UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES
“UNIANDES”
FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES
CARRERA DE SISTEMAS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO EN SISTEMAS E INFORMÁTICA
TEMA:
“SIMULACIÓN DE PALPACIÓN CON RETROALIMENTACIÓN HÀPTICA
PARA LA TOMA DE SIGNO VITALES EN LA UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES “UNIANDES””
AUTOR: MASAQUIZA MOYOLEMA MAURO ISRAEL
ASESOR: ING. CULQUE TOAPANTA WALTER VINICIO
AMBATO – ECUADOR
APROBACIÓN DEL ASESOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
CERTIFICACIÓN:
Quien suscribe, legalmente certifica que: El presente trabajo de realizado por el señor: MAURO ISRAEL MASAQUIZA MOYOLEMA estudiante de la carrera de Sistemas, Facultad de Sistemas Mercantiles, con el tema: SIMULACIÓN DE PALPACIÓN CON RETROALIMENTACIÓN HÀPTICA PARA LA TOMA DE
SIGNO VITALES EN LA UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES “UNIANDES”., ha sido minuciosamente revisado y cumple con todos los requisitos establecidos en la normativa pertinente de la Universidad Regional Autónoma de los Andes –UNIANDES- , por lo tanto, autorizo su presentación.
Ambato, Marzo del 2018
Ing. Culque Toapanta Walter Vinicio
DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD
Yo, MASAQUIZA MOYOLEMA MAURO ISRAEL, estudiante de la Carrera de Sistemas, Facultad de Sistemas Mercantiles, con el tema: SIMULACIÓN DE PALPACIÓN CON RETROALIMENTACIÓN HÀPTICA PARA LA TOMA DE
SIGNOS VITALES EN LA UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES “UNIANDES”, declaro que todos los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, previo a la obtención del título INGENIERO EN SISTEMAS E INFORMÁTICA, son absolutamente originales, auténticos y personales; a excepción de las citas, por lo que son de mi exclusiva responsabilidad.
Ambato, Marzo del 2018
Masaquiza Moyolema Mauro Israel
Ci: 180473482-8
DERECHOS DE AUTOR
Yo, MAURO ISRAEL MASAQUIZA MOYOLEMA, declaro que conozco y acepto la disposición constante en el literal d) del Art. 85 del Estatuto de la Universidad Regional Autónoma de los Andes, que en su parte pertinente textualmente dice: El Patrimonio de la UNIANDES, está constituido por: La propiedad intelectual sobre las Investigaciones, trabajos científicos o técnicos, proyectos profesionales y consultoría que se realicen en la Universidad o por cuenta de ella;
Ambato, Marzo del 2018
Masaquiza Moyolema Mauro Israel
Ci: 180473482-8
DEDICATORIA
La presente tesis la dedico A Dios. A mi padre, mi madre, mis hermanos, mi esposa y mi hija, también a quienes han sido mi fuente de inspiración por darme la oportunidad de estudiar y así poder enfrentar nuevos retos y desafíos. A mis hermanos por estar a mi lado siempre apoyándome e incentivándome a seguir con mis estudios, pues gracias a dios cumplí con mis con mis objetivos con amor y sus palabras y sus palabras de ánimo me han impulsado a seguir adelante hasta lograr esta meta propuesta.
También este trabajo es dedicado especialmente a Dios por ser mi guiador, sustentador y el que puso en mí el anhelo de prepararme mejor para servirlo de forma más eficiente a quien lo necesite.
AGRADECIMIENTO
Agradezco de manera muy cordial al Ing. Walter Culque, por su apoyo y consejos que fueron muy útiles para el desarrollo de este proyecto.
Agradezco también a mi familia por su apoyo constante en el transcurso de mi vida como estudiante y durante el desarrollo del presente proyecto.
Un especial reconocimiento al Ing. Fredy Baño, Carlos Martínez, me supieron guiar, quienes me ayudaron ante las autoridades de la institución, para que el proyecto cuente con todas las facilidades necesarias para su ejecución exitosa.
Finalmente agradezco y a todos quienes de corazón me ayudaron en este proyecto, que fue de mucho tiempo y dedicación.
ÍNDICE GENERAL
PORTADA
APROBACIÓN DEL ASESOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD
DERECHOS DE AUTOR DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE TABLAS ÍNDICE DE GRÁFICOS RESUMEN
ABSTRACT
Introducción……….…………....1
Antecendetes de la Investigación……….………...1
Situacion Problemática………….……….……….……...3
Problema Científico ………...………4
Objetivo de estudio y de Campo…….……….……....4
Identificacion de la Linea de Investigación……….….…...4
Objetivos……….……..5
Objetivo General ……….…...5
Objetivos Especifico……….…..5
Idea a Defender……….….5
Variable de Investigación……….………...5
Variable Independiente………..5
Varibale Dependiente……….…...5
Justificación………..………...…6
CAPÍTULO I……….…8
1. Marco Teórico….……….……….….8
1.1.1 Sensores……...……….……….…..8
1.1.1.1 Sensores Lineales de Posición…………..…..…….………9
1.1.2 Resistencias…..……….……….11
1.1.2.1. Resistencias Fijas……….……….………12
1.1.3 Relés………..……….……….13
1.1.4 Tarjetas Electrónicas………..……….………..13
1.1.5 Arduino……….………..……….……….14
1.1.6 Sensor de Corazón………..………..16
1.1.7 Servo Motor………..………...…17
1.1.8 Pantalla Oled……….………..………18
1.1.9 Glcd……….………..…………19
1.1.10 Arduino pro mini………20
1.1.11 Condensadores…….……….………..……….25
1.1.12 Pulsadores………….……….………..……….29
1.2. Interfaces háptica...………..………..31
1.2.1 Mejoras de Interacción………..……….31
1.2.2 Sentido de Presencia………..………...31
1.2.3 Destreza en al manejo de objetos virtuales………...………32
1.2.4 Características………...……….32
1.2.5 Arquitectura………...…..32
1.3 Herramientas de desarrollo……….……...………..33
1.3.2 Componentes de una Aplicación……….……….34
1.3.3 Simuladores……….……….…...34
1.3.4 Interfaz con una amplia variedad de fuentes de señal extrema……...35
1.3.5 Interfaz con Tecnologías, Electromecánicas……….…………..………..35
1.3.6 Visual Studio 2010……….………..………..36
1.3.7 SQL server 2008…………..………..………..……..40
1.4 Retroalimentación hàptica…………...………..………..42
1.5. Toma de Signos Vitales………...………43
1.5.1 Contracciones del corazón por minuto………..………44
1.5.2 Evaluar las características del pulso………..……….45
1.5.3 Conocer los valores fundamentales………..………..46
1.5.4 Registrar Anomalías en el ritmo Cardiaco…………..……...………48
1.6 Conclusión parcial del I Capítulo……...……….……….50
CAPÍTULO II………..………51
2 Marco metodológico…...51
2.1 Caracterización del Sector...51
2.2 Proceso Metodologíco………...52
2.2.1 Modalidad de Investigación...52
2.2.1.1 Variables cualitativa...53
2.2.1.2 Variables cuantitativas...53
2.3 Nivel tipo de Investigación...53
2.4 Métodos…...54
2.6 Población y Muestra…...55
2.6.1 Población...55
2.7 Análisis e Interpretación de Resultados...56
2.7.1 Encuesta...56
2.7.2 Entrevista...66
2.8 Propuesta de la investigación……….…68
2.9 Conclusión parcial del capítulo………..……….………69
CAPÍTULO III………70
3. Marco propositivo………70
3.1 Tema………70
3.2 Datos informativos……….…………...70
3.3 Objetivo……….………..71
3.4 Desarrollo de la propuesta……….………..71
3.4.1 Definición de la metodología……….…………71
3.4.2 Fases de la metodología T4G……….………….72
3.4.3 Recolección de requerimientos……….………..77
3.4.4 Especificación de requerimientos……….……..77
3.4.5 Diagrama de clases………..78
3.4.5.1 Modelo lógico de la base de datos……….………....79
3.4.5.2 Modelo físico de la base de datos……….……….80
3.4.5.3 Algoritmo para la autentificación del sistema……….……..80
3.4.5.4 Diagrama de casos de uso………..82
3.5 Estrategia de diseño………85
3.5.1 Desarrollo de prototipo operativo…..……….87
3.5.2 Sistema informático web……...……….………..87
3.6 Pruebas……….94
3.6.1 Prueba de navegadores...95
3.6.2 Prueba de caja blanca...96
3.6.3 Prueba de caja negra………..………….97
3.7 Costo………..………..…..98
3.8 Producto………...98
CONCLUSIONES……….…….….102
RECOMENDACIONES……….…….……103 BIBLIOGRAFÍA
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla N° 1: Frecuencia Cardiaca Reposo Hombres………...47
Tabla N° 2: Frecuencia Cardiaca Reposo Mujeres...47
Tabla N° 3: Frecuencia Cardiaca Reposo Niños...48
Tabla N° 4: Frecuencia Cardiaca Reposo Niñas...48
Tabla N° 5: Técnicas de la Investigación...55
Tabla N° 6: Población...56
Tabla N° 7: Pregunta número uno...58
Tabla N° 8: Pregunta numero dos...59
Tabla N° 9: Pregunta número tres...60
Tabla N° 10: Pregunta número cuatro...61
Tabla N° 11: Pregunta número cinco...62
Tabla N° 12: Pregunta número seis...63
Tabla N° 13: Pregunta número siete...64
Tabla N° 14: Pregunta número ocho...65
Tabla N° 15: Pregunta número nueve...66
Tabla N° 16: Especificación de requerimientos...79
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Imagen N° 1: Resistencias………...………...13
Imagen N° 2: Arduino…………...………...15
Imagen N° 3: Sensor de corazón AD8232 ECG...16
Imagen N° 4: Servo motor...17
Imagen N° 5: Pantalla Oled...18
Imagen N° 6: Lcda.………...………..…...19
Imagen N° 7: Arduino Mini...20
Imagen N° 8: Condensadores...25
Imagen N° 9: Condensador de papel...27
Imagen N° 10: Condensador Cerámico Placa………..28
Imagen N° 11: Condensador Cerámico Disco...28
Imagen N° 12: Condensador de Variables...29
Imagen N° 15: Pulsadores...29
Imagen N° 16: Arquitectura del pulso Cardiaco...33
Imagen N° 17: Plataformas en movimiento...42
Imagen N° 18: Arquitectura guante háptico...43
Imagen N° 19: Sistemas de sensaciones táctiles………...43
Imagen N° 20: Alteraciones del Pulso Cardiaco...46
Imagen N° 21: Pregunta número uno...57
Imagen N° 22: Pregunta número dos...58
Imagen N° 23: Pregunta número tres...59
Imagen N° 25: Pregunta número cinco...61
Imagen N° 26: Pregunta número seis...62
Imagen N° 27: Pregunta número ciete…...63
Imagen N° 28: Pregunta número ocho...64
Imagen N° 29: Pregunta número nueve……...………...65
Imagen N° 30: Ubicación Uniandes….………...70
Imagen N° 31: Fases T4G………...74
Imagen N° 32: Diagrama de clase...78
Imagen N° 33: Diagrama del sistema web...79
Imagen N° 34: Modelo lógico base de datos…...79
Imagen N° 35: Modelo físico de la base de datos………...80
Imagen N° 36: Algoritmo Ingreso al Sistema...80
Imagen N° 37: Algoritmo Ingreso signos vitales...81
Imagen N° 38: Caso de Uso Consulta médica...82
Imagen N° 39: Caso de Uso Registro Paciente………...82
Imagen N° 40: Caso de Uso Historia Clínica...83
Imagen N° 41: Caso de Uso Seguridad Sistema...83
Imagen N° 42: Diagrama de secuencia Registro Admisión...84
Imagen N° 43: Diagrama de secuencia Registrar Historia Clínica...84
Imagen N° 44: Pantalla Principal...87
Imagen N° 45: Pantalla Ingreso al Sistema...88
Imagen N° 46: Pantalla Registro Usuario...88
Imagen N° 47: Pantalla Registro paciente...88
Imagen N° 48: Pantalla Consulta Paciente...89
Imagen N° 49: Pantalla Historial Paciente………...90
Imagen N° 51: Prueba Internet explored...95
Imagen N° 52: Código Arduino...97
Imagen N° 53: Diseño sitio web...98
RESUMEN
El proyecto de investigación tiene como objetivo final aplicar los conceptos y teorías más importantes utilizadas para el desarrollo del mismo, utilizando un sistemas web y dispositivos electrónicos que muestran el funcionamiento del sistema a la hora de tomar los signos vitales, contribuirá a resolver la problemática del centro médico, Centralización de datos, digitalización de resultados y monitoreo remoto para generar soluciones y transformar el proceso de toma de signos vitales en el centro médico de UNIANDES.
La retroalimentación háptica es el estudio de cómo utilizar el sentido del tacto en un mundo generado por computadora obteniendo mentalmente la sensación de pulsar. Como permitir al usuario "tocar" objetos de manera que pueda sentir la forma, textura, temperatura, firmeza y fuerza de éstos. La retroalimentación táctil, se enfoca a los nervios terminales de la piel y cómo perciben el contacto con un objeto al sentir las características de éste como su temperatura, tamaño, forma, firmeza, textura entre otras.
El proyecto tiene como objetivo ensamblar un dispositivo de retroalimentación háptica para el centro médico de UNIANDES y un sistema web que ayudara a la toma de signos vitales, la cual se llevó a cabo recopilando información, a través de entrevistas, encuestas, revisión de documentos, entre otros.
La metodología establecida para la creación del sistema web y ensamblado del dispositivo de retroalimentación háptica fue T4G ya que es considera por facilitar el desarrollo y diseño.
ABSTRACT
he Autonomous Regional University of The Andes - AUSTIN- is a center of higher education, an entity of private law and secular, with legal personality and administrative and financial autonomy, which offers a comprehensive education to their students, is based on the experience of over 20 years in the Ecuadorian private education educational institutions of different levels founded by education professionals with a track record of 40 years in the educational task and especially at the university level.
The Autonomous Regional University of The Andes "Austin" was created in compliance with the art. 7 of the Law on Universities and Polytechnic Schools of Ecuador. It is based on the report No. 01235 of 10 October 1996 issued by the National Council of Universities and Polytechnic Schools CONUE.
The Uniandes looks for ways to provide practical solutions to various problems presented in the field of education and students, such is the case of development of this research project that has some phases:
An introduction followed by the formulation of the problem and the objectives, this is what we generates information about the problem.
Then you have the chapter titled, theoretical framework of the proposal, which serves as the scientific basis for the solution presented in this is to recompiled information, related to the calculations and tools for the development of this type of applications.
The methodology established for the creation of the web system and assembly of the haptic feedback device was T4G since it is considered to facilitate the development and design.
INTRODUCCIÓN
Antecedes de la investigación
El avance de la tecnología a nivel mundial es evidente, en la actual década se pude observar que varios dispositivos electrónicos se adaptan al diario vivir, uno de estos dispositivos es la retroalimentación háptica que es capaz de monitorear los signos vitales de los paciente.
El proyecto de investigación que se desarrolló cubre las necesidades que tienen los médicos de la UNIANDES para monitorear los signos vitales que es muy importante dentro de la consulta médica, la idea de crear un dispositivo electrónico para la toma de signos vitales en la Universidad Regional Autónoma de los Andes UNIANDES, surgió por la innegable necesidad y el constante avance de la tecnología.
La tecnología inalámbrica en los últimos años ha crecido de manera que, toda persona puede tener acceso a ella, esto debido a las necesidades y demandas del consumidor, es por eso que muchos de los dispositivos de uso cotidiano están a la tendencia de ser inalámbricos por la comodidad y ventajas que esta tecnología brinda, de manera que la podemos encontrar en nuestras cases, en medios de transportes, en oficinas, en escuelas, etc.; en este caso se lo realizará en el área médica.
La Universidad de Guayaquil Carrera de Ingeniería en sistemas computacionales también trabajo en el desarrollo de un sistema para la toma de signos vitales cuyo tema: Desarrollo de un Sistema monitoreo y medición del ritmo cardiaco para personas hipertensas atreves de dispositivos con un sistema operativo. Este proyecto consiste en sistematizar la lectura de ritmo cardiaco de forma muy ágil, que ayude a diseñar procesos que permitan identificar el grado de hipertensión arterial, mediante un software de manera eficiente que de un diagnostico al usar un dispositivo móvil, el proceso automatizado permitía realizar la lectura de signos vitales para obtener un resultado y guardarlos en un historial (Paini 2014).
Un problema específico en un sistema de monitoreo a distancia, es cerciorarse de que la información llegue a su destino mediante el dispositivo electrónico sin sufrir cambios que puedan mal interpretarse al momento de hacer uso de ella, el deposito electrónico que se desarrolla es un instrumento con el cual se puede conocer el número de veces que contrae el corazón, la respiración y temperatura, este valor puede variar de acuerdo a los factores que son de edad y la condición física. El dispositivo consta de dos etapas, transmisión y recepción, para establecer la comunicación es necesaria la compactibilidad del transmisor y el receptor y es utilizado un sistema inalámbrico descrito anteriormente.
Dentro del área de la salud, en la actualidad hacen uso de la tecnología dando un mejor cuidado al servicio de los pacientes. En el mundo industrializado, la telemedicina continuara moviendo la prestación de servicios de salud del hospital o clínica hacia el hogar. Donde la información está al alcance del médico y del paciente, debido a que las lecturas cardiacas son de fácil observación, conociendo de su lectura cardiaca y si de haber una anormalidad el paciente tomara medidas preventivas, como es acudir a especialistas que lo orienten adecuadamente el camino a seguir para la conservación de la salud.
corazón de cualquier persona, con solo un sensor un teléfono celular y una interfaz que lo hagan interactuar de una forma sencilla y económica (Valencia 2016).
Al monitorear los datos de forma remota, era necesario ubicarlos en un lugar central, para ello se requería contar con un sistema de comunicaciones que conectara cada lugar de monitoreó, con la central de datos. A partir de esto se decidió crear un estudio que permita conocer, analizar, describir y comparar las tecnologías de comunicaciones disponibles, se adaptan con los requerimientos técnicos que se describan los modelos de atención al paciente. También es necesario conocer los equipos médicos utilizados en hospitales y clínicas para hacer mediciones de signos vitales, se debe identificar características y comprar equipos médicos de medición de signos vitales (Cerón 2005).
Además, hablaremos del primer capítulo la cual consta del marco teórico den la cual se detalla la investigación de las herramientas a utilizar, en el segundo capítulo se detallada el marco metodológico la características del sector donde se realizará el proyecto de investigación, modalidad, población y muestra, en el tercer capítulo se detalla el desarrollo de la propuesta la metodología a implementarse con sus respectivas técnicas para la creación del dispositivo electrónico para la toma de signos vitales que se encuentra enfocado para el beneficio del centro de atención médico de UNIANDES. Situación problemática
En los últimos años se ha incrementado la mortalidad por enfermedades cardiovasculares constituyendo un gran problema en la mayoría de personas, cambios constantes en la temperatura y obstrucción en la respiración por enfermedades, esto se debe a las malas condiciones de vida que se lleva y a los cambios constantes del clima, por tal motivo se debe realizar un chequeo básico de signos vitales para conocer el estado en que se encuentra nuestro cuerpo.
Para el caso del centro de atención médico de UNIANDES, uno de los problemas con los que cuenta es la utilización de dispositivos tecnológicos y el manejo del mismo, no cuentan con un sistema de monitoreo del ritmo cardiaco que brinde disponibilidad de transmitir datos en tiempo real a un mayor rango y reflejándolos en un dispositivos de retroalimentación Háptica.
En la actualidad para promocionar datos de signos vitales de un paciente se utiliza el Estetoscopio, termómetro tradicional, esto es un problema al momento que el paciente solicita un valor exacto de sus signos vitales, no se puede verificar los datos y saber con exactitud si el valor que contiene el ritmo cardiaco, temperatura, respiración son los correctos este deficiente control y manejo de signos vitales.
Problema científico
¿Cómo mejorar la toma de signos vitales a los pacientes que ingresan en el centro médico de UNIANDES?
Objeto de Investigación y Campo de Acción
Objeto de investigación.- Tecnologías de la Información
Campo de acción.- Simulación con retroalimentación háptica
Identificación de la Línea de Investigación
Objetivos
Objetivo general:
Diseñar un dispositivo de simulación de palpación con retroalimentación hàptica para la toma de signos vitales en la Universidad Regional Autónoma de los Andes “UNIANDES”
Objetivo específico:
Fundamentar científicamente los sistemas informáticos, sus herramientas de desarrollo y procesos afines a los dispositivos utilizados en la palpación hàptica.
Diagnosticar el proceso de toma de signos vitales en el centro de atención médico de UNIANDES.
Ensamblar un dispositivo electrónico con retroalimentación háptica para la toma de signos vitales.
Idea a defender
La implementación de una sistema web y el dispositivo electrónico se mejorara la toma de signos vitales de pacientes y personal que trabajara en UNIANDES de esta manera se podrá interactuar la medicina con la electrónica.
Variables de la Investigación
Variable independiente: Dispositivo de retroalimentación hàptica
Variable dependiente: Toma de signos vitales en Centro Medico UNIANDES
Justificación
Unos de los principales motivos de la creación de este software, es que el presente dispositivo electrónico cuenta con un sistema que se encuentra enfocado en determinar los sucesos y actividades que se llevara a cabo en la toma de signos vitales, principalmente haremos mención a la importancia de la lectura de ritmo cardiaco, temperatura, respiración, el cual despertaremos la conciencia de estudiantes así como trabajadores de UNIANDES, la importancia de la toma de signos vitales llevando a la par con las nuevas tecnologías .
Por tal motivo el centro médico de UNIANDES dio acogida a este proyecto de investigación que tendrá como beneficiario tanto el doctor como el paciente teniendo los resultados esperados del proyecto investigativo por lo cual se considera de mucha importancia al servicio aplicado de forma gratuita.
Los pacientes que se beneficiaran de este servicio manifestaron que este proyecto es de excelente beneficio así ellos pueden llevar un mejor control en la toma de signos vitales como es: ritmo cardiaco, temperatura, respiración, se lo realizara de forma obligatoria a las personas que acudan al centro médico de la institución.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las ECV (Enfermedades Cardiovasculares) son responsables del 30% de las muertes que ocurren hoy en el mundo. Cerca del 80% de las muertes por ECV están asociadas a sus respectivos factores de riesgos, tornándose fundamental su prevención.
y operativas del sistema sin olvidar permanecer siempre enfocados a satisfacer las necesidades del paciente y generar una buena imagen de la Institución.
CAPITULO I
1. MARCO TEÓRICO
1.1 Instrumentos electrónicos
1.1.1 Sensores
Según (Thomas L. Floyd, 2008), hace referencia al dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular frente a estímulos o señales físicas o químicas (luz, magnetismo, presión, etc.).
Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.
La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje.
El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D transforma la señal de tensión continúa en una señal discreta.
Clasificación de los sensores
Según aporte de energía
Moduladores: precisan una fuente externa de alimentación.
Según la señal de salida
Analógicos: la salida varía de forma continua. Normalmente la información está en la amplitud. Cuando la información está en la frecuencia se denominan “cuasi-digitales”.
Digitales: la salida varía en pasos discretos. Según el modo de funcionamiento
Deflexión: la magnitud medida genera un efecto físico (deflexión).
Comparación: se intenta mantener nula la deflexión mediante la aplicación de un efecto opuesto al generado por la magnitud medida.
Según la relación entrada-salida: orden cero, 1er orden, 2º orden
Según el principio físico: resistivo, capacitivo, inductivo, termoeléctrico, piezoeléctrico.
Según la magnitud media: temperatura, presión, aceleración, pH.
Características generales
Diseño (design)
Magnitud medida
Características eléctricas Características mecánicas Prestaciones (performance)
Estáticas Dinámicas Ambientales
Fiabilidad (reliability)
Tiempo o ciclos de vida
Sensores lineales de posición (lvdt) lvdt
devanado primario y dos secundarios haciendo que varíe la inductancia entre ellos. En el caso de la figura, se puede afirmar que la energía de la corriente en la bobina primaria es igual a la que circula en las secundarias: EP iP t = ES iS t => EP / ES = iS / iP Como resultado de un desplazamiento que se quiere medir, el núcleo magnético es desplazado de manera que una de las bobinas secundarias no recubra totalmente el núcleo => la corriente inducida en un secundario será mayor que la inducida en el otro. De la diferencia de las tensiones medidas en los dos secundarios se obtiene el desplazamiento realizado por el núcleo. Ventajas: alta resolución, poco rozamiento y alta repetitividad Inconvenientes: sólo puede aplicarse a medición de pequeños desplazamientos (Thomas L. Floyd, 2008).
Sensores de aceleración
Una posibilidad es derivando la velocidad. - Utilizando un sensor de fuerza, si medimos la fuerza, y conocemos la masa se aplica el segundo principio de Newton y se calcula la aceleración: F= m*a.
Sensores externos
Objetivo: Proporcionar información sobre los objetos en el entorno del robot: * Presencia
* Localización * Fuerza ejercida
Sensores de proximidad
Detección de objetos próximos, antes del contacto para agarrar o evitar un objeto:
- Sensores inductivos.
- Sensores de efecto Hall.
Modificación de un campo magnético por presencia de objetos metálicos. El efecto Hall relaciona la tensión entre dos puntos de un material conductor o semiconductor con un campo magnético a través de un material.
- Sensores capacitivos.
Modificación de la capacidad de un condensador por presencia de objetos sólidos el elemento sensor es un condensador constituido por un electrodo sensible y un electrodo de referencia separados por un dieléctrico, una cavidad de aire seco para aislar y un conjunto de circuitos electrónicos.
- Sensores ultrasónicos
Modificación de la distancia de objetos mediante la detección de ecos de ultrasonidos, las ondas ultrasónicas tienen la capacidad de que cuando viajan por un medio cualquiera son reflejadas si encuentran en su camino una discontinuidad o algún elemento extraño.
- Sensores ópticos.
Emisor de luz por diodo LED + recepción por un fotodiodo, Los conos de luz formados enfocando la fuente y el detector en el mismo plano intersectan en un volumen largo. Este volumen define el campo de operación del sensor, puesto que una superficie reflectora que intersecta ese volumen se ilumina por la fuente y es vista simultáneamente por el receptor.
1.1.2. Resistencias
Clasificación de los resistores
En función de su respuesta se denomina resistor lineal, o resistencia lineal, a aquélla que se caracteriza por tener una respuesta lineal, cuando se encuentra sometida a tensiones e intensidades relacionadas entre sí por la Ley de Ohm, es decir, cuando se le aplican unas tensiones e intensidades proporcionales vamos obteniendo unos valores de resistencia, que, representados en una gráfica, determinarían una línea recta (Roger, 2005).
Los resistores no lineales serán los que, al aplicar las tensiones e intensidades, no dan como respuesta una línea recta.
Otra clasificación que se puede realizar dentro de los resistores o resistencias es en resistores fijos, construidos de forma que tienen un valor que permanece estable, y en resistores variables, que nos permiten ajustar su valor, como son los potenciómetros.
1.1.2.1. Resistencias fijas
Las resistencias se construyen con materiales malos conductores de tipo metálico y de carbón. Las fabricadas a base de materiales metálicos se construyen con hilo devanado sobre material aislante (resistencias bobinadas) o depositando una fina película, también metálica, sobre un material aislante (resistencia de película metálica). Las de carbón se hacen aglomeradas o de película de carbón.
Aglomeradas
1.1.3 Relés
Un relé es un interruptor accionado por un electroimán. Un electroimán está formado por una barra de hierro dulce, llamada núcleo, rodeada por una bobina de hilo de cobre. Al pasar una corriente eléctrica por la bobina el núcleo de hierro se magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina, convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de la corriente y el número de vueltas de la bobina. Al abrir de nuevo el interruptor y dejar de pasar corriente por la bobina, desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán.
El relé más sencillo está formado por un electroimán como el descrito anteriormente y un interruptor de contactos. Al pasar una pequeña corriente por la bobina, el núcleo se imanta y atrae al inducido por uno de sus extremos, empujando por el otro a uno de los contactos hasta que se juntan, permitiendo el paso de la corriente a través de ellos. Esta corriente es, normalmente, mucho mayor que la que pasa por la bobina.
1.1.4 Tarjetas Electrónicas
La tarjeta electrónica dispone de dos tarjetas proporcionales independientes con una elevada precisión de regulación. Permite la activación simultánea de dos válvulas proporcionales de 3/3 ó 4/3 vías y cada válvula está dotada de una bobina proporcional doble o de dos bobinas proporcionales individuales para el avance alternante de las posiciones de conmutación a o b. Así, la tarjeta electrónica ante todo es perfecta para la activación eléctrica de dos distribuidores proporcionales del tipo PSL (V) con accionamiento E o EA según
D 7700 y del tipo SWS 2 MP según D 7951 o del tipo (N) SWP según D 7451 N (Roger, 2005).
La activación de los módulos de elevación HMC2 y HMC33 según D 7650 también es posible. Las dos bobinas individuales de las válvulas reguladoras de caudal proporcionales, sometidas a carga de forma alternante, para la elevación y el descenso se conectan, respectivamente, a una mitad de tarjeta, mientras que la segunda mitad no se usa. En caso de dos bobinas individuales en lugar de una válvula doble, es preciso establecer una conexión (p. ej., PIN 1) en una conexión común a10 o c10 en la regleta de conexiones. Para el control remoto son apropiados dos potenciómetros de palanca manual con un solo eje o una palanca de mando con dos ejes (joystick) según D 7844. Las entradas de valor nominal también se pueden conectar directamente a una salida analógica de un PLC, CNC o PC. Respecto a las propiedades eléctricas y de conexionado, la tarjeta electrónica EV22K2-12/24 es compatible en sentido ascendente con las tarjetas electrónicas EV22K1-24 y EV22K1-12 según D 7817. Esta tarjeta tiene las medidas de una tarjeta europea con una anchura de placa frontal de 6 TE (Roger, 2005).
1.1.5. Arduino Mega
Arduino mega
El Arduino Mega está basado en el microcontrolador ATMega2560. Tiene 54 pines de entradas/salidas digitales (14 de las cuales pueden ser utilizadas como salidas (Jonh, 2011).
PWM), 16 entradas análogas, 4 UARTs (puertos serial por hardware), cristal oscilador de 16 Mhz, conexión USB, jack de alimentación, conector ICSP y botón de reset. Incorpora todo lo necesario para que el microcontrolador trabaje; simplemente conéctalo a tu PC por medio de un cable USB o con una fuente de alimentación externa. El Arduino Mega es compatible con la mayoría de los shields diseñados para Arduino devuelven valores como, decimal o uno.
Esta nueva versión de Arduino Mega 2560 adicionalmente a todas las características de su sucesor, el Arduino Mega ahora utiliza un microcontrolador ATMega8U2 en vez del chip FTDI. Esto permite mayores velocidades de transmisión por su puerto USB y no requiere drivers para Linux o MAC (archivo inf es necesario para Windows) además ahora cuenta con la capacidad de ser reconocido por el PC como un teclado, mouse, joystick, etc (Jonh David Warren, 2011).
Características:
Microcontrolador ATmega2560. Voltaje de entrada de – 7-12V.
54 pines digitales de Entrada/Salida (14 de ellos son salidas PWM). 16 entradas análogas.
256k de memoria flash. Velocidad del reloj de 16Mhz
1.1.6 Sensor de corazón AD8232 ECG
Los ECG AD8232 actúa como un amplificador operacional para ayudar a obtener una señal clara de los intervalos PR y QT fácilmente.
El AD8232 es un bloque integrado de acondicionamiento de señal de ECG y otras aplicaciones de medición biopotencial. Está diseñado para extraer, amplificar y filtrar las señales de biopotenciales pequeños en presencia de condiciones de ruido, tales como las creadas por el movimiento o colocación de los electrodos muy separados (Jonh David Warren, 2011).
El monitor de ritmo AD8232 incluye nueve conexiones del integrado que se pueden soldar a pines, cables u otros conectores. Los pines SDN, LO +, LO-, SALIDA, 3.3V, GND son colocados en la placa para ser monitoreado con un Arduino u otra placa de desarrollo.
También se proporciona en esta placa los pines para conectar RA (brazo derecho), LA (brazo izquierdo) y RL (Pierna Derecha). Además, hay un indicador luminoso LED conectado al ritmo del latido del corazón.
También con nosotros encuentras los Cables para Electrodos y las Almohadillas para Sensores Biomédicos
Características:
Voltaje de operación: 3.3 V Salida Análoga
Imagen N° 3: Sensor AD8232 EG
Led indicador
Jack de 3.5 mm para conexión de electrodos biomédicos Pin de apagado
1.1.7 Servo motor sg90
El servo SG90 Tower Pro un servo miniatura de gran calidad y diminutas dimensiones, además es bastante económico. Funciona con la mayoría de tarjetas electrónicas de control con microcontroladores y además con la mayoría de los sistemas de radio control comercial. Funciona especialmente bien en aeronaves de aeromodelismo dadas sus características de torque, tamaño y peso.
El servo SG90 tiene un conector universal tipo “S” que encaja perfectamente en la mayoría de los receptores de radio control incluyendo los Fufaba, JR, GWS, Cirrus, Hitec y otros. Los cables en el conector están distribuidos de la siguiente forma: Rojo =Alimentación (+), Cabe = Alimentación (–) o tierra, Naranja= Señal PWM.
Este tipo de servo es ideal para las primeras experiencias de aprendizaje y prácticas con servos, ya que sus requerimientos de energía son bastante bajos y se permite alimentarlo con la misma fuente de alimentación que el circuito de control. Por ejemplo, si se conecta a una tarjeta arduino, se puede alimentar
Imagen N° 4: Servo Motor
durante las pruebas desde el puerto USB del PC sin mayor problema (J.Vilardell, 2011).
Características:
Micro Servo Tower-pro
Velocidad: 0.10 sec/60° @ 4.8V Torque: 1.8 Kg-cm @ 4.8V
Voltaje de funcionamiento: 3.0-7.2V
Temperatura de funcionamiento: -30 ℃ ~ 60 ℃ Ángulo de rotación: 180°
Ancho de pulso: 500-2400 µs
Longitud de cable de conector: 24.5cm
1.1.8 Pantalla OLED Sdad. 1306 128x64
Esta pantalla es muy pequeña (1,3 pulgadas de diagonal) pero muy visible dado su alto contraste OLED. Está hecho con 128x64 puntos LED individuales los cuales cada uno es encendido o apagado por su controlador interno. Dado que la pantalla está basada en la tecnología LED, no necesita retroiluminación.
El driver interno es un SSD1306 que puede comunicarse por SPI o por I2C. Internamente todo el conjunto funciona a 3,3V pero se han acoplado tanto la alimentación como los pines de entrada para funcionar perfectamente a 5V lo
que lo hace ideal para utilizar con nuestro microcontrolador favorito de 5V!
El consumo general depende en gran medida de cuantos píxeles están encendidos pero el consumo medio ronda los 40mA, para controlar la pantalla, necesitas un microcontrolador con al menos 1K de memoria RAM ya que necesita utilizar un buffer intermedio.
Características:
Dimensiones (PCB): 35mm x 35mm Dimensiones (Pantalla): 35mm x 24mm Grosor: 5mm
Peso: 8.5g
Diagonal：1.30" pulgadas
Pixels：128 × 64 (Monocromo blanco) Area activa (mm)：29.420 x 14.70 Pixel Pitch (mm)：0.23 x 0.23 Pixel Size (mm)：0.21 x 0.21 Duty：1/64
Brillo ( cd/m2)：100 (Typ) @ 12V
1.1.9. Glcd 128 x 64 grafica
Pantalla LCD de 128x64 pixeles para imprimir caracteres, símbolos o gráficos de 3.2 pulgadas. La pantalla tiene una retroiluminación azul y pixeles de color negro, ideal para desplegar información. El controlador de esta pantalla es el HJ12864ZW, puedes utilizarla con cualquier microcontrolador o tarjeta de desarrollo tipo Arduino. Esta pantalla es gráfica, esto es que además de caracteres puedes imprimir imágenes mono cromáticas. Le puedes soldar cables, headers o pines a la pantalla (Jonh David Warren, 2011).
Características:
Resolución: 128x64 Luz de fondo: Azul
Voltaje de alimentación: 3.3V a 5V Controlador: HJ12864ZW
Velocidad de datos: 2Mhz Pantalla: 3.2"
Tamaño: 9.3 x 7.0 x 1.0 cm Peso: 80g
1.1.10. Arduino pro mini
Existen dos versiones de la Mini Pro, una que funciona a 3.3v y 8Mhz y otra de 5v y 16MHz.
La arduino mini-pro está destinada a instalaciones semi-permanentes en objetos o demostraciones. La placa viene sin conectores montados, permitiendo el uso de varios tipos de conectores o soldado directo de cables según las necesidades de cada proyecto en particular. Tiene 14 E/S digitales (6 de las cuales se puedes utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un resonador interno, botón de reseteo y agujeros para el montaje de tiras de pines. Se le puede montar una tira de 6 pines para la conexión a un cable FTDI o a una placa adaptadora para dotarla de comunicación USB y alimentación. (En la parte superior de la imagen se pueden ver estos pines).
Características:
Microcontrolador ATmega168
Voltaje de funcionamiento 3.3v o 5v (dependiendo del modelo) Voltaje de entrada 3.35 – 12v
Pines digitales de E/S 14 (6 de los cuales tienes salida PWM) Pines de entrada analógica 6
Intensidad maxis por E/S 40 mA
Memoria Flash 16 KB de los cuales 2 KB reservados Sram 1KB
Eeprm 512 bytes
Velocidad de reloj 8 MHz (modelo 3.3v) o 16 MHZ ( 5v)
Alimentación.
Los pines de alimentación son los siguientes:
Raw. Para alimentación en “bruto” (no regulada) a la placa. Vcc. Suministro regulado de 3.3 o 5 voltios.
Gnd. Pines de tierra o negativos.
Memoria.
El ATmega168 tiene 16KB de memoria para el almacenamiento de sketches (de los cuales 2KB están reservados para el gestor de arranque). También tiene 1KB de SRAM y 512 bytes de EEPROM en los cuales se puede leer y escribir mediante la librería EEPROM).
Entradas y Salidas.
Cada uno de los 14 pines de digitales puede ser configurado tanto como entrada o como salida usando las funciones inmole (), digitalWrite () y digitalRead (). Estos pines operan a 3.3v o 5v dependiendo del modelo. Cada pin puede suministrar o recibir una corriente máxima de 40mA y tienen resistencias full-up internas (desconectadas por defecto) de 20 a 50 KOhms. Además algunos de los pines tienen funciones especiales:
Serie: 0 (RX) y 1 (TX). Usados para recibir (RX) y transmitir (TX) datos serie TTL. Estos pines están conectados con los pines TX-0 y RX-1 del conector de 6 pines.
Interrupciones Externas: 2 y 3. Estos pines pueden ser configurados para actuar como disparadores de interrupciones en caso de que cambien a estado bajo, un pico de subida o bajada o simplemente en un cambio de estado.
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines soportan comunicación SPI, la cual no está, de momento, incluida en el lenguaje de programación de Arduino (Jonh David Warren, 2011).
LED: 13. Hay un led integrado en la placa conectado al pin 13. Cuando este pin se pone en estado high el led se enciende, cuando el pin cambia a estado low el led se apaga.
La Mini Pro tiene 6 entradas analógicas, cada una tiene una resolución de 10 bits (esto son 1024 valores). Cuatro de ellas estás en el conector lateral de la placa, otras dos (la 4 y la 5) en agujeros en el interior de la placa. La medida de los valores analógicos se hace entre vcc y gnd. Adicionalmente algunos de los pines de entrada analógicos tienen una función especializada:
I2C: 4 (sda) y 5 (cl.). Forman un bus I2C (twi) para comunicación con otros dispositivos utilizando la librería gire.
Hay otro pin en la placa:
Reset. Cuando este pin se pone en estado LOW resetea el microcontrolador. Normalmente se utiliza cuando el botón de reseteo se hace inaccesible por que el uso de un shield lo oculta.
Comunicación.
La Arduino Mini Pro puede comunicarse con tu ordenador, con otra Arduino o con otros microcontroladores. ElATmega168 tiene implementada comunicación serie uart ttl en sus pines 0 (rx) y 1 (tx). El software de Arduino incluye un monitor serie que permite que datos sencillos puedan ser enviados y recibidos desde la placa por medio de la conexión usb.
La librería Software Serial permite la comunicación Serie en cualquiera de los pines digitales de la Mini Pro.
la referencia para más detalles. Si se desea utilizar la comunicación SPI hay que echar un vistazo a la hoja de características (datasheet) del ATmega168. Crandon sketches (Jonh David Warren, 2011).
La Arduino Mini Pro puede ser programada con el software Arduino (descarga). Para más detalles ver la página de referencia y los tutoriales.
El ATmega168 en la Arduino Mini Pro viene precargado con un gestor de arranque que nos permite la carga de nuevo código sin el uso de un programador externo. Este se comunica usando el protocolo STKT500 original (referencia, archivos de cabecera en C).
También se puede prescindir del gestor de arranque y cargar los sketches en el ATmega168 con un programador externo, para ello ver estas instrucciones más detalladas.
Reseteo automático por Software
En lugar de utilizar el pulsador de reseteo antes de cargar un nuevo sketch la Arduino Mini Pro ha sido diseñada de modo que permite el reseteo automático por el software instalado en nuestro ordenador. Uno de los pines en el conector de 6 pines está conectado con la línea de reseteo del ATmega168 mediante un condensador de 100 nano faradios. Este pin se conecta a una de las líneas de control de flujo por hardware del convertidor de USB a serie al conector RTS cuando se utiliza un cable FTDI o al conector DOTAR cuando se usa una placa convertidor de Sparkfun.
Cuando esta línea se pone en estado LOW el chip se reinicia. El software de Arduino tiene la capacidad de cargar código en la placa simplemente presionando el botón de “upload” en el Arduino IDE. Esto significa que el gestor de arranque tarda menos tiempo en ejecutarse, pues la línea de reseteo está perfectamente coordinada con el inicio de la descarga.
vez que se establece la conexión por USB. Durante el siguiente medio segundo el gestor de arranque se ejecuta en la Pro, mientras que ha sido programado para ignorar datos nulos (por ejemplo cualquier cosa durante la carga de un nuevo sketch) (Thomas L. Floyd, 2008).
Este interceptará los primeros bytes de datos enviados a la placa después de que la conexión sea establecida. Si un sketch que se está ejecutando en la placa recibe una configuración de arranque u otros datos cuando se ejecuta por primera vez, asegúrate de que el software con el que se comunica espera un segundo después de abrir la conexión y antes de enviar estos datos.
Características físicas.
Las dimensiones de una Mini Pro son aproximadamente 0.18cm por 0.3cm.
1.1.11. Condensadores
Un condensador o capacitor eléctrico es un dispositivo capaz de almacenar carga eléctrica.
Está compuesto por dos placas metálicas que no llegan a tocarse y entre las que se existe un elemento dieléctrico (una sustancia que conduce mal la electricidad), lo que genera una diferencia de voltaje entre ambas placas.
Como nota rápida en relación al símbolo circuito, decirte que si ves que no es simétrico o tiene un símbolo “+”, se trata de un condensador electrolítico. Éste
tipo de condensadores tienen polaridad y debes conectarlos con la parte positiva al voltaje positivo.
La diferencia de voltaje es proporcional a la carga eléctrica que es capaz de almacenar el condensador. Esa proporcionalidad se mide mediante un valor conocido como capacitancia (C), cuya unidad es el Faradio (ese es el valor que puedes ver en tu condensador).
Cuando una señal eléctrica llega hasta el condensador empieza a cargarlo. Una vez el capacitor se ha cargado por completo deja de conducir la corriente. Si dejas de aplicarle carga al condensador, el condensador empieza a descargarse liberando la energía eléctrica que tenía almacenada al circuito y conduciendo de nuevo la corriente.
Puedes probar esto montando un circuito y midiendo con tu multímetro cómo sólo circula corriente al conectar y desconectar la pila, es decir, al cargar y descargar el condensador.
Si en el circuito anterior modificas el valor de la resistencia, estarás cambiando el tiempo que tarda el condensador en cargarse. Esto se debe a que la carga (Q) es el producto de la intensidad (I) por el tiempo (t) y al aumentar el valor de la resistencia estás reduciendo la corriente que pasa por el circuito.
Si el capacitor que manipula es electrolítico, debes conectarlo con la polaridad adecuada. En la mayoría de dispositivos la patilla más larga es el polo positivo. Además, en el caso de los condensadores electrolíticos, puedes ver una franja negra que representa el polo negativo del condensador (Thomas L. Floyd, 2008).
Características técnicas generales
Tolerancia.- Diferencia entre las desviaciones, de capacidad, superior o inferior según el fabricante.
Tensión nominal.- Es la tensión que el condensador puede soportar de una manera continua sin sufrir deterioro
Clasificación
Condensadores fijos
Son componentes pasivos de dos terminales. Se clasifican en función del material dieléctrico y su forma. Pueden ser: de papel, de plástico, cerámico, electrolítico, de mica, de tántalo, de vidrio, de poliéster, Estos son los más utilizados. A continuación se describirá, sin profundizar, las diferencias entre unos y otros, así como sus aplicaciones más usuales.
De papel
El dieléctrico es de celulosa impregnada con resinas o parafinas. Destaca su reducido volumen y gran estabilidad frente a cambios de temperatura. Tienen la propiedad de autor regeneración en caso de perforación. Las armaduras son de aluminio. Se fabrican en capacidades comprendidas entre 1uF y 480uF con tensiones entre 450v y 2,8Kv.
De plástico
Sus características más importantes son: gran resistencia de, volumen reducido y excelente comportamiento a la humedad y a las variaciones de temperatura, además, tienen la propiedad de autor regeneración en caso de perforación en menos de 10s. Los materiales más utilizados son: poli estireno
(styroflex), poliéster (mylar), poli carbonato (Macrito) y poli tetrafluoretileno (teflón). Se fabrican en forma de bobinas o multicapas (Thomas L. Floyd, 2008).
Cerámico
Los materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y eléctricos. El proceso de fabricación consiste básicamente en la metalización de las dos caras del material cerámico.
Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias.
Electrolítico
Permiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Actualmente existen dos tipos: los de aluminio, y los de tántalo. El fundamento es el mismo: se trata de depositar mediante electrolisis una fina capa aislante.
Los condensadores electrolíticos deben conectarse respetando su polaridad, que viene indicada en sus terminales, pues de lo contrario se destruiría.
De mica
Imagen N° 10: Condensador cerámico de disco
Fuente: Electrónica
Imagen N° 11: Condensador cerámico de Placa
Fuente: Electrónica
Imagen N° 9: Condensador eléctrico Fuente: Electrónica
Son condensadores estables que pueden soportar tensiones altas, ya que la rigidez dieléctrica que presenta es muy elevada. Sobre todo se emplean en circuitos de alta frecuencia. Se utilizan en gamas de capacidades comprendidas entre 5pf y 100000pF. La gama de tensiones para las que se fabrican suelen ser altas (hasta 7500v). Se están sustituyendo por los de vidrio, de parecidas propiedades y más barato.
1.1.12 Pulsadores
Es un operador eléctrico que, cuando se oprime, permite el paso de la corriente eléctrica y, cuando se deja de oprimir, lo interrumpe (Thomas L. Floyd, 2008).
Se emplea en los timbres, las máquinas expendedoras de refrescos, los teclados de los ordenadores, para seleccionar el piso en los ascensores y en otras muchas aplicaciones.
Por lo general, los contactos del pulsador están abiertos; es decir, no dejan pasar la corriente.
Imagen N° 12: Condensadores variables Fuente: Electrónica
También existen pulsadores que normalmente tienen los contactos cerrados; es decir, la corriente estará circulando hasta que lo usemos. Al pulsar, el circuito se abre y deja de funcionar. Este tipo de pulsadores se utilizan normalmente para la parada de emergencia de máquinas o mecanismos (Thomas L. Floyd, 2008).
Tipos de pulsadores e interruptores
Según (Roger L.Tokheim, 2005) Existen muchos tipos de pulsadores e interruptores, que se diferencian en la forma que tienen de accionarse:
- Por medio de llaves: Como sucede en el contacto de los coches, las cerradoras eléctricas de seguridad, las llaves para bloqueo.
- Por temperatura: Constan de una lámina que se deforma con la temperatura y hace contacto con otra que está inmóvil. El termostato de una plancha eléctrica funciona al revés: cuando aumenta la temperatura, la lámina se deforma, abre el contacto y deja de calentar.
- Por presión: Se accionan por la presión que ejerce un fluido. Por ejemplo, por la presión del aceite, en el caso del testigo de un automóvil, o del agua, en el caso de la electroválvula de cierre de paso del agua a la lavadora.
- Por campos magnéticos: Es el caso de los llamados interruptores REED, que constan de dos láminas metálicas separadas que están colocadas dentro de una ampolla de vidrio. Al acercarles un imán, las láminas se unen y cierran el circuito.
1.2. Interfaces hápticos
Refiere al conjunto de interfaces tecnológicas que interaccionan con el ser humano mediante el sentido del tacto. Se trata de una tecnología emergente desde los años 90 que está evolucionando prometedoramente en algunos campos de aplicación. Para ello, además de la tecnología háptica ha sido necesario un nuevo método para generar contenidos de realidad virtual.
1.2.1 Mejoras de interacción
Una de las formas más tempranas de uso de las tecnologías hápticas en dispositivos se introdujo en los sistemas servo de los grandes aviones con la intención de operarlos remotamente. Estos sistemas primitivos actuaban en una única vía de tal forma que la fuerza aplicada a un mando se multiplicaba hacia las superficies de control aerodinámico (alerones, etc.), pero el piloto no obtenía como respuesta un factor de la fuerza resistente.
Es de pensar que en los inicios los pilotos de los pequeños aviones sin servo tenían todas las sensaciones acerca de la resistencia sobre las actuaciones de una palanca y esto suponía una seguridad en ciertas situaciones de peligro. Lo cierto es que con los servos iniciales el piloto no obtenía esta sensación. Para resolver este problema se instaló un sistema de control que proporcionaba una resistencia a la palanca del piloto proporcional al ángulo de ataque, este es un ejemplo de interfaz háptico (Roger L.Tokheim, 2005).
1.2.2 Sentido de presencia
El sentido del tacto es extremadamente importante para los seres humanos, pues no solo provee información sobre las superficies y texturas, es un componente de la comunicación no verbal en las relaciones interpersonales.
estudios. Se ha observado que los bebés humanos tienen una enorme dificultad para sobrevivir si no poseen el sentido del tacto, aun teniendo los sentidos de la vista y el oído. Bebés con el sentido del tacto, incluso sin vista u oído, tienen más oportunidades. El tacto puede considerarse como un sentido básico en la mayoría de las formas de vida (Roger L.Tokheim, 2005).
1.2.3 Destreza en al manejo de objetos virtuales
Es el proceso de desarrollo de una representación matemática de cualquier objeto tridimensional (ya sea inanimado o vivo) a través de un software especializado. Se puede visualizar como una imagen bidimensional mediante un proceso llamado renderizado 3D o utilizar en una simulación por computadora de fenómenos físicos. El modelo también se puede crear físicamente usando dispositivos de impresión 3D.
Los modelos pueden ser creados automática o manualmente. El proceso manual de preparar la información geométrica para los gráficos 3D es similar al de las artes plásticas y la escultura.
1.2.4 Características
Producen la sensación de estar tocando realmente un mundo virtual o remoto.
El operador no puede distinguir entre lo real o virtual. Es un display de sensaciones hàptica.
Automatización de los procesos.
Dispositivos en entornos virtuales para aumentar la sensación de presencia.
Mejoras en la interacción.
1.3.5 Arquitectura
“envuelva” al usuario. Se prevé que este tipo de interfaz permitiría simular percepciones útiles para guiar al usuario de forma eficiente, tales como el contacto con objetos virtuales (Gálvez, 2004).
1.3 Herramientas de desarrollo
Es un programa informático que usa un programador para crear, depurar, gestionar o mantener un programa.
1.3.1 Tipos de Aplicaciones
Una aplicación informática es un tipo de software que permite al usuario realizar uno o más tipos de trabajo. Son, aquellos programas que permiten la interacción entre usuario y computadora (comunicación), dando opción al usuario a elegir opciones y ejecutar acciones que el programa le ofrece Existen innumerable cantidad de tipos de aplicaciones.
Programas que utilizan los servicios del Sistema Operativo para gestionar de forma sencilla determinadas tareas rutinarias como:
• Gestión de Archivos: Copiar, Borrar, Leer, Crear (Explorador de Windows, Total Commander, Comandante Norton para DOS, Midnight Commander de gnomo).
•Diagnóstico de prestaciones del equipo y de sus componentes. (Dr. Hardware, Frese Diagnose) (Gálvez, 2004).
1.3.2 Componentes de una aplicación
Los principales componentes del marco de trabajo son: El conjunto de lenguajes de programación. La biblioteca de clases base o BCL.
El entorno común de ejecución para lenguajes, o CLR (Cómo Language Réntame) por sus siglas en inglés.
Debido a la publicación de la norma para la infraestructura común de lenguajes (CLI por sus siglas en inglés), el desarrollo de lenguajes se facilita, por lo que el marco de trabajo .NET soporta ya más de 20 lenguajes de programación y es posible desarrollar cualquiera de los tipos de aplicaciones soportados en la plataforma con cualquiera de ellos, lo que elimina las diferencias que existían entre lo que era posible hacer con uno u otro lenguaje.
Algunos de los lenguajes desarrollados para el marco de trabajo .NET son: C#, Visual Basic .NET, Delphi (Object Pascal), C++, F#, J#, Perl, Python, Fortran, Prolog (existen al menos dos implementaciones, el P#1 y el Prolog.NET2, Cobol y PowerBuilder (Gálvez, 2004).
1.3.3 Simuladores
Los simuladores basados en tecnologías consisten en el aprovechamiento de los servicios de internet para la simulación de entornos virtuales, a través de un navegador web. Cada vez más surge la tendencia de ver los navegadores web como un medio para proporcionar modelos y aplicaciones de simulación.
1.3.4 Interfaz con una amplia variedad de fuentes de señal externa
En las entradas de los dispositivos de audio podemos introducir distintos tipos de señales analógicas, las cuales se diferencian principalmente por el voltaje que entregan señales externas. Nuestro interface nos permite alternar entre varios tipos de circuitería interna con el objetivo de obtener la mejor relación señal/ruido posible en la señal que queremos introducir. A priori podemos distinguir 3 tipos de señales analógicas:
Señal de nivel de micro: Cuando el sonido golpea el diafragma de un micrófono se producen señales de muy baja tensión. Estas señales son débiles y pueden ser afectadas por las interferencias eléctricas con bastante facilidad. Como esta señal es tan débil es necesario un previo para aumentar la señal a nivel de línea y así trabajar con ella (Gálvez, 2004).
1.3.5 Interfaz con otras tecnologías, electromecánicas
Es una conexión entre dos máquinas de cualquier tipo, a las cuales les brinda un soporte para la comunicación a diferentes estratos. Es posible entender la interfaz como un espacio (el lugar donde se desarrolla la interacción y el intercambio), instrumento (a modo de extensión del cuerpo humano, como el mouse que permite interactuar con una computadora) o superficie (el objeto que aporta información a través de su textura, forma o color) (Gálvez, 2004).
En la interacción con la computadora, por lo tanto, puede distinguirse entre la interfaz de hardware (mouse, pantalla, teclado), la interfaz de software (Windows, Linux) y la interfaz de hardware-software (el conjunto que permite que el hombre entienda el código binario y que la máquina pueda leer la instrucción humana).
En concreto, la interfaz estará compuesta, además de elementos de acción, de alternativas en cuanto a navegación, identificación y, por supuesto, contenidos.
En la electrónica y las telecomunicaciones, la interfaz es un circuito físico que envía o recibe señales de un sistema hacia otro. El Universal Serial Bus (USB) es una interfaz que permite, a través de su puerto, conectar todo tipo de periféricos a una computadora (Gálvez, 2004).
1.3.6 Visual Studio 2010
Visual Studio es un conjunto completo de herramientas de desarrollo para la generación de aplicaciones web ASP.NET, Servicios Web XML, aplicaciones de escritorio y aplicaciones móviles. Visual Basic, Visual C# y Visual C++ utilizan todos los mismos entornos de desarrollo integrado (IDE), que habilita el uso compartido de herramientas y hace más sencilla la creación de soluciones en varios lenguajes. Asimismo, dichos lenguajes utilizan las funciones de .NET Framework, las cuales ofrecen acceso a tecnologías clave para simplificar el desarrollo de aplicaciones web ASP y Servicios Web XML.
Con la aparición de .NET Framework, y de Visual Basic .NET, como una de las herramientas estrella para el desarrollo sobre esta nueva plataforma de trabajo, estamos asistiendo a una evolución sin precedentes en el mundo de la informática, que sitúa a este clásico de la programación en una posición difícil de igualar y menos aún de superar. Visual Basic .NET (VB.NET a partir de ahora), como cada nueva versión de las que han aparecido en el mercado de este producto, incorpora, como es natural, un buen conjunto de novedades. Sin embargo, la inclusión de Visual Basic en el entorno de .NET, añade también un compendio de drásticos cambios para los programadores de versiones anteriores, derivados en su conjunto, de la necesidad de afrontar con garantías de éxito el desarrollo de la nueva generación de aplicaciones para Internet, objetivo perseguido por todas las herramientas de desarrollo actuales.
suponen la mejora sobre ciertas características del lenguaje y la eliminación de aspectos obsoletos, arrastrados por una compatibilidad.
Los motivos que han llevado a Microsoft al desarrollo de .NET han sido tanto tecnológicos como estratégicos.
Respecto a las motivaciones tecnológicas, la necesidad de poner a disposición del programador una plataforma de desarrollo con plena potencia para abarcar los requerimientos de las nuevas aplicaciones que están a punto de llegar, y que no soporte incómodos lastres derivados de antiguos modelos de programación, ha desembocado en una tecnología totalmente nueva, que no arrastra pesadas incompatibilidades, pero que sin embargo, permite la ejecución de componentes basados en el anterior modelo de programación. Esto es .NET, una nueva arquitectura para el futuro del desarrollo de aplicaciones, y no, como en un principio pudiera pensarse, una operación más de marketing, que proporciona las herramientas ya conocidas con algunas remodelaciones (Pelland, 2010).
En cuanto a las causas estratégicas, gracias a .NET y a su modelo de distribución de software basado en servicios, Microsoft se sitúa en una posición clave en un mercado que evoluciona hacia la creación de servicios para la web, que serán utilizados por otras aplicaciones mediante un sistema de suscripción o alquiler. Se espera que, en este potencial mercado, comiencen a aparecer empresas dedicadas a la producción y publicación de servicios en Internet. La propia Microsoft, ha expresado en este sentido, su intención de convertirse en proveedor de servicios.
Asp
Aun cuando el resultado conseguido es satisfactorio, el hecho de ser código interpretado, carecer de una herramienta de depuración y poca estructuración suponen un grave paso atrás, maximiza cuando todas las herramientas de desarrollo tienden progresivamente hacia un modelo orientado a objetos (Pelland, 2010).
Ado
Este modelo de objetos para el acceso a datos fue diseñado inicialmente para ASP, pero dado su éxito, se trasladó también a Visual Basic, para superar los inconvenientes que presentaban los obsoletos DAO y RDO. El hecho de que se creará en un principio para ASP, puede hacernos pensar que es el medio perfecto para el acceso a datos en Internet; sin embargo, su diseño no se basa totalmente en un modo de acceso desconectado a los datos, ya que para que funcionara con mejor rendimiento dentro del mundo cliente/servidor de las aplicaciones VB, también se puede utilizar estableciendo una conexión permanente con el origen de datos del servidor, lo que supone un claro lastre a la hora de trasladarlo al mundo de Internet, en el que la conexión se establece sólo durante el tiempo que dura la operación a realizar con los datos (Pelland, 2010) .
Visual Basic
VB dentro de Windows DNA ha sido fundamentalmente, el de la escritura de componentes para su uso por parte de las páginas ASP de una aplicación web; de hecho, es el lenguaje preferido para el desarrollo de componentes debido a su ya larga tradición como lenguaje sencillo y de fácil manejo.
