LJSP-02 (skratka pre Laboratórna jednotka styku s prostredím, verzia 02) bol československý merací a riadiaci systém vyvinutý koncom 80. rokov 20. storočia na pôde Biomatematického laboratória Centra fyziologických vied Slovenskej akadémie vied (SAV) v Bratislave (neskorší Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV). Zariadenie slúžilo na automatizáciu elektrofyziologických meraní, zber experimentálnych údajov a stimuláciu biologických objektov. Hlavným konštruktérom a prihlasovateľom systému bol Ing. Ján Hochmann.
História Historicky prvým systémom vyvinutým v Biomatematickom laboratóriu Ústavu molekulárnej fyziológie a genetiky, Centra fyziologických vied SAV, zabezpečujúcim automatizáciu experimentov prostredníctvom počítačových systémov, bola laboratórna jednotka styku s prostredím pod názvom LJSP 01 (uvádzaná aj ako LPS). Obsahovala 8-bitový A/D prevodník, 8 analógových asymetrických vstupov, generátor hodinových impulzov, synchronizačné vstupy/výstupy pre riadenie externých zariadení a D/A prevodník pre stimuláciu tkanivových svalových vlákien a biologických objektov. Vývoj tohto laboratórneho periférneho systému (LPS) pre mikropočítač PMD 85 premenil domáci počítač na plnohodnotný vedecký prístroj.
Systém LJSP-02, ktorý vývojom nadviazal na svojho predchodcu LJSP 01, bol navrhnutý ako rýchly prevodníkový systém určený na automatizované meranie a stimuláciu biologických objektov. Využíval sa najmä vo fyziologickom výskume na mikropočítačom riadenú registráciu iónových prúdov a vyhodnocovanie vodivosti membránových kanálov biologických buniek.
Zariadenie bolo unikátne svojou univerzálnosťou, vysokou rýchlosťou vzorkovania a programovateľným analógovým zosilňovačom vstupného signálu. Projekt LJSP-02 bol oficiálne registrovaný ako zlepšovací návrh číslo 12 na Centre fyziologických vied SAV dňa 11. februára 1988. Výsledky výskumu a aplikácie systému boli následne publikované v roku 1990 vo vedeckom časopise Physiologia Bohemoslovaca. Na vývoji a aplikácii systému spolupracovali poprední vedeckí pracovníci akadémie vied, vrátane J. Pavelkovej, M. Henčeka a M. Karhánka.
Zariadenie LJSP 02 predstavovalo dôležitý krok v automatizácii slovenského biologického výskumu koncom 80. rokov 20. storočia, kedy umožnilo prepojiť citlivé elektrofyziologické aparatúry s vtedajšou výpočtovou technikou.
Po úspešnom vývoji a otestovaní bol systém zaradený do malosériovej výroby v Experimentálnych a vývojových dielňach SAV v Pezinku. Zariadenie bolo distribuované na vedecké pracoviská a lekárske fakulty univerzít v rámci celej ČSSR. Laboratóriá ústavu (ÚMFG SAV) sa tak stali prvým vedeckým pracoviskom na Slovensku, ktoré začalo digitálne technológie systematicky využívať na výskumné účely.
Technické údaje prístroja Prístroj LJSP-02 predstavoval univerzálne rozhranie (prepojovací systém) schopné spolupracovať s mikropočítačmi PMD 85 alebo počítačmi typu IBM PC XT a IBM PC AT (prostredníctvom dedikovanej zásuvnej karty).
Technické parametre zariadenia LJSP-02:
Obvody AD prevodníka Vzorkovacia frekvencia: voliteľný interval od 4 µs (do 250 kHz) pre PC XT/AT; pre PMD 85 do 60 kHz. Poznámka: rádovo po minúty (hodiny/dni). Vstupy: 6 diferenciálnych (symetrických) a 9 asymetrických analógových vstupov s napäťovým rozsahom ±2,5 V. Rozlišovacia schopnosť: 20 mV. Zisk zosilňovača: integrovaný programovateľný zosilňovač so ziskom nastaviteľným v rozsahu 1 až 200 (pripínateľným po stupňoch: 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200). Maximálna citlivosť na vstupoch IN: 100 µV.
Obvody DA prevodníkov Počet kanálov: 2 (pozn.: 2 DA prevodníky). Vzorkovacia frekvencia: 300 kHz (PC XT/AT), 38 kHz (PMD 85). Poznámka: rádovo po minúty (hodiny/dni). Rozlišovacia schopnosť: 20 mV. Výstupy: analógové výstupy v úrovniach ±2,5 V (±5 V) a ±10 V. Výstup OUT 3: ±0,3 mV.
Elektronika pre synchronizáciu procesov Vstup pre externý štart: optoelektronicky oddelený vstup pre externé spúšťanie (START EXT). Synchronizačné výstupy: 4 (logika TTL), výstupy pre synchrónne riadenie externých procesov. Hodinové výstupy: 2 pre PC XT/AT (interný programovateľný generátor hodinových impulzov), 1 pre PMD 85. Vstupy pre čítanie impulzov: 2 pre PC XT/AT, 1 pre PMD 85. Hradlovací vstup: 1.
Poznámka: Všetky konektory sú umiestnené na prednom paneli prístroja, okrem konektoru synchronizačných výstupov pre riadenie externých procesov a hlavného konektoru prepojenia zberníc LJSP 02 so zbernicou počítača, ktoré sú umiestnené na zadnom paneli.
Napájací zdroj Pomocný impulzný zdroj: určený na napájanie diferenciálnych zosilňovačov a oddeľovacích stupňov DA prevodníka, kvôli eliminácii rušivých signálov; Je to blokujúci oscilátor s pracovnou frekvenciou cca 35 kHz, (transformátor s feritovým hrnčekovým jadrom z hmoty H22) s diódovým usmernením a stabilizátorom napätia.
Programové vybavenie Systém využíval kombináciu vyšších a nízkoúrovňových programovacích jazykov: BASIC (verzia Basic 8080), jazyk C++ Assembler pre procesory radu Intel 8080, Intel 8086, 80286, 80386 a Strojový kód
Softvér systému zabezpečoval tri hlavné oblasti úloh: záznam a vizualizáciu nameraných experimentálnych dát v reálnom čase, riadenie stimulácie biologického objektu a generovanie riadiacich funkcií, následnú off-line analýzu a matematické vyhodnotenie nameraných priebehov.
Technická dokumentácia a schémy
Referencie
Výber z publikácií
Pozri aj Slovenská akadémia vied Miloslav Karhánek Ján Hochmann
Kategória:Fyziológia Kategória:Biofyzika Kategória:Meracie prístroje Kategória:Slovenská akadémia vied Kategória:Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave