Taşınabilir potansiyostat tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of portable potentiostat
Yazar: AHMET FARUK ÜRÜN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET AYDIN
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Mikrodenetleyiciler = Microcontroller ; Potentiostat = Potentiostat

Özet:
Bir biyolojik veya kimyasal madde veya olayın incelenmesinde ve onun üzerindeki değişimlerin algılanmasında sensörler kullanılmaktadır. Bir biyosensör, içerisinde bulunduğu ortamdaki analitin miktarını veya çeşidini bir elektrik sinyaline dönüştürür. Bunun sayesinde ortamdaki biyolojik malzeme kantitatif ve kalitatif olarak incelenebilir. Biyosensörler dönüştürücü yapısına göre, optik, ağırlık tabanlı ve elektrokimyasal olmak üzere 3 farklı sınıfa ayrılmaktadır. Bir elektrokimyasal biyosensör yapısı ise, elektrokimyasal hücre ve potansiyostattan oluşmaktadır. Bu tezde, elektrokimyasal ölçümlerde kullanılmak üzere, taşınabilir, kablosuz ve düşük maliyetli, voltametrik ve amperometrik ölçümler yapabilen bir potansiyostat tasarımı yapılmış ve bu tasarım gerçekleştirilmiştir. Bu potansiyostatta mikrodenetleyici olarak ESP32 kullanılmıştır. Diğer donanım elemanları ise mikrodenetleyici üzerinden beslenebilmesi sayesinde taşınabilirlik sağlanmıştır. Ayrıca kullanılan mikrodenetleyicide bulunan Bluetooth protokolüyle kablosuz haberleşme sağlanmıştır. Kullanıcı arayüzü ise Microsoft Visual Studio ile tasarlanmıştır. Daha sonra gerçekleştirilen bu potansiyostat bir dummy-cell devresiyle kalibre edilmiştir. Kalibre edilen potansiyostat kullanılarak, amperometrik ölçüm testi için glikoz ve voltametrik ölçüm testi için askorbik asit ölçüm deneyleri yapılmıştır. Yapılan bu deneyler sonucunda, glikoz ve askorbik asit kantitatif deneylerindeki regresyon oranı sırasıyla %88 ve %89 olarak bulunmuştur. 
	
Anahtar Kelimeler: Potansiyostat, ESP32, elektrokimyasal sensör, taşınabilir

Abstract:
Sensors are used to examine a biological or chemical substance or event and detect changes. A biosensor converts the amount or type of analyte to an electric signal in its environment. The biological material in the environment can be examined quantitatively and qualitatively from the measured signal. Biosensors are classified into three different classes according to their transducer structure: optical, weight-based, and electrochemical. An electrochemical sensor structure consists of an electrochemical cell and a potentiostat. A portable, wireless, and low-cost potentiostat capable of performing voltammetric and amperometric measurements has been designed and implemented in electrochemical measurements in this thesis. ESP32 has been used as a microcontroller in this potentiostat. The voltage that other hardware elements need to work has been supplied via the microcontroller, thus providing portability. Additionally, the Bluetooth protocol has provided wireless communication between the microcontroller and the user. Then, this realized potentiostat has been calibrated with a dummy-cell circuit. The calibrated potentiostat is used for glucose and ascorbic acid measurement experiments to test the amperometric and voltammetric measurement functionality, respectively. As a result of these experiments, the regression rates in glucose and ascorbic acid quantitative experiments were 88% and 89%, respectively.

Keywords: Potentiostat, ESP32, electrochemical sensors, portable