1er parcial Biocontroladores

REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES

Discente Mariann Compeán Mendoza

INGENIERÍA BIOMÉDICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE VICTORIA 6TO SEMESTRE

1er Parcial - Biocontroladores

REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza

BIOCONTROLADORES

ING. ALBERTO ALEJO MORENO GUERRERO

Fecha de la clase: 19 de enero de 2015

Nombre de Exposición: Elementos de un sistema de control

automático

Tareas a realizar: Historia del desarrollo de control automático y

su concepto

Componentes un sistema de Control Automático:

Entrada

Controlador

Sistema

Salida

Actuador

Sensor

Ejemplo. Llenado de una botella, la variable es el peso o nivel de la botella, la acción para el llenado

seria la regulación de la válvula.

Cuando el sistema no tiene cierto estado de autonomía no es automático, hay más implicaciones

como la precisión.

Ejemplo. Entrada > Amplificador > Bocina

Ejemplo. Entrada/Controlador (Movimiento del volante) > Sistema (Complejo, la dirección como el

SINFIN) > Sensor (Posición de las llantas como la “salida”). La perturbación seria el pavimento.

DINÁMICA: ¿Por qué es importante reconocer el control automático?

Propiocepción, un alumno después de dar 3 vueltas debe de llegar a un punto final con y sin estimulo

auditivo cerrando y abriendo los ojos.

OBSERVACIONES DE LA DINÁMICA:

1er caso. (ABIERTO: No hay un sensor que diga si lo hizo bien o mal)

Entrada: Referencia (la orden de caminar de un punto a otro punto sin ver y escuchar)

Controlador: Jorge Alberto

Sistema: La marcha de Jorge Alberto

Salida: Pedro como punto final

Señal de salida: Jorge Alberto



2do caso. (CERRADO: El sensor son los oídos por los aplausos)




Sensor: Oídos – Audición


3er caso. (CERRADO: El sensor son los ojos, por lo tanto es más eficaz)




Sensor: Ojos - Vista


FOTOS DE DINAMICA:

Equipo 1



Equipo 2

Equipo 3



Ejercicio 1:

MENCIONAR SISTEMAS DE CONTROL APLICADOS A LA BIOINGENIERÍA/BIOMÉDICA

PRECISION: Biocompatibilidad de materiales en endoprotesis, biotolerancia.

CALIDAD: Equipo de ultrasonido aportando una frecuencia por encima de los 20.000Hz entregando

calidad en las imágenes y una solución con transductor con 2D Y 3D.

AUTONOMIA: Equipo de respiración autónomo drâger Airboss Pa90 Plus Scba, esta destinado a ser

utilizado en atmosferas no respirables.

Exposición:

Control automático se ha vuelto una parte importante e integral de los procesos modernos

industriales, de manufactura y disciplinas emergentes como la biomédica.

El desempeño óptimo hace referencia a un ejemplo cuando levantamos la taza con café, uno no

calculo la trayectoria óptima para la absorción del líquido.

Sistemas dinámicos: todos los procesos que involucren movimiento son sistemas dinámicos y son

susceptibles a cambios (electrónicos, mecánicos).

Seguridad: sin riesgos al operar el equipo o proceso.

Estabilidad: Estable, predecible, repetitividad (ejemplo: El llenado de una bolsa de sabritas,

si es menos afecta al cliente y si ponen más pierde la empresa, se debe mantener en un

cierto parámetro y que sea preciso) sin fluctuaciones ni paros imprevistos.

Precisión: requerimiento para evitar desperdicio, mejor calidad, productividad. $ (tu como

cliente pagas para recibir los justo)

TAREA

HISTORIA DEL DESARROLLO DE CONTROL AUTOMÁTICO Y SU CONCEPTO

BIOCONTROLADORES



Nombre de Exposición: Elementos de un sistema de control

automático

Tareas a realizar:

Proyección de video: ROBOTIC SURGERY Y ROBOTIC PACKAGING

Instrucciones: que dicen los cirujanos con el uso de la herramienta, las ventajas, el paciente, que

dicen acerca de los beneficios del uso. ¿Cuáles son los factores de riesgo al usar el equipo?

Aplicación de control automático



Ambos robots cuentan con una automatización. En el caso del sistema quirúrgico implica el riesgo

de complicaciones mayores, es por eso que se deben comprender los riesgos de cada tratamiento

para poder ayudar a tomar la mejor decisión para su situación individual. Quizás en el sistema

quirúrgico da vinci no sea el apropiado para todas las personas. Con el equipo se pueden realizar

pequeñas incisiones para introducir instrumentos en miniatura de amplio rango y una cámara de

alta definición para dar lugar a la operación. El programa no se puede programar y tampoco tomar

decisiones por su cuenta, por el contrario necesita una orden directa del cirujano para realizar cada

obra quirúrgica.

En el caso del robot que se encarga de empaquetar, se utilizan los robots para automatizar un

proceso manual, conduce a un costo reducido, son extremadamente precisos y repetitivos, operan

24/7. Los trabajadores mantengan una velocidad constante en la entrada para mantener el nivel de

producción de la máquina. Una de las desventajas es que eliminan el empleo a nivel manual.

BIOCONTROLADORES



Nombre de Exposición: Sistema de control

Tareas a realizar: Concepto, historia y dispositivos de

microprocesador

SISTEMA DE CONTROL - REGULADOR DE VELOCIDAD

Uno de los primeros como tal para el control de un proceso.

IDENTIFICACION DE DIAGRAMA (Donde se resaltan ciertas partes)

La cantidad de combustible que se admite para la máquina se ajusta de acuerdo con la diferencia

entre la velocidad de la máquina que se pretende y la velocidad real.

Proyección de video: Flyball governor – mekanizmalar.com

Entrada: Ajuste manual del movimiento

Controlador: Metal sphere

Sistema: Máquina del vapor



Salida: Rotaciones

Actuador: Caldera y válvula de vapor

Sensor: Monitorea la salida

Revista Científica: BIOMEDICAL SIGNAL PROCESSING AND CONTROL/SENSORS AND ACTUATORS

A: PHYSICAL - elsevier.com

Bmes.org

MICROPROCESADOR Y MICROORDENADOR

Microprocesador: Antecedentes en general

Calculadora: Anita Mk VIII en 1963.

1er prototipo de procesador de Intel en 1970.

Intel 4004, primer microprocesador comercial

PICO1G1250 en 1971

TAREA

CONCEPTO DE MICROPROCESADOR

Es un circuito digital generalmente bastante complejo que realiza procesamiento de datos, las

operaciones que se llevan a cabo durante dicho procesamiento son controladas por lo que se

denomina un programa, este último, es el que le indica al microprocesador exactamente qué es lo

que tiene que hacer, por ejemplo, leer un dato de un teclado y mandarlo a una pantalla de cristal

líquido o tomar dos valores de la memoria, sumarlos y poner este resultado en la misma.

ANTECEDENTES

1972. Introducción del Intel 8008, el primer microprocesador de 8 bits, que era casi dos veces más

complejo que el 4004.

1974. Acontecimiento importante con el nacimiento del Intel 8080, el primer microprocesador de

uso o propósito general, a diferencia del 4004 y 8008, que habían sido diseñados para aplicaciones

específicas.

1978. Aparición de microprocesadores de 16 bits de propósito general. Uno de éstos fue el 8086.

1982. Introducción de una ampliación del 8086, el 80286, que permitía direccionar una memoria

de 16 Mbytes en lugar de sólo 1 Mbyte.

1985. Primera máquina de Intel con una arquitectura de 32 bits rivalizando con los computadores

introducidos en el mercado pocos años antes.

1989. Aparición del 80486 que introduce el uso de tecnología de caché mucho más sofisticada y

potente, e instrucciones de segmentación de cauce complejas.

1993. Aparece el Intel Pentium, introduciendo el uso de técnicas superescalares, que permiten que

varias instrucciones se ejecuten en paralelo.



1995. Intel presenta el Pentium Pro que continúa la tendencia iniciada con el Pentium hacia la

organización superescalar, con el uso agresivo del renombrado de registros, predicción de

ramificaciones, análisis del flujo de datos y ejecución especulativa.

1997. Aparición del Intel Pentium II que incorpora la tecnología Intel MMX, que se diseñó

específicamente para procesar de forma eficiente datos de vídeo, audio y gráficos.

DISPOSITIVOS CON MICROPROCESADOR

Televisiones

Lavadoras

Computadoras

Celulares

Mouse

Radios

Floppy disk

BIBLIOGRAFÍA

Arquitectura de procesadores 1, Introducción a los microprocesadores. Recuperado de:

leonelmartinez.udem.edu.ni/wp-content/uploads/2014/05/intro_microprocesadores.pdf

Los Microprocesadores MIA José Rafael Rojano Cáceres Arquitectura de Computadoras I.

Recuperado de: http://www.uv.mx/rrojano/arquitectura_uno/clase7-1.pdf

BIOCONTROLADORES



Nombre de Exposición: Sistema de control

Tareas a realizar: Preguntas de discusión

Para la persona común, la mejora más evidente en los desarrollos tecnológicos de los años recientes

ha sido la reducción del tamaño de los sistemas eléctricos/electrónicos.

1941 The Zuse Z3 Computer, Conrad Zuse, Alemania, 2300 relays

1946 ENIAC, John Mauchly, J. Presper Eckert, USA, 93 m˄3 (5000 op/seg)

1956 TX-0, MIT, USA, solo transistores

1966 ILIAC IV, 300 millones operaciones/seg

http://leonelmartinez.udem.edu.ni/wp-content/uploads/2014/05/intro_microprocesadores.pdf

http://www.uv.mx/rrojano/arquitectura_uno/clase7-1.pdf



ANALISIS DE PREGUNTAS

¿Qué hemos aprendido hasta aquí?

El microprocesador va a efectuar la ejecución de las instrucciones de forma secuencial. El

microprocesador va a poder controlar las unidades del sistema que permitirán la comunicación con

el exterior del dispositivo y la memoria de éste, donde se almacenarán los datos.

¿Qué puedo preguntarme sobre el tema?

¿De qué está formado?, ¿Cuáles son las partes del micro? ¿Cuál es la velocidad de procesamiento

del micro? ¿Qué dispositivo es el que se encarga de controlar la velocidad del microprocesador?

¿Cuál ha sido el progreso de las tecnologías en la ingeniería biomédica y como ha

impactado en el quehacer de la medicina?

Hay una repercusión importante al convertirlos en dispositivos fiables, pequeños, ligeros y tienen

un bajo consumo de energía como por ejemplo varios sensores de temperatura corporal y la presión

arterial, Implantes y prótesis, la fabricación de marcapasos, la electro/estimulación funcional,

equipos de emergencia portátiles como el desfibrilador, la medicina deportiva, la monitorización del

paciente, "las casas inteligentes", la robótica de servicio, el apoyo de comunicación para personas

con discapacidad, las redes de sensores inalámbricos / red de área corporal (BAN) y los sensores y

actuadores para equipos médicos estacionaria.

BIOCONTROLADORES


Fecha de la clase: 4 de febrero de 2015

Nombre de Exposición:

Tareas a realizar: Resumen un día sin control automático

PRACTICA EN EL LABORATORIO

Compuertas lógicas







AND Gate

Input A Input B Output

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

OR Gate

Input A Input B Output

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1



1. ¿Qué hemos aprendido hasta aquí?

En la operación OR el resultado será 1 si una o más variables es 1. El signo más denota la operación

OR y no la adición ordinaria. La operación OR genera un resultado de 0 solo cuando todas las

variables de entrada son 0.

En la operación AND esta se ejecuta exactamente igual que la multiplicación ordinaria de unos y

ceros. Una salida igual a 1 ocurre sólo cuando en el caso de que todas las entradas sean 1. La salida

es cero en cualquier caso donde una o más entradas sean 0.

2. ¿Qué tecnologías han permitido el desarrollo de los microprocesadores?

El primer microprocesador fue el Intel 4004, se desarrolló originalmente para una calculadora

(contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000

operaciones por segundo).

El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008 para su empleo en terminales informáticos

(contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo).

Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores. Entre ellos

figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems,

que contiene 5,4 millones de transistores; el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple,

IBM y Motorola, con 7 millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment

Corporation, con 9,3 millones de transistores.

3. ¿Por qué es utilizado el sistema binario y no el decimal, en los microprocesadores?

Es el lenguaje básico, sólo admite todo (1) o nada (0). Todo sistema informático está basado en este

código, ya que el 1 (todo, SÍ) quiere decir que se permite el paso de la electricidad y el 0 (nada, NO)

no lo permite.

4. ¿Cuál es el principio de trabajo interno de un microprocesador?

Las corrientes, moviéndose a través de cables y transistores, son convertidas en mensajes usables a

través del uso del lenguaje lógico Booleano. Comunica dentro de dos funciones primarias: lógica y

el procesamiento de la información. Estos procesos son manejados por dos componentes dentro

del chip: la unidad aritmética lógica y la unidad de control.

BIOCONTROLADORES


Fecha de la clase: 09 de febrero de 2015

Nombre de Exposición:

Tareas a realizar:

Reproduccion de video “Let her go - Passenger”, “Furuta pendulum”, “Pendulum drive”



PUNTOS CLAVE PARA EL EXAMEN

Ejemplos de dispositivos biomédicos basados en microcontroladores

Identifique los elementos de control automático en los dispositivos

FEATURES Características de microcontroladores

Control automático, elementos

¿Por qué existe la necesidad del control automático?

¿Cómo se utilizan los procesadores o microprocesadores para el control automático de procesos?

¿Cuáles son esos dispositivos como ingeniería biomédica me voy a encontrar?

Engineering

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