Proyecto Sensor de Pulso

Sensor de Pulsos Parte I Antecedentes: Antes de comenzar con con el desarrollo del proyecto; a continuación continuación se relatan los antecedentes de un sensor de pulsos. Pulso: En Pulso: En medicina, medicina, el el pulso de una persona es la pulsación provocada por la expansión de sus arterias sus arterias como consecuencia de la circulación de sangre bombeada por el corazón. el corazón. Se Se obtiene por lo general en partes del cuerpo donde las arterias se encuentran más próximas a la piel, como en las muñecas las muñecas o el cuello el cuello e incluso en la sien. la sien. El pulso se mide manualmente con los dedos índice y medio. Cuando se palpa la arteria la arteria carótida, la carótida, la femoral femoral o la braquial la braquial se tiene que ser muy cuidadoso, ya que no hay una superficie sólida como tal para poder detectarlo. La técnica consiste en situar los dedos cerca de una arteria y presionar suavemente contra una estructura interna firme, normalmente un hueso, un hueso, para para poder sentir el pulso. Se deben usar los 3 dedos, el índice para ocluir el pasaje de la sangre desde proximal, el anular para ocluirlo del lado distal poniendo en evidencia con el medio que no haya una conexión anómala cubito-radial. Sensor Infrarrojo: Particularmente, Infrarrojo: Particularmente, el sensor infrarrojo es un dispositivo optoelectrónico capaz de medir la radiación la radiación electromagnética infrarroja electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo su campo de visión. Todos visión. Todos los cuerpos emiten cuerpos emiten una cierta cantidad de radiación, de radiación, esta esta resulta invisible para nuestros ojos nuestros ojos pero no para estos aparatos electrónicos, ya que se encuentran en el rango del espectro justo por debajo de la luz la luz visible. Los rayos infrarrojos(IR) entran en el fototransistor el fototransistor donde encontramos un material un material piroeléctrico, piroeléctrico, natural natural o artificial, normalmente formando una lámina una lámina delgada dentro del nitrato del nitrato de galio [Ga(NO3)3], nitrato de Cesio (CsNO3), derivados de la fenilpirazina, y f talocianina de cobalto. de cobalto. Normalmente Normalmente están integrados en diversas configuraciones (1,2,4 píxeles (1,2,4 píxeles de material piroeléctrico). En el caso de parejas se acostumbra a dar polaridades polaridades opuestas para trabajar con un amplificador un amplificador diferencial, provocando diferencial, provocando la auto-cancelación de los incrementos de energía de energía de IR y el desacoplamiento el desacoplamiento del equipo.

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Sensores pasivos Están formados únicamente por el fototransistor el fototransistor con el cometido de medir las radiaciones provenientes de los objetos. Sensores activos Se basan en la combinación de un emisor un emisor y un receptor próximos entre ellos, normalmente forman parte de un mismo circuito mismo circuito integrado. El integrado. El emisor es un diodo LED diodo LED infrarrojo (IRED) y el componente receptor componente receptor el fototransistor. el fototransistor.

Introducción: El proyecto fue realizado en base a un circuito de un sensor de pulso usando un sensor óptico para poder captar el pulso de una persona, un amplificador operacional que pueda amplificar la señal recibida del sensor previamente mencionado, resistencias y capacitores, un led que muestre el pulso de la persona y un potenciómetro que regule el mismo. El sensor de pulso fue armado en un Protoboard ya que se presentó un poco de inestabilidad para ser totalmente soldado e una placa. En el sensor se utilizaron led’s emisor em isor y receptor para poder lograr la muestra de pulsos en el circuito, pero fueron intercambiados por un sensor optico que incorpora ambos led’s pero de formas que estén protegidos de la luz y no causen errores. Objetivos: 

Lograr el funcionamiento del circuito siendo demostrado con con el led.

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Lograr una buena buena muestra de pulsos pulsos cardiacos apoyando apoyando el dedo dedo en el sensor óptico.

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Poder controlar la velocidad de pulsos e incandescencia incandescencia del led con un potenciómetro

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Poder armar el circuito de la manera más simple posible para que pueda estar sujeto a cambios o se le pueda añadir más materiales.







Diagrama de bloques:

SISTEMA DE ENTRADA

Fuente de

Sensado con TFK138

alimentación 5-9 V

Amplificación de señal con LM 358

Regulación de la señal recibida por potenciómetro

SISTEMA DE SALIDA

Visualizacion Led







Parte II – Marco teórico: Teoría de funcionamiento: funcionamiento: En lo que refiere al funcionamiento general del sensor este es un circuito que permite visualizar los pulsos cardiacos del paciente, lo que significa que trabaja con el paciente en este caso asistiendo con el control de su pulso. Trabaja con un sensor óptico que reacciona al colocar la yema del dedo en él. El sensor óptico se encuentra conectado por medio de un capacitor de 1uF al circuito integrado LM358. El circuito integrado consta de 2 amplificadores operaciones y está conectado uno detrás del otro para amplificar la señal con la que trabaja el sensor y poderla amplificar para que sea perceptible. Para la regulación del pulso y la luminosidad del led contiene un potenciómetro de 5kΩ conectado al circuito integrado. Tiene a la salida un led en el cual se puede apreciar un parpadeo correspondiente al pulso del paciente el cual está conectado a la salida del amplificador operacional. El circuito principal del sensor de pulso es el siguiente:







A continuación se detallan los componentes del circuito circuito y el funcionamiento que que tienen: Resistencias:

Las resistencias son dispositivos electrónicos pasivos, esto implica que no acumulan ni generan energía, solamente la disipan. Se pueden utilizar como elementos disipadores, como dispositivos para controlar la intensidad de corriente eléctrica, o para disminuir y controlar un voltaje. También se pueden usar para instrumentos de medición, se utilizan para polarizar transistores, como filtros eliminando corrientes parásitas que impiden el funcionamiento de un circuito electrónico. Potenciómetro:

El potenciómetro regula la intensidad con la que se incrementa la temperatura en la incubadora y coloca el galvanómetro en un punto medio para que este tenga su punto de trabajo. Led: Un LED, siglas en inglés de Light-Emiting Diode (diodo emisor de luz) es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz poli cromática, es decir, con







semiconductor empleado en la construcción del diodo, pudiendo variar desde el ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo, recibiendo éstos últimos la denominación de IRED (Infra-Red Emiting Diode). El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de conducción a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria.

Ventajas Los leds presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y fluorescente, principalmente por el bajo consumo de energía, mayor ti empo de vida, tamaño reducido, durabilidad, resistencia a las vibraciones, reducen la









fluorescente, no fluorescente, no crean campos magnéticos altos como la tecnología t ecnología de inducción magnética, con los cuales se crea mayor radiación residual hacia el ser humano; cuentan con mejor índice índice de producción cromática que otros tipos de luminarias, reducen ruidos en las líneas eléctricas, son especiales para utilizarse con sistemas fotovoltaicos (paneles solares) en comparación con cualquier otra tecnología actual; no les afecta el encendido intermitente (es decir pueden funcionar como luces estroboscópicas) y esto no reduce su vida promedio, son especiales para sistemas anti explosión ya que cuentan con un material resistente, y en la mayoría de los colores (a excepción de los leds azules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duración. Desventajas: Según un estudio reciente parece ser que los leds que emiten una frecuencia de luz muy azul, pueden ser dañinos para la vista y provocar pro vocar contaminación lumínica. Los led’ led’s con la potencia suficiente para la iluminación de interiores son relativamente caros y requieren una corriente eléctrica m ás precisa, por su sistema electrónico para funcionar con voltaje alterno, y requieren de disipadores de calor cada vez más eficientes en comparación con las bombillas fluorescentes de potencia equiparable. LM358: La abreviatura LM358 indica un chip de 8 pines, que contiene dos amplificadores operacionales de bajo poder. El LM358 está diseñado para uso general como amplificadores, filtros de paso alto y bajo, filtros de paso banda y sumadores analógicos. Una de las características de este circuito es que ser diseñado para operar con







El LM358 es utilizado en infinidad de aplicaciones. Usualmente se le ve como acondicionador de señales provenientes de transductores o sensores, como micrófonos, sondas de temperatura, etc. El circuito i ntegrado LM358 puede operar en diferentes configuraciones, dependiendo de la función que se quiera obtener de él.

LED de infrarrojos (IRLED): E l d i o d o I R L E D ( d e l in in g l é s I n f r a r e d l i g h t E m i t i n g Di o d e ) , e s u n e m i s o r d e r a y o s infrarrojos que son una radiación electromagnética situada en el espectro electromagnético, en el intervalo que va desde la luz visible a las microondas. Estos diodos se diferencian de los LED p or el color de la cápsul a que los envuelve que es de color olor azul o gris. gris. El diámetro diámetro de de ésta es gener generalmen almente te de 5 mm. Los ra yo s infrarrojos se caracterizan por ser portadores de calor radiante. Estos rayos son producidos en mayor o menor intensidad por cualquier objeto a temperatura superior al cero absoluto.







Fototransistor: El Fototransistor Fototransistor es un un Fotodetector que trabaja como pero normalmente no tiene conexión base.

un transistor clásico,

En estos transistores la base está reemplazada por un cristal fotosensible que cuando recibe recibe luz, luz, produce una corriente corriente y desbloquea el transistor. transistor. E n e l fototransistor la corriente circula sólo en un sentido y el b l o q u e o d e l t r a n s i s t o r depe depend nde e de la luz luz; cuan cuanta ta más más luz luz hay hay más más conduce. El principio del fototransistor es aparentemente el mismo que el del transistor clásico. Pero si observamos el componente se ve que sólo posee dos pata patas, s, un emis emisor or y un un col colec ector tor,, per pero o le le fal falta ta la base base.. La b a s e d e h e c h o e s







l a r g a e s e l negati negativo vo (-), (-), al al revés revés que en los LED, LED, que que es el positivo (+).

Sensor de infrarrojos CNY70

El dispositivo CNY70 es un sensor óptico infrarrojo, de un rango de corto alcance (menos de 5 cm) que se utiliza para detectar colores de objetos y superficies. Su uso más común es para construir pequeños robots sigue líneas. Contiene un emisor de radiación de radiación infrarroja fotodiodo y un receptor fototransistor. El fotodiodo emite un haz de radiación infrarroja, el fototransistor recibe ese haz de luz cuando se refleja se refleja sobre alguna superficie u objeto. El sensor CNY70 Puede utilizarse como entrada digital o analógica. En este ejemplo se ha utilizado como entrada digital para distinguir dos colores: blanco o negro. Cando el sensor está orientado hacia una superficie u objeto de color negro éste absorbe gran parte parte de la luz emitida por el diodo. A su vez cuando cuando







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Capacitor 1uf:

Un condensador eléctrico es un dispositivo pasivo, dispositivo pasivo, utilizado utilizado en electricidad en electricidad y electrónica, capaz electrónica, capaz de almacenar energía energía sustentando un campo un campo eléctrico. Está eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas o placas,, en situación de influencia de influencia total (esto es, que todas las líneas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico material dieléctrico o por el vacío. el vacío. Las Las placas, sometidas a una diferencia una diferencia de potencial, adquieren potencial, adquieren una determinada carga determinada carga eléctrica, positiva eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Parte III – Ingeniería del Proyecto:









2. Sensado con TFK 138: Se usa un sensor óptico para captar los pulsos del paciente.







4. Regulación con Potenciómetro: El potenciómetro regula la velocidad de muestra de los pulsos en el led y su luminosidad.







Simulación:

Pruebas e implementación: Se realizó el armado del circuito en un Protoboard y se usaron led’s emisor y receptor, pero estos al no estar fijos y ser susceptibles a la luz, se decidió cambiar al sensor óptico que tiene a los dos led’s encapsulados por lo que los protege de estímulos externos que hagan variar su comportamiento.







Parte IV Conclusiones y recomendaciones:









Tener cuidado en el manejo de este ya ya que al estar en un Protoboard se puede desconectar



No presionar el sensor muy fuerte para evitar errores.

Proyecto Sensor de Pulso

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