Diseñando la Estación de Soldadura Capítulo 3

 

Diseñando la Estación de Soldadura Capítulo 3

En los capítulos  anteriores 1 y 2 , se dio inicio del diseño de la estación de soldadura, tanto el uso del display grafico para mostrar el inicio, menú ,temperatura, funciones y el encoder  para hacer ajustes de incremento y decremento de los datos requeridos , en este capítulo se abordará la botonera para el encendido y funciones diversas, el cautín en la medición , linealización de la temperatura la cual posterior mente será tomada por el sistema de control y ajustada para la etapa de potencia.

Botonera

La Botonera consta de pulsadores con los cuales se puede encender y apagar la unidad, tanto como para darle cancelar, seleccionar, atrás o adelante dentro del menú que se despliegue en la pantalla, si se está en configuración o lo que se requiera para el manejo del equipo.

Cuando se desarrolló el diseño se pensó en un número indeterminado de botones, es así que para poder realizar el diseño y no dejar pines del microcontrolador desperdiciados con pulsadores que probablemente se usen o no. Se determinó hacer uso de un sistema de botonera diferente a los comúnmente usados, normalmente se usan bien sea un pulsador por pin o teclados de forma matricial para poder economizar pines de contacto en este caso se creó un sistema en el que con un pin se puede conectar hasta 10 botones o más, a continuación, se describe el funcionamiento:

Se utiliza la entrada del el conversor análogo digital del microcontrolador , se conectan los pulsadores a un circuito de resistencias en serie de manera que cada pulsador al oprimirlo generará un divisor de voltaje diverso para cada uno y así por medio del código en el microcontrolador se puede saber según la tensión medida que pulsador se oprimió, para no depender de resistencias de precisión y en los casos reales de aplicación se tomó en cuenta la tolerancia de los resistores , fuente, deterioro normal del pulsador y se determinó que por pin se pueden conectar 10 pulsadores si se desearan más por pin se requeriría resistencias de precisión.

Para determinar el valor del voltaje a medir el punto nombrado key el cual será conectado a la entrada del conversor análogo digital del microcontrolador, el valor de la tención esta dado por:

Donde Rt equivale a la resistencia equivalente a la serie conformada por pulsador oprimido, de manera

Diseñando la estación de soldadura capitulo 2

Diseñando la Estación de Soldadura Capítulo 2

En  el capitulo anterior (Aquí) se describió el inicio del diseño de la Estación de soldadura, dando continuidad con el se describe como se hace para poder generar los datos de la tabla llamada "imagen" en la  cual se encuentran los datos de la imagen a mostrar en  la pantalla glcd ,para esto se tomo una imagen de 128 x 64 bits junto con  los programas que se usaran , "este es solo un método puede que se encuentren otros programas mas prácticos para generar el mapa de bits para introducirlo al programa , este que se describe fue el que se uso para introducir este mapas a el código". Para obtener el valor de los datos a incluir en esta tabla se genera la imagen deseada en un formato de 64 x 128 bits monocromática sin escala de grises y se extraen los datos por medio de un software, a continuación, se explicará con un ejemplo como hacerlo:

• Escoger la imagen a desplegar como la mostrada en la imagen ,  la cual hay que editarla en tamaño a 128 * 64 con cualquier editor de imágenes 

• Con un software llamado  bmp2 glcd : Este se abre en símbolo de sistema, para lo cuan hay que situarse en la ubicación del archivo y escribir bmp2glcd nombrearchivo.bmp –v  (el archivo de imagen debe estar en la misma carpeta que el programa, y de alto 128 y ancho 64 extensión bmp) :

• Este genera un archivo de la imagen en bmp en blanco y negro sin escalas de grises apta para el display y un archivo en c que no aplica para este caso la imagen generada hay que girarla 90° con cualquier editor de imágenes, luego  este archivo se abre con otro software llamado fastLCD:

• En este programa con el símbolo de abrir carpeta se abre el archivo de imagen, se puede editar o hacer lo

Diseño Termómetro Clínico

Diseño de un Termómetro Clínico

A continuación se mostrara el diseño de un prototipo a nivel de simulación termómetro clínico, el cual tiene como características:

a. Temperatura mínima: 32 °C, Vo4(t) = 0V.

b. Temperatura maxima: 42 °C, Vo4(t) = 5V.

c. Si la temperatura es mayor a 36 °C y menor a 38 °C, en el display debe aparecer “Normal” y encenderse el Led Verde.

d. Si la temperatura es menor a 36 °C, en el display debe aparecer “Hipotermia” y encenderse y apagarse el Led amarillo 2 veces por segundo y activarse el zumbador.

e. Si la temperatura es mayor a 38 °C, en el display debe aparecer “Hipertermia” y encenderse y apagarse el Led rojo 2 veces por segundo y activarse el zumbador.

f. El microcontrolador será el PIC16F877

g.Se simulara con Proteus.

Se diseño con  el siguiente diagrama de bloques:

FUENTE DE ALIMENTACION

Para la simulación se implementó con una fuente de dos baterías de 9v y un regulador de 5v.

SENSOR DE TEMPERATURA

Siguiendo con estos pasos lo primero es determinar el sensor , en este caso como es simulado y no se cuenta con el sensor clínico PR222J2  se seleccionó la NTC activa la cual se le dieron los parámetros:

ADECUADOR DE SEÑAL

Consiste en un amplificador no inversor, en donde la salida, Vo1(T), es proporcional al producto entre la resistencia del NTC y una corriente DC menor a 100 μA. Este valor de la intensidad de la corriente garantiza que el NTC no se autocaliente por ley de Joule. Además, al NTC se le conecta una resistencia en

Fuentes Swichadas o Conmutadas

Fuentes Swichadas o Conmutadas

En esta ocasión se hará una descripción del funcionamiento de dos fuentes swichadas o conmutadas las cuales sirven como base para entender su funcionamiento y poder así afrontar una reparación de las mismas , esta descripción está basada en lo aprendido y en la experiencia, puede tener diferencias en conceptos de otros,  en mi opinión).

Primero que todo para describir que es una fuente swichada podemos resumir que esta fuentes son más livianas que una fuente a transformador ,  desperdicia menos energía en forma de calor y son  muy comunes hoy en día y se encuentra en toda clase de aparatos desde cargadores para celular hasta en equipos médicos . La idea principal que utiliza una fuente swichada es la de tomar el voltaje en este caso el de la red eléctrica ,  se convierte a un voltaje CC por medio de un puente rectificador común y esta CC es filtrada para obtener un VDC , la idea es tomar el VDC y convertirlo en alterno de nuevo pero con la particularidad que se pueda controlar su duración en el periodo y su frecuencia por lo general se utilizan frecuencias altas , por encima del espectro audible como los 38Khz o lo 50khz , la ventaja de usar estas frecuencias altas en conmutación es que los transformadores requeridos pueden ser de menor tamaño , así mismo los semiconductores de potencia utilizados deben de trabajar a estas frecuencias , vamos a dar un ejemplo muy sencillo para empezar a darnos cuenta que pasa cuando se varia el cycle duty o el ancho de pulso de la señal que se aplica al transformador:

Todo transformador, tiene una frecuencia para la que es diseñado , es decir en esta frecuencia de trabajo entrega la mayor cantidad de energía al secundario (esto se debe a la reactancia inductiva  de la bobina utilizada ) , entonces si podemos hacer que la cantidad de señal entregada al transformador sea controlada  se puede  hacer que también la cantidad de energía obtenida en el secundario

Voltimetro para fuente programado en C para PIC

                  Voltímetro  para fuente programado en C para PIC

Este voltímetro es útil para usarlo en varias aplicaciones dentro de estas sirve para incorporarlo a una fuente positiva el diagrama se pone una fuente con un lm 317 con transistor de refuerzo, así esta fuente si se conecta a un buen transformador   puede entregar hasta 5 o 7 amperios dependiendo lógicamente de la capacidad del transformador.

Funcionamiento
El voltaje que es regulado por medio del regulador lm317 es ajustado por medio del potenciometro de 5k ,se puede ajustar desde 1.2v hasta 30v "según el voltaje del transformador que se use" Para mas información sobre este tipo de fuente pueden verlo en la entrada sobre fuente regulada dual"
adicional a la fuente anterior en esta ocasión se pone con el refuerzo en corriente que le da el transistor pnp MJ2955 que protege el regulador y permite manejar una corriente mayor , la corriente que pasa por medio del regulador , también pasa por la resistencia de 39 ohms y así en ella se manifiesta una diferencia de potencial que sirve para polarizar el transistor y así a mayor corriente mayor conducción del transistor .
La salida de la fuente va a la parte principal de este proyecto que es el medidor de voltaje conformado por un microcontrolador pic 16F877A  las resistencia R1 de 20K y el trimer de 10K, y el display lcd 2 *16 .Esta parte funciona de la siguiente manera: El voltaje tomado de la fuente con un máximo de 30 o 35v es pasa por medio de R1 y con el trimer de 10K conforman un divisor de voltaje para ajustar la reducción de 7 veces esto se hace para proteger el microcontrolador puesto que el conversor AD no puede recibir mas de 5v y no puede recibir voltaje negativo por esto usa el zener de 5v. Para el pic se necesitan 5v que se pueden extraer de un 7805.
En el diagrama esta el circuito del medidor y la fuente positiva ajustable para descargar esta mas abajo.

A continuación se pone el código comentariado que explica como funciona , este código esta escrito para PICC ,se hizo con dos

Prototipo Electrocardiógrafo

Prototipo Electrocardiógrafo 

Este prototipo de ECG es un dispositivo portátil con fines didácticos orientado para Estudiantes de Electrónica y Biomédica para realizar captura de los biopotenciales visualizando en una pantalla gráfica el trazado típico de un electrocardiograma pudiéndose realizar ajustes en el tiempo de muestreo en pantalla para aumentar o disminuir el numero de ondas representadas para una mejor apreciación de la señal electrocardiográfica, también posee un control de la amplitud representada como la ganancia de la misma , ajuste de centrado en pantalla y salida de pulso TTL sincronizado con el ritmo cardiaco registrado para acoplar a otros dispositivos compatibles. Alimentado por baterías  que lo convierte en un dispositivo portátil.   

Para mas información sobre electrocardiógrafos en la anterior entrada Aquí  

Este prototipo se montó solo en protoboard para los fines explicados anteriormente esta conformado por una etapa de captura, filtrado y acople de señal y por una etapa de visualización las cuales se representan en la siguiente figura:

La etapa principal que es la de captura esta conformada por el circuito integrado AD620 que es un amplificador operacional para

Electrocardiógrafo

Electrocardiógrafos

El electrocardiógrafo es el equipo que se utiliza para realizar electrocardiogramas que son una representación gráfica del funcionamiento eléctrico del corazón .

El potencial registrado por el electrocardiógrafo tiene una amplitud aproximada de 1mV y se obtiene aplicando electrodos de registro de biopotenciales (Un biopotencial lo genera la diferencia de potencial (voltaje) medida entre el interior y exterior de la célula (atravez de la membrana celular)). Este potencial supone un inconveniente para el procesado de la señal ya que la visualización se hace muy complicada a estos niveles de voltaje y las hace susceptibles a la interferencia y el ruido. Por este motivo dichas señales se deben amplificar, aislar y filtrar para tener una correcta lectura de los puntos de interés. Para las derivaciones frontales se emplean electrodos de placa, mientras que para las derivaciones precordiales se utilizan

Simulación de una Autoclave

Simulación de una Autoclave

Esta es una simulación hecha  en Proteus en la  cual se usaron los componentes de :  Pic 16f877A,  OVEN que es una resistencia calefactora con sensor de temperatura ,este sensor lo  podemos usar como una termocupla, Amplificador operacional lf353, en el caso de la electroválvula, como el proteus no la tiene la simulamos con un relé y una lámpara, el display lcd 2 por 16 y otros dos relés para activar la resistencia oven , uno para encenderla y apagarla y otro para mantenerla con menos potencia esto se aprovechara en la función de secado, la resistencia r9 se puso para evitar un error de simulación que da al conectar el diodo en serie con la resistencia por venir de una fuente de  CA, “En un caso real se puede conectar un diodo en serie a una resistencia calefactora para reducir la potencia el diodo debe ser del amperaje suficiente para alimentar la resistencia” . Por medio del amplificador operacional se puede ajustar la señal que se envía al microcontrolador   para hacer el

AUTOCLAVES

Autoclave

Una autoclave de uso médico es un equipo que es útil para esterilizar, utilizando para ello vapor de agua a alta presión y temperatura . 

Las autoclaves son ampliamente utilizadas por los fabricantes de productos sanitarios estériles y en las centrales de esterilización hospitalarias, como una medida elemental de esterilización de los productos.(Laboratorios, Hospitales, Odontológicos)

El autoclave está formado por un recipiente metálico en el que el vapor circula a alta presión y que tiene la finalidad

Prototipo ventilador mecánico

Prototipo Ventilador

Este prototipo se elaboro mediante el estudio y la investigación sobre ventilación mecánica y modos ventilatorios, (ver sobre este tema "ventilación mecánica" aquí) se desarrollo un prototipo que realiza un modo ventilatorio que se  asemeja a uno real en la funcionalidad. Si bien un VM es un equipo electro-neumático y  mecánico con un sistema de control "complejo"; se puede realizar un prototipo que realice y se asemeje en función a un modo ventilatório.

Este prototipo se realizo utilizando en cuanto a la parte neumática  como generador de presión un mini-compresor   (de los de automóvil ,o se puede conectar a un compresor normal a 50 Lb) , la presión entra a un tanque, el cual almacena el aire a presión,  este pasa también por una válvula "que controla el  paso del aire y se controla por medio de

Ventilacion Mecánica

Ventiladores Mecánicos

Los ventiladores mecánicos tienen como objetivo sustituir ,controlar o apoyar (asistir) de forma continua o intermitente el esfuerzo muscular desarrollado por el paciente para llevar un cierto volumen de gas (aire + oxigeno) a los pulmones, para  que permita que en los alvéolos se produzca el intercambio gaseoso. Hoy en día sería imposible la supervivencia de muchos pacientes graves si no se contara  con los ventiladores mecánicos  ya que la agudización de una patología se concreta en una disfunción de órganos vitales, por lo que el apoyo o sustitución de la respiración mediante la ventilación mecánica se hace indispensable para incentivar que el propio sistema respiratorio del paciente sea capaz de recuperar su función normal.

Los ventiladores son dispositivos electro-mecánico-neumáticos controlados por presión, tiempo o volumen. Estos generan una presión positiva intermitente, mediante la cual suministran al paciente una mezcla gaseosa, que puede además estar enriquecida con Oxigeno.

 En la respiración artificial se produce una

Prototipo Ecografía, Doppler fetal

Doppler Fetal

Este prototipo de Ecógrafo Doppler  es un dispositivo portátil con fines didácticos, orientado para estudiantes de Electrónica y Biomédica para realizar toma de ecografías audibles,  visualizando en una pantalla lcd  el ritmo cardíaco medido en latidos por minuto BPM , pudiéndose realizar ajustes en el volumen del sonido escuchado, pausar o reiniciar del conteo del BPM  en pantalla, alimentado por baterías  que lo convierte en un dispositivo portátil, así mismo posee un cargador para las mismas. ( para más información sobre que es ecografía y que es un ecógrafo fetal vea la anterior entrada aquí ) .

Gracias a la realización de este proyecto se puede comprender  como funciona el ultrasonido en la aplicación médica, para poder capturar señales reflejadas las cuales se pueden tomar en cuanto a amplitud y fase para

Ecógrafo

Ecógrafos

La utilización del ultrasonido para diagnósticos médicos se conoce como ecografía, el aparato que se utiliza para el diagnostico se llama ecógrafo, equipo que utiliza los principios del ultrasonido para representar de forma audible o por imágenes la estructura interna del cuerpo del paciente.

Que es ultrasonido

Para comprender el Ultrasonido debemos comprender el

Control de temperatura con PIC

Control de temperatura con PIC

Para realizar el control de la temperatura se utilizo un microcontrolador PIC 16f877A,(cristal a 20Mhz) el sensor de temperatura se basa en un LM35 el cual se alimenta con 5v y entrega 10 mv por grado, la salida del sensor se envía a un Amplificador operacional lf 353 este sirve para ajustar la ganancia y mejorar la lectura de la temperatura por parte del microcontrolador el ajuste se hace al medir el voltaje de salida del lm35 el cual entrega 10mv por cada grado de temperatura censado ,así al medir el voltaje con un voltimetro sabremos la temperatura exacta y ajustando el reostato o potenciometro podemos calibrar la lectura del display y ajustarlo al valor real. Las salidas de control del pic  pines 19 y 20 se conectan a la etapa de potencia puden ser con relevos como en el archivo adjunto o se puede hacer con optoacopladores y triac.

En general el microcontrolador mide la

Desfibriladores

Desfibriladores

Los desfibriladores son usados en las unidades de Coronarias, UCIs, Urgencias, Quirófanos, Áreas de Observación, Ambulancias, y colocados en los denominados “Carros de Paro”.

Se denomina con carácter general a un equipo con el nombre de desfibrilador, aquel que, además de tener la función de desfibrilación también posee la función de monitorización

Pueden funcionar en modo batería o conectados a la red eléctrica, por lo que pueden ser usados durante el transporte del paciente dentro de un hospital, en una ambulancia o utilizados por ejemplo para una intervención en un accidente de carretera.

Los desfibriladores o equipos de resurrección son instrumentos para ser usados en situaciones críticas. Y un fallo de los mismos en cumplir eficazmente su función, puede resultar en la muerte de un paciente que requiere una inmediata desfibrilación; producir un daño cardiaco o hasta incluso la muerte a un paciente sometido a una cardioversión de emergencia con una arritmia amenazante para la vida.

Por estos motivos el desfibrilador requiere mantenimiento preventivo periódico y de calidad  por ser dispositivos  médicos  activos de muy

Hoja de Vida para DM

Hoja de vida Dispositivo Médico

Para los equipos médicos tanto en hospitales, centros médicos y odontológicos es exigido el llevar un control de los equipos tanto como su adquisición, estado,  mantenimientos preventivos y correctivos. Para hacer esto se requiere de un formato de mantenimientos en el que se registre el historial de estos y los responsables de los mismos, en esta ocasión traemos un formato que cumple con estas características y sirve de ejemplo para tal función.

Click en la imagen para descargar el formato

Link de mega aquí

En el encontramos espacios para poder poner el nombre del dispositivo su respectiva marca, modelo ,serial , las fechas de adquisición y puesta en marcha las indicaciones y clasificaciones de protección eléctrica, clasificación  de riesgo, si tiene manuales y su ubicación también espacios para hacer las observaciones que se requieran como si tiene garantía de fabricación y su vencimiento. También tenemos espacio  para colocar una fotografía del equipo o dispositivo para reconocerlo más fácilmente. En los espacios para los mantenimientos encontramos que se puede indicar la fecha y tipo de mantenimiento, observaciones para indicar por ejemplo el número de reporte de servicio y espacio para el responsable del servicio a esta hoja se puede anexar como continuación las casillas de mantenimiento para seguir con su seguimiento.

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Unidad Odontológica

Unidad Odontológica

La unidad odontológica  es el lugar donde el odontólogo realiza de manera ordenada y cómoda todo el trabajo ha realizar con el paciente,  esta debe contar con los instrumentos y herramientas necesarias para su desempeño. Se encuentran partes como el sillón con cabecera anatómica que debe ser ajustable en inclinación y posición, estos se encuentran de control hidráulico y o  electromecánicos,  Escupidera, Bandeja para instrumental, Eyector, Jeringa Triple, Lámpara odontológica de luz fría (cielitica) la lámpara  es muy  importante y de común fallo  la característica de esta lámpara es la de  asegurar una buena iluminación así como el no generar calor que se irradie hacia el paciente, también se encuentra el Módulo de tres o mas

NEBULIZADORES

NEBULIZADORES

Los nebulizadores son recipientes de plástico dentro de los cuales se coloca una dosis de broncodilatador diluido en solución “salina” NaCl al 0,9%. Un flujo de oxígeno o de aire comprimido transforma la solución líquida en aerosol, el cual es inhalado por el paciente mientras respira desde una mascarilla o boquilla conectada al nebulizador. En  esta forma de producir aerosoles,  sólo 1 a 3% de cada dosis llega al pulmón; el resto se deposita en la boca, se pierde al ambiente o queda depositado en las paredes del nebulizador.

Tipos de nebulizadores

Los nebulizadores pueden clasificarse en atención al tipo de compresor que utilizan  Los compresores varían mucho con respecto a su

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