1er parcial Biocontroladores
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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
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2do caso. (CERRADO: El sensor son los oídos por los aplausos)
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
Sensor: Oídos – Audición
Salida: Pedro como punto final
3er caso. (CERRADO: El sensor son los ojos, por lo tanto es más eficaz)
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
Sensor: Ojos - Vista
Salida: Pedro como punto final
FOTOS DE DINAMICA:
Equipo 1
1er Parcial - Biocontroladores
REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza
Equipo 2
Equipo 3
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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
ING. ALBERTO ALEJO MORENO GUERRERO
Fecha de la clase: 21 de enero de 2015
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
1er Parcial - Biocontroladores
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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
ING. ALBERTO ALEJO MORENO GUERRERO
Fecha de la clase: 26 de enero de 2015
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
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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.
1er Parcial - Biocontroladores
REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza
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
ING. ALBERTO ALEJO MORENO GUERRERO
Fecha de la clase: 28 de enero de 2015
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
1er Parcial - Biocontroladores
REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza
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
ING. ALBERTO ALEJO MORENO GUERRERO
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
1er Parcial - Biocontroladores
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1er Parcial - Biocontroladores
REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza
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
1er Parcial - Biocontroladores
REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza
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
ING. ALBERTO ALEJO MORENO GUERRERO
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”
1er Parcial - Biocontroladores
REPORTE DE CLASES EN BIOCONTROLADORES | Discente Mariann Compeán Mendoza
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?