ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación

“Diseño e Implementación de un Cuenta-Gotas Digital”

TRABAJO DE GRADUACIÓN

Previo a la obtención del Título de:

INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

Presentado por:

José Luis Rodríguez Q.

PRESENTACIONPRESENTACION

- RESUMEN- RESUMEN

- INTRODUCCION- INTRODUCCION- OBJETIVOSOBJETIVOS- DESCRIPCION Y ANALISIS DEL DESCRIPCION Y ANALISIS DEL

SISITEMASISITEMA- FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMAFUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA- CONCLUSIONES CONCLUSIONES

RESUMENRESUMEN

- - Cuenta-Gotas programable.Cuenta-Gotas programable.

- Administrar sueros en casos extremos.Administrar sueros en casos extremos.

- Etapas:Etapas:- Entrada:- Entrada:

- Teclado- Teclado- Sensor de gotas.- Sensor de gotas.

- Procesamiento:- Procesamiento:- Microcontrolador.- Microcontrolador.

- Salida:- Salida:- Visualizador- Visualizador- Control mecánico de flujo del líquido- Control mecánico de flujo del líquido- Alarma- Alarma

INTRODUCCIONINTRODUCCION

control exacto y preciso.control exacto y preciso.Administración de dosis de Administración de dosis de fármacos.fármacos.Casos críticosCasos críticosequipos electrónicos.equipos electrónicos.Amigable interfase.Amigable interfase.Componentes programables.Componentes programables.Costos, funcionalidadCostos, funcionalidad

OBJETIVOSOBJETIVOS

– Dar comodidad y facilidad al usuario en el momento de Dar comodidad y facilidad al usuario en el momento de administrar un suero a un paciente.administrar un suero a un paciente.

– Cantidad exacta de gotas por minuto de un suero a un Cantidad exacta de gotas por minuto de un suero a un paciente.paciente.

– Demostrar la capacidad de los microcontroladores en los Demostrar la capacidad de los microcontroladores en los diseños digitales en cuanto a costo y complejidad.diseños digitales en cuanto a costo y complejidad.

– Realizar y concretar un proyecto de similares características a Realizar y concretar un proyecto de similares características a otro importado, ofreciendo una ventaja competitiva en cuanto otro importado, ofreciendo una ventaja competitiva en cuanto a precios sin descuidar la calidad.a precios sin descuidar la calidad.

– Ofrecer una mejor opción a los centros médicos. Ofrecer una mejor opción a los centros médicos.

DESCRIPCION Y ANALISIS DEL DESCRIPCION Y ANALISIS DEL SISTEMASISTEMA

DIAGRAMA DE BLOQUESDIAGRAMA DE BLOQUES

TECLADO

SUERO

SENSOR (PAR INFRARROJO)

PROCESAMIENTO DE DATOSMICROCONTROLADOR

PIC 16F877A

VISUALIZADOR(PANTALLA LCD)

INDICADOR SONORO(BUZZER)

OPTO-ACOPLADOR4N25

CONTROL MECANICO(MOTOR PAP)

SUERO

ETAPA DE ENTRADAETAPA DE ENTRADATECLADOTECLADO

SUERO.-SUERO.- Permite ingresar el tipo de suero a administrar, ya sea de 250, Permite ingresar el tipo de suero a administrar, ya sea de 250, 500 o 1000ml500 o 1000ml

INC_GOTAS .-INC_GOTAS .- Incrementa el número de gotas por minuto que se requieren. Incrementa el número de gotas por minuto que se requieren.

DEC_GOTAS.-DEC_GOTAS.- Decrementa el número de gotas por minuto que se Decrementa el número de gotas por minuto que se requieren.requieren.

START/STOP.-START/STOP.- Inicia el giro del motor permitiendo así el paso del líquido; si Inicia el giro del motor permitiendo así el paso del líquido; si se presiona otra vez, el sistema se detiene y espera que la tecla sea se presiona otra vez, el sistema se detiene y espera que la tecla sea presionada nuevamente para continuar normalmentepresionada nuevamente para continuar normalmente

RESET.-RESET.- Reinicia el sistema. Reinicia el sistema.

ALARMA_OFF.-ALARMA_OFF.- Apaga la alarma de advertencia de poco suero. Apaga la alarma de advertencia de poco suero.

SENSOR INFRARROJO DE GOTASSENSOR INFRARROJO DE GOTASConsta de un módulo emisor y un módulo receptor que están Consta de un módulo emisor y un módulo receptor que están

alineados entre sí.alineados entre sí.

MODULO RECEPTORMODULO RECEPTOR

INFRARROJOINFRARROJO

PNA4602PNA4602

MODULO EMISOR INFRARROJOMODULO EMISOR INFRARROJODiseñado con un 555 en modo de operación oscilador astable, el cual Diseñado con un 555 en modo de operación oscilador astable, el cual

tiene a la salida un Led infrarrojo que oscila a una frecuencia de tiene a la salida un Led infrarrojo que oscila a una frecuencia de 38KHz aproximadamente.38KHz aproximadamente.

f = [0.693(R1+2R2)C1]-1

R1=12.7KΩ R2=12.7KΩ C1=1nff = [0.693(3*12.7*103)1*10-9]-1f = [26*10-6Seg]-1f = 37.8KHz

ETAPA DE PROCESAMIENTO DE ETAPA DE PROCESAMIENTO DE DATOSDATOS

Esta etapa la constituye el microcontrolador PIC16F877A del Esta etapa la constituye el microcontrolador PIC16F877A del fabricante Microchip.fabricante Microchip.

Las características más importantes de este microcontrolador son:- Frecuencia de operación hasta 20 MHz- 8K de Memoria Flash (palabras de 14 bits)- 14.3K bytes de Memoria de programa- 8192 palabras de instrucciones- 256 bytes de Memoria de datos EEPROM- 15 Interrupciones- 5 Puertos de I/O (A,B,C,D,E) - 3 Temporizadores (TMR0,TMR1,TMR2)- 35 Intrucciones

Tipo de Suero

INC_GOTA

DEC_GOTA

NUM_GOT=50

SUEROS=4

NUM_GOT=0

2

1

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

3

INICIO

0

SUEROS + 1

CRLF SUEROS

CLRF NUM_GOT

NUM_GOT + 1

GOTA_DWN

SUEROS + 1

2

NUM_GOT=GOTAS

ALARMA_OFF

GOTA_CAE

START/STOP

60SEGUNDOS

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

ST/ST,0

3

START/STOP

0

1

1

RESET 1

GOTAS + 1

10

BSF VAL,4INC ST/ST

BCF VAL,4INC ST/ST

BSF VAL,4

BCF VAL,4BSF VAL,5

BCF VAL,5

BCF ALARMA

CLRF TODO

ETAPA DE SALIDAETAPA DE SALIDA

La etapa de salida está compuesta por:La etapa de salida está compuesta por:

- - Pantalla de cristal líquido LCD 16x2.-Pantalla de cristal líquido LCD 16x2.- Muestra los datos ingresados Muestra los datos ingresados por el usuario.por el usuario.

- Alarma de advertencia de poco suero.-Alarma de advertencia de poco suero.- Advierte al operador que el Advierte al operador que el suero está próximo a terminarse.suero está próximo a terminarse.

- Opto-acoplador 4N25.-Opto-acoplador 4N25.- Aisla el circuito digital del control mecánico Aisla el circuito digital del control mecánico con el fin de eliminar cualquier interferencia ocasionado por el giro con el fin de eliminar cualquier interferencia ocasionado por el giro del motor.del motor.

-- Control mecánico del flujo del líquido (motor PAP).-Control mecánico del flujo del líquido (motor PAP).- Permite el Permite el paso del líquido hacia el paciente.paso del líquido hacia el paciente.

PANTALLA DE CRISTAL PANTALLA DE CRISTAL LIQUIDO (LCD)LIQUIDO (LCD)

Representan 16 caracteres por Representan 16 caracteres por fila.fila.

A través de la pantalla se A través de la pantalla se observa la cantidad de gotas observa la cantidad de gotas que se requieren por minuto y que se requieren por minuto y el tipo de suero que se está el tipo de suero que se está utilizando. utilizando.

PIN SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

1 VSS Tierra

2 VDD +5V

3 VO Pin de contraste del cristal líquido. Normalmente se conecta a un potenciómetro a través del cual se aplica una tensión variable entre 0 y +5V que permite regular el contraste del cristal líquido.

4 RS Selección del registro de control/registro de datos:

RS =0 Selección del registro de controlRS=1 Selección del registro de datos

5 R/W Señal de lectura/escrituraR/W=0 El Módulo LCD es escritoR/W=1 El Módulo LCD es leído

6 E Señal de activación del módulo LCD:E=0 Módulo desconectadoE=1 Módulo conectado

7-14 D0-D7 Bus de datos bi-direccional. A través de estas líneas se realiza la transferencia de información entre el módulo LCD y el sistema que lo controla.

ALARMA DE ADVERTENCIA DE POCO SUEROALARMA DE ADVERTENCIA DE POCO SUERO

Es importante poder predecir en que momento el suero está a Es importante poder predecir en que momento el suero está a punto de terminarse; para ello nuestro sistema cuenta con una punto de terminarse; para ello nuestro sistema cuenta con una alarma que nos alertará sobre eso. Esta alarma la representa un alarma que nos alertará sobre eso. Esta alarma la representa un buzzer, el cual comenzará a pitar cuando el suero esté próximo a buzzer, el cual comenzará a pitar cuando el suero esté próximo a acabarse. El sonido se repetirá cada medio segundo y se lo acabarse. El sonido se repetirá cada medio segundo y se lo apagará definitivamente con la tecla “ALARMA”_OFF del teclado apagará definitivamente con la tecla “ALARMA”_OFF del teclado del sistema.del sistema.

OPTO-ACOPLADOR 4N25OPTO-ACOPLADOR 4N25

Con el fin de evitar cualquier interferencia ocasionada por el Con el fin de evitar cualquier interferencia ocasionada por el giro del motor, se aisla por completo el circuito digital de la giro del motor, se aisla por completo el circuito digital de la parte mecánica.parte mecánica.

Principales características:Principales características:

Temperatura de operación: -55 a 100 Temperatura de operación: -55 a 100 oCC Voltaje Colector-Emisor: 30VVoltaje Colector-Emisor: 30V Impedancia de aislamiento: 10Impedancia de aislamiento: 1011 Ω Ω

CONTROL MECANICO DE PASO DEL FLUJO CONTROL MECANICO DE PASO DEL FLUJO

(MOTOR PAP)(MOTOR PAP)

ParaPara controlar el paso del suero hacia el paciente nos valemos de un controlar el paso del suero hacia el paciente nos valemos de un motor de paso unipolar.motor de paso unipolar.

Características:Características:- Un paso por pulso aplicado.Un paso por pulso aplicado.- Si no recibe pulsos se queda enclavado.Si no recibe pulsos se queda enclavado.- Dependiendo del motor los pasos son pequeños o grandes.Dependiendo del motor los pasos son pequeños o grandes.

FUNCIONAMIENTO DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMASISTEMA

SIMULACION:SIMULACION:

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Medicina involucrada cada vez más Medicina involucrada cada vez más con la Electrónica.con la Electrónica.

Importancia de controlar situaciones Importancia de controlar situaciones críticas.críticas.

Simplicidad en el manejo de los Simplicidad en el manejo de los microcontroladores.microcontroladores.

Amplia variedad de componentes Amplia variedad de componentes electrónicos programables.electrónicos programables.

GRACIAS GRACIAS

POR SU ATENCION!POR SU ATENCION!