Elaboración y Desarrollo de Proyectos Experimentales

A continuación encontraras el problema planteado para el curso EDPE, por favor lee detenidamente el problema planteado así como sus objetivos y metas. (temario propuesto para el curso lo puedes encontrar aquí)

Proyectos plateado para el semestre 2022-1

Proyecto A: Sistema de registro de ECG

Problema:  Se desea realizar un registro de la frecuencia cardiaca y forma de la señal para que un médico pueda diagnosticar el estado de salud general de una persona. Es necesario que este sistema este dividido en dos etapas: analógica y digital. Con la parte analógica se realizara el registro de la señal eléctrica del corazón y con la parte digital se realizara un procesamiento de la señal registrada.

Introducción: El principio del funcionamiento de esta prueba medica reside en que el corazón posee su propio marcapasos completamente independiente del resto del sistema nervioso. Este mecanismo se lleva a cabo fisiológicamente en el nódulo sinusal dentro del corazón. En este lugar mediante reacciones químicas se crean biopotenciales eléctricos que viajan poŕ todo el sistema eléctrico del corazón, excitando a los músculos necesarios para el proceso de sístole y diástole .

Objetivos: Implementar un electrocardiógrafo con un microcontrolador AT-MEGA328P.

Objetivos específicos: Filtrar la señal del electrocardiograma con filtros digitales y desplegar digitalmente un electrocardiograma con base en la señal filtrada y procesada.

Proyectos  planteado para el semestre 2021-2

Proyecto A: Guía de ajuste 3D para un sistema estereotáxico.

Problema: Se tiene un sistema estereotáxico mecánico de biopsia para ratones el cual se desea automatizar, se desea desarrollar una interfaz que sea capaz de recibir instrucciones en donde el usuario pueda establecer el sistema de referencia y a partir de ahí establecer las coordenadas de interés donde se quiere realizar la ablación en el ratón. Una vez que el algoritmo propuesto sea capaz de realizar lo anterior mencionado, lo siguiente será mover la cánula mediante motores que sean los encargados de ubicarla en la posición que se desea.
Introducción y Motivación. Los procedimientos estereotáxicos son una herramienta muy utilizada actualmente en distintos ámbitos biomédicos; desde la investigación con el uso de sistemas estereotáxicos para realizar biopsias en ratones en el área de las neurociencias y en la clínica donde existen procedimientos como cirugías estereotáxicas que son auxiliares en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. Estos son procedimientos invasivos que generalmente son realizados en la cabeza de animales (humanos y no humanos); por lo cual es necesario tener un sistema de orientación que permita que el procedimiento se realice únicamente en la zona de interés; ya que de esa manera no se afectan tejidos o estructuras adyacentes. De esta manera al poder desarrollar un sistema automatizado que pueda guiar a la cánula para la biopsia, se reduce el error humano de ajustar la torre milimétrica con la mano y de esta manera se minimiza el daño al sujeto de investigación.

Metas.
Las metas están enumeradas como si de etapas del proyecto se trataran y se irán abordando una por una conforme se alcance la meta anterior.
1. Desarrollar un algoritmo que pueda interactuar con el usuario para establecer el sistema de referencia y las coordenadas de interés.
2. Desarrollar un algoritmo que pueda orientar la cánula en la ubicación deseada por el usuario.
3. Crear una pequeña base de datos con 5 estructuras cerebrales primarias para cuando el usuario ingrese coordenadas el sistema pueda identificar dichas estructuras.
4. Implementar un instrumento que sea capaz de ubicarse en la posición del eje z de la ubicación indicada con la ayuda de un motor.

Proyectos planteados para el semestre 2020-2

Proyecto A: Control de posicionamiento para un microscopio de 3 ejes.

Suponga que en el laboratorio donde usted realiza su servicio social se le ha pedido automatizar el posicionamiento tridimensional de la base en la que se sujeta una muestra de tejido, bajo el siguiente esquema:

  1. Deberá emplear tres motores de DC con encoder, uno para cada eje.
  2. Deberá considerar que, gracias a un sistema mecánico en cada eje del motor, por cada 180° de movimiento angular se traduce en un desplazamiento de 0.1 cm.
  3. La posición en cada eje deberá ingresarse a través de un keypad, dentro de un intervalo de 0 cm a 100 cm para x, de 0 cm a 150 cm para y, y de 0 cm a 200 cm para z. En caso de que se asigne un valor de posición fuera de estos intervalos, aparecerá un mensaje en el LCD de que no es posible alcanzar esa posición.
  4. En caso de que se haya ingresado una posición correcta, deberá mostrar en todo momento la posición de los tres motores en el LCD. Nota: los tres motores deberán estar realizando el movimiento al mismo tiempo.
  5. Una vez que se encuentre en una posición fijada por el usuario, la base de posicionamiento podrá hacer dos cosas: contar con un botón de Home, es decir, regresar a las coordenadas (0,0,0) o ir a una nueva posición (la cual siempre será respecto al marco de referencia (0,0,0).

Consideré también todos los elementos de protección del circuito, como optoacopladores, puente H, diodos Zenner para el convertidor analógico digital, etc.

Proyecto B: Dispositivo de ventilación mecánica

Suponga que en laboratorio donde usted realiza su servicio social se le ha solicitado plantear una propuesta de diseño de un ventilador mecánico (particularmente la parte de la electrónica). Su fase inicial del desarrollo del dispositivo consiste en la investigación de los fenómenos fisiológicos involucrados en los pacientes que requieren este tipo ventilación artificial. Deberá ser claro, principalmente, en la relación que encuentre en la literatura respecto a presión-flujo-edad. Lo anterior, le permitirá establecer las condiciones en las cuales trabajará su prototipo.

Deberá considerar el uso de los siguientes componentes en su simulación:

  1. Electroválvulas para el flujo de aire.
  2. Motor de pasos para la generación del movimiento circular que se traduce en el

movimiento de la leva que origina el flujo de aire.

  1. Sensor de presión, de temperatura y de humedad.

Tome en cuenta que el flujo y volúmenes requeridos podrán ser ingresados a través de un keypad de acuerdo con cómo lo desee el usuario. Considere que habrá que desplegar la información de todos los sensores involucrados en el LCD. Consideré también todos los elementos de protección del circuito, como optoacopladores, puente H, diodos Zenner para el convertidor analógico digital, etc.

Informes presentados

 Curso “Elaboración y Desarrollo de Proyectos Experimentales, Grupo 3065 (Curso Piloto, Semestre 2022-1) “

Curso “Elaboración y Desarrollo de Proyectos Experimentales, Grupo 3043 (Curso Piloto, Semestre 2021-2)”

Curso: “Elaboración y desarrollo de proyectos experimentales, Grupo 3010 (Curso Piloto, Semestre 2020-2)”