. Ci-dessous se trouve une image qui illustre ce principe.

Objectifs fixés

Une carte DE1 SoC (de chez Terasic) a été mise à disposition. Cette carte contient un FPGA Cyclone V ainsi qu'un HPS (Hardware Processor System) ARM Cortex A9. Plusieurs interfaces reliées au HPS et au FPGA sont également disponibles sur cette carte telles que : switches, LEDs, IO expanders, port micro USB avec USB to UART, ports USB, lecteur de carte micro SD, ... Une carte d'évaluation du DAC (Digital to Analog Converter) AD5791 a également été mise à disposition.

Le but premier est de réaliser la chaine suivante, la plus simplifiée possible :

-un utilisateur choisit le signal de son choix parmi des motifs de base (pour commander un des dispositifs du microscope) sur le PC et ce choix est transmis à la carte DE1 SoC.

-La carte DE1 SoC récupère et interprète ce que veut l'utilisateur.

-elle communique avec le DAC pour que ce dernier reproduise, le plus fidèlement possible, le signal que l'utilisateur voulait.