rediseño e implementación de un fotómetro digital, basado en el lab

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
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REDISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN FOTÓMETRO DIGITAL,
BASADO EN EL LAB-COMPUTER DE LA EMPRESA
SERVEQUIP C.A.
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO, PARA OPTAR AL TÍTULO
DE INGENIERO ELECTRICISTA
Realizado por:
LAMONTANARA CAMACHO, José Jesus.
C.I. 17.292.351
SANCHEZ FUENMAYOR, Julio Cesar
C.I. 17.150.608.
Tutor Académico:
Ing. LARGO, Arnaldo
Tutores Industriales:
Msc. Lic. SEMPRUN, Blanca
Ing. MARCANO, Jesús
Maracaibo, Julio del 2.008
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
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REDISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN FOTÓMETRO DIGITAL,
BASADO EN EL LAB-COMPUTER DE LA EMPRESA
SERVEQUIP C.A.
Realizado por:
LAMONTANARA CAMACHO, José Jesus.
C.I. 17.292.351
SANCHEZ FUENMAYOR, Julio Cesar
C.I. 17.150.608.
Maracaibo, Julio del 2.008
REDISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN FOTÓMETRO DIGITAL,
BASADO EN EL LAB-COMPUTER DE LA EMPRESA
SERVEQUIP C.A
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LAMONTANARA C., José Jesus.
C.I. 17.292.351.
Teléfono: 0261-7864952
Correo:
[email protected]
___________________________
SANCHEZ FUENMAYOR., Julio
Cesar
C.I. 17.150.608.
Teléfono: 0424-6232773
Correo: [email protected]
_________________________________
Tutor Académico:
Ing. Largo, Arnaldo.
Correo: [email protected]
Este jurado aprueba el trabajo especial de grado. “Rediseño e Implementación
de un Fotómetro Digital, basado en el LAB-COMPUTER de la Empresa
SERVEQUIP C.A.”, que el bachiller Lamontanara Camacho, José Jesús y el
bachiller Sánchez Fuenmayor, Julio Cesar, presentan en cumplimiento de los
requisitos según normativa vigente.
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JURADO EXAMINADOR
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Ing. Nesky Tapia
C.I. VJurado
Ing. Claudio Bustos
C.I. VJurado
Ing. Sergio de Pool
C.I. VJurado
Ing. Arnaldo Largo
C.I. V- 9.785.008
Director de la Escuela de Ingeniería Eléctrica - URU
Ing. José Bohórquez
C.I. V- 3.379454
Decano de la facultad de Ingeniería – URU
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REDISEÑO
E IMPLEMENTACIÓN DE UN
FOTÓMETRO DIGITAL, BASADO EN EL LABCOMPUTER DE LA EMPRESA
SERVEQUIP C.A
DEDICATORIA
A Dios por permitirme la oportunidad de escoger una carrera que se
identifica con mis habilidades. Del mismo modo le doy gracias por ser mi
pilar en los momentos más difíciles y llenar mi ser de valor y entusiasmo
para continuar.
A mis padres por ser los mejores del mundo, amorosos y responsables en
todo momento. Gracias por guiarme y tenerme paciencia en mis
momentos de terquedad.
OS
D
A
RV
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S
E
SR
A mi Madre por ser miO
pilar
fundamental, por apoyarme durante el
H
C
Einvestigación, así como también por darme las fuerzas
desarrollo E
deR
esta
D
necesarias para culminar el mismo.
A mi Padre por su preocupación constante de que el equipo funcionara,
por ser el padre que es, amigo incondicional; como también su ayuda
brindada, gracias por todo papá, te quiero mucho.
A mis hermanos por compartir, colaborar e integrar la bella familia a la
que pertenecemos.
A mi novia por brindarme su apoyo incondicional, también por compartir a
mi lado momentos de preocupación y alegrías para culminar este
proyecto.
Dedico esta nueva meta alcanzada a todas las personas que de alguna u
otra forma me brindaron su apoyo, alegrías y se preocuparon en
momentos determinantes.
Gracias a todos.
José Lamontanara.
VI
DEDICATORIA
DEDICATORIA
A Dios creador de todas la cosas y que nos ha concedido el don de crear.
A mis padres Douglas y Gladys como muestra del amor que siento por ellos, y
en recompensa por el apoyo que me han brindado en cada uno de los instantes
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de mi existencia.
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EC
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A mis hermanas y sobrino a quienes amo, para que éste logro los motive para
alcanzar su propias metas y les inspire a luchar por lo que quieren.
A toda mi familia en Trujillo, Oriente, Barquisimeto, Caracas que siempre han
estado pendiente de mí desde los primeros pasos.
También quisiera dedicar éstas líneas a mi amor Paola Báez, quien me ha
acompañado en varios momentos importantes y ha sido motivo de alegría,
motivación y felicidad para mi desde el día que acepto acompañarme en la vida.
A todos les recuerdo cuan importantes son para mi, y que siempre serán motivo
de esperanza, lucha y ejemplo para alcanzar todas y cada una de la metas que
me proponga.
Julio Cesar G.
VIII
AGRADECIMIENTOS
AGRADECIMIENTO
A Dios infinitamente por brindarnos tantas bendiciones en la vida, como nacer en
excelentes familias donde los valores son los pilares de la formación.
A nuestros padres por su apoyo incondicional y por motivarnos a diario para el
logro de ésta meta.
S
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VA a lo largo de éste
Rbrindaron
A Geraldine y Paola por todo el apoyo queSnos
E
E o alentándonos a seguir adelante
R
S
trabajo, bien sea transcribiendo,
corrigiendo
HO
C
E
con una sonrisa.ER
D
Al Ing. Arnaldo Largo, nuestro tutor académico y profesor de distintas
asignaturas por su dedicación, paciencia y amistad, por mostrarnos que siempre
hay una solución a los problemas, que solo hay que buscarla hasta encontrarla
Al Ing. Jesús Marcano por darnos la idea de éste trabajo.
A la Mcs. Lic. Blanca Semprún por sus orientaciones en el área de química y
análisis instrumental.
A los Ingenieros Jean Luis Rosas y Luis Rosales por su valiosa ayuda en el
desarrollo del sistema y por su amistad verdadera y sincera que se ha
mantenido a lo largo de los años.
Y a todos los que de alguna u otro manera contribuyeron a nuestra formación
como profesionales a todos gracias
Julio y José
IX RESUMEN RESUMEN
Lamontanara, José y Sánchez, Julio. REDISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN
FOTOMETRO DIGITAL BASADO EN EL LAB-COMPUTER DE LA EMPRESA
SERVEQUIP C.A. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela
de Ingeniera Eléctrica. Trabajo Especial de Grado. Junio del 2008. Maracaibo.
Venezuela.
S
O
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A
Los objetivos de ésta investigación se centraronE
enR
elV
rediseño e implementación
un fotómetro digital, basándose enRelES
LAB-COMPUTER de la empresa
S
SERVEQUIP C.A. Para elloH
seOrevisó el diseño de dicho fotómetro para así
C
determinar los requerimientos
técnicos
del nuevo fotómetro digital para realizar el
E
R
E
D
rediseño y efectuar su implementación, redactando un manual del usuario para el
equipo diseñado. Dichos objetivos también abarcaron la evaluación tanto del
software como del hardware diseñado. De la consecución de dichos objetivos se
extrajo que el LAB-COMPUTER, es un fotómetro que realiza solo pruebas de
punto final, muestra sus resultados empleando solo dos cifras decimales y carece
de una interfaz gráfica amigable. En ésta investigación se decidió añadir mejoras o
ampliaciones a las capacidades del dispositivo anterior, como lo fue el cambiar a
una interfaz gráfica mucho más amigable y amplia, lo cual permite mostrar
resultados con una cantidad mayor de números decimales y por ende mayor
información, así también como brindar al usuario, mediante la nueva interfaz, una
guía interactiva para la operación del dispositivo. Para implementar las mejoras
planteadas se evaluaron las alternativas: uso de displays (siete segmentos y
matriciales), uso de una pantalla LCD y emplear la interfaz del monitor de un
computador personal, siendo ésta última la opción seleccionada. Se utilizó el
Visual Basic 6.0 como lenguaje para la conformación de la interfaz gráfica y el
procesamiento de información relacionada con el prototipo, implementándose un
microcontrolador para conversión, procesamiento y transmisión de data en el
hardware del fotómetro digital. Por último se diseñó el manual del equipo. Esta
investigación se define según su naturaleza del tipo experimental y según su
marco de laboratorio.
Palabras clave: bioingeniería, digital, diseño, equipo, fotómetro, médico,
laboratorio, software.
XI ÍNDICE GENERAL ÌNDICE GENERAL
Pág.
DEDICATORIA………………………………………………………………………………….. VI
AGRADECIMIENTOS………………………………………………………………………… VIII
RESUMEN………………………………………………………………………………………IX
ABSTRACT……………………………………………………………………………………… X
ÍNDICE GENERAL……………………………………………………………………………. XI
ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………………XIV
ÍNDICE DE ECUACIONES……………………………………………………………………XIX
ÍNDICE DE CRITERIOS………………………………………………………………………XX
ÍNDICE DE TABLAS…………………………………………………………………………..XXI
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………….. 1
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E
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S
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C
E
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E
CAPÌTULO I: PLANTEAMIENTO
DEL PROBLEMA…..………………………………….. 3
D
1. El Problema…………………………………………………………………………………..
1.1.
Planteamiento del problema…………………………………………………………
1.2.
Formulación del problema…………………………………………………………..
1.3.
Objetivos………………………………………………………………………………
1.3.1. Objetivos generales……………………………………………………………
1.3.2. Objetivos específicos………………………………………………………….
1.4.
Justificación de la investigación…………………………………………………….
1.5.
Delimitación de la investigación…………………………………………………….
4
4
11
12
12
12
13
14
CAPÌTULO II: MARCO TEÒRICO……………………………………………………………. 15
2. Marco teórico……………………………………………………………………………….. 16
2.1.
Antecedentes de la investigación…………………………………………………... 16
2.2.
Bases teóricas……………………………………………………………………….. 18
2.2.1. Espectroscopia………………………………………………………………... 18
2.2.2. Fotometría……………………………………………………………………... 18
2.2.3. Radiación electromagnética…………………………………………………. 19
2.2.4. Propiedades generales de la radiación electromagnética………………… 19
2.2.5. Propiedades ondulatorias de la radiación electromagnética……………… 20
2.2.6. Propiedades mecánico - cuántica de la radiación…………………………. 27
2.2.7. Aspectos cuantitativos de las medidas espectroquímicas……………….... 32
2.2.8. Métodos basados en la absorción………………………………………….. 34
2.2.9. La ley de Beer…………………………………………………………………. 35
2.2.10. Medida de la absorbancia y transmitancia…………………………………. 36
2.2.11. Diseño general de instrumentos ópticos……………………………………. 37
2.2.12. Fuentes de radiación………………………………………………………….. 39
2.2.13. Selectores de longitud de ondas……………………………………………. 41
2.2.13.1. Filtros……………………………………………………………………. 42
2.2.13.2. Monocromadores………………………………………………………. 43
XII ÍNDICE GENERAL 2.2.14. Recipientes para las muestras………………………………………………. 45
2.2.15. Detectores de radiación………………………………………………………. 45
2.2.16. Procesador de señal y dispositivos de lectura…………………………....... 46
2.2.17. Tipos de instrumentos ópticos……………………………………………….. 47
2.2.18. Conceptos de la POO…………………………………………………........... 49
2.2.19. El ciclo de vida del software……………………………………………......... 52
2.2.20. Principios de diseño de sistemas de software…………………………....... 60
2.2.21. Factores para estimar la calidad de un software…………………………… 68
2.2.22. Lenguaje de programación empleado…………….……….……………….. 71
2.2.23. Definición y documentación técnica de algunos de los dispositivos
electrónicos utilizados en el LAB-COMPUTER……………………………… 74
2.2.24. Definición y documentación técnica de algunos de los dispositivos
electrónicos utilizados en el nuevo equipo…………………………………….. 76
2.2.24.1. PIC 16F873……………………………………………………………… 76
2.2.24.2. LM35……………………………………………………………………. 82
2.2.25. Documentación técnica empleada para el diseño de los circuitos de
transmisión de data y control de temperatura………………………………… 82
2.3.
Definición de términos básicos……………………………………………………… 95
2.4.
Operacionalización de la variable…………………………………………………. 100
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
CAPÍTULOIII: MARCO METODOLÓGICO………………………………………………… 103
3. Marco metodológico………………………………………………………………………. 104
3.1.
Tipo de investigación……………………………………………………………… 104
3.2.
Población y muestra………………………………………………………………… 106
3.3.
Técnicas de recolección de datos…………………………………………………. 107
3.4.
Fases de la investigación…………………………………………………………... 110
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS……………………………………… 115
4. Análisis de los resultados…………………………………………………………...……..116
4.1.
Finalidad del dispositivo LAB-COMPUTER……………………………………….116
4.2.
Funciones del fotómetro LAB-COMPUTER……………………………………….117
4.3.
Capacidades y limitaciones del LAB-COMPUTER…………………………….…117
4.4.
Componentes que conforman el Fotómetro LAB-COMPUTER………………...118
4.4.1. Componentes externos……………………………………………………….118
4.4.2. Componentes internos…………………………………………....................125
4.5. Modo de operación del fotómetro LAB-COMPUTER…………………………....144
4.6. Determinación de las funciones que tendrá el nuevo equipo……………………148
4.7. Evaluación de alternativas de interfaces gráficas amigables………………… ...149
4.8. Determinación del lenguaje de programación a utilizar………………….………155
4.9. Diseño del software para el nuevo equipo……………………………………......159
4.10.Evaluación del software diseñado…………………………………………………176
4.11.Diseño del hardware para el nuevo equipo……………………………………….177
4.12.Manual de usuario…………………………………………………………………..196
CONCLUSIONES……………………………………………………………………200
XIII ÍNDICE GENERAL RECOMENDACIONES ……………………………………………………………...202
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………….203
ANEXOS……………………………………………………………………………....206
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
XIV ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS
9 Figura # 2.1, Representación de un haz de radiación monocromática, polarizada
en el plano: (a) campos eléctricos y magnéticos perpendiculares entre si y
respecto a la dirección de propagación, (b) representación bidimensional del vector
S
O
D
Figura # 2.2, Regiones del espectro electromagnético……………………………
.22
VA
R
E
Sde una rendija……………………….23
Figura # 2.3, Propagación de ondas a través
E
R
S
Figura # 2.4, RefracciónH
deO
la luz al pasar de un medio menos denso M a otro
C
E
, en el que su velocidad es menor…………………………………… .25
más denso
MR
DE
eléctrico………………………………………………………………………… ……… .21
9
9
9
1
2
9 Figura # 2.5, Radiación no polarizada en el plano: (a) vista de la sección
transversal de un haz de radiación monocromática, (b) vistas frontales sucesivas
de la radiación en (a) si es no polarizada, (c) vistas frontales sucesivas de la
radiación
en
(a)
si
es
polarizada
en
el
plano
del
eje
vertical…………………………………………………………………………………. .27
9 Figura # 2.6, Efecto fotoeléctrico…………………………………………………….. .29
9 Figura # 2.7, Espectro de emisión de rayos X del molibdeno metal……………….30
9 Figura
#
2.8,
Algunos
espectros
de
absorción
ultravioleta
característicos…………………………………………………………………. ……… .32
9 Figura # 2.9, Atenuación de un haz de radiación por una disolución
absorbente………………………………………………………………………………35
9 Figura # 2.10, Fotómetro de haz sencillo para medidas en la región
visible…………………………………………………………………………... ……….38
9 Figura
#
2.11,
Componentes
de
diversos
tipos
de
instrumentos
para
espectroscopia óptica: (a) de absorción; (b) de fluorescencia, fosforescencia y
dispersión; (c) de emisión y quimioluminiscencia…………………………………... 39
9 Figura # 2.12, Señal de salida de un selector de longitud de onda
típico……………………………………………………………………………. ……… 42
9 Figura # 2.13, Ciclo de vida del software…………………………………………….54
XV ÍNDICE DE FIGURAS 9 Figura
#
2.14,
Diagrama
de
bloques
que
muestra
la
jerarquía
módulos………………………………………………………………………………..
de
61
9 Figura # 2.15, Diagrama de asignación y conexionado de las patitas de los dos
posibles
encapsulados
en
los
modelos
de
la
subfamilia
PIC16F87x……………………………………………………………………. ……… 81
9 Figura # 2.16, Principales características de las 35 instrucciones que componen el
S
O
D
Figura # 2.17, Asignación de los bytes de los registros
VA CCPxCON para los
R
E
Sson leídos y escribibles y pasan a 0
módulos CCP1 y CCP2. Todos sus bits
E
R
OS
cuando se produce un Reset………………………………………………………….
84
H
C
E
Figura #D
2.18,
EREsquema de los bloques principales del módulo de captura del
repertorio de los PIC16F87x…………………………………………………………. 82
9
9
CCP1…………………………………………………………………………………… 86
9 Figura # 2.19, Se desea conseguir un impulso de nivel alto con anchura controlada
dentro del período……………………………………………………………………… 88
9 Figura # 2.20, Esquema de la estructura interna del módulo CCP1 cuando funciona
en modo PWM…………………………………………………………………………89
9 Figura # 2.21, Estructura del conexionado del C A/D……………………………… 92
9 Figura # 2.22, Alineación del resultado digital de 10 bits de la conversión a la
izquierda y a la derecha………………………………………………………………. 93
9 Figura # 2.23, Organigrama de la operación del conversor A/D…………………. 95
9 Figura # 4.1, Componentes externos del LAB- COMPUTER (detalle: parte frontal
superior de la carcasa…………………………………………………………………119
9 Figura # 4.2, Componentes externos del LAB-COMPUTER (detalle: parte posterior
de la carcasa)………………………………………………………………………….119
9 Figura
#
4.3,
Serie
de
3
displays
pertenecientes
al
arreglo
de
7
segmentos……………………………………………………………………………..120
9 Figura # 4.4, Detalle del teclado matricial y sus funciones………………………...121
9 Figura # 4.5, Detalles de arreglo de pulsadores N/A……………………………….122
9 Figura # 4.6, Vista en detalle de
la ranura para filtro y ranura para tubo de
ensayo………………………………………………………………………………….123
XVI ÍNDICE DE FIGURAS 9 Figura # 4.7, Detalle de botón de encendido y cable de alimentación
AC………………………………………………………………………………………124
9 Figura # 4.8, Vista superior de la tarjeta integrada del equipo LABCOMPUTER…………………………………………………………………………..126
9 Figura # 4.9, Vista posterior de la tarjeta integrada del equipo LABCOMPUTER…………………………………………………………………………..126
S
O
D
Figura # 4.11, Detalle de memoria EPROM DM2732D……………………………128
VA
R
E
Sprogramable 8255………………….129
Figura # 4.12, Vista de Manejador periférico
E
R
OSRAM 5114…………………………………………130
Figura # 4.13, Par de memorias
H
C
E
Figura #D
4.14,
Driver para displays 75492…………………………………………..130
ER
9 Figura # 4.10, Vista en detalle del microprocesador Z80…………………………..127
9
9
9
9
9 Figura # 4.15, Divisor de frecuencia T4040…………………………………………131
9 Figura # 4.16, Inversor 7404………………………………………………………….132
9 Figura # 4.17, SCHMITT TRIGGER 7414…………………………………………..133
9 Figura # 4.18, Detalle del amplificador operacional 358N………………………….133
9 Figura # 4.19, Arreglo de transistores 2N3904……………………………………...134
9 Figura # 4.20, Par de transistores 2N3904………………………………………….135
9 Figura # 4.21, Condensador de 1000µf……………………..……………………….136
9 Figura # 4.22, Condensador de 1µf…………………………………………………..137
9 Figura # 4.23, Condensador de 47nf…………………………………………………137
9 Figura # 4.24, Condensador de 10pf…………………………………………………138
9 Figura # 4.25, Detalle del cristal de cuarzo de 2MHZ………………………………138
9 Figura # 4.26, Vista en detalle del regulador de voltaje a 5V……………………...139
9 Figura # 4.27, Vista en detalle del Buzzer…………………………………………...140
9 Figura # 4.28, Vista en detalle de la fotorresistencia……………………………….140
9 Figura # 4.29, Foco o bombilla de luz incandescente………………………………141
9 Figura # 4.30, Filtro de interferencia…………………………………………………142
9 Figura # 4.31, Filtro colimador y filtro infrarrojo……………………………………..143
9 Figura # 4.32, Vista en detalle del display de 7 segmentos….…………………….151
9 Figura # 4.33, Vista en detalle del displays alfanuméricos………………………...151
9 Figura # 4.34, Vista en detalle de la pantalla LCD………………………………….153
XVII ÍNDICE DE FIGURAS 9 Figura # 4.35, Vista en detalle de la pantalla de un computador personal……….154
9 Figura # 4.36, Flujograma inicial………………………………………………………160
9 Figura # 4.37, Vista de la pantalla menú principal…………………………………..164
9 Figura # 4.38, Vista de la pantalla agregar prueba…………………………………165
9 Figura # 4.39, Vista de mensajes para la obtención de resultados, criterio # 4.1
…………………………………………………………………………………………..168
9 Figura # 4.40, Vistas de los mensajes para la obtención de resultados, criterio #
S
O
D
A obtención de
Figura
#
4.41,
Vista
de
la
pantalla
V
R
E
S
resultados…………………………………………………………………..…………..170
E
R
OSagregar prueba cinética………………………..172
Figura # 4.42, Vista de laH
pantalla
C
E
Figura #D
4.43,
Vista de la pantalla selección de pruebas…………………………..173
ER
4.2……………………………………………………………………………………….169
9
9
9
9 Figura # 4.44, Vista lateral del bloque de lectura……………………………………180
9 Figura # 4.45, Vista superior del bloque de lectura…………………………………182
9 Figura # 4.46, Elementos del bloque de lectura…………………………………….183
9 Figura # 4.47, Vista en detalle de los filtros para pruebas de punto final y pruebas
del tipo cinética………………………………………………………………………..184
9 Figura # 4.48, Vista lateral de la base del bloque de lectura………………………185
9 Figura # 4.49, Vista frontal del bombillo halógeno………………………………….186
9 Figura # 4.50, Vista lateral del bombillo halógeno………………………………….187
9 Figura # 4.51, Vista en detalle del microcontrolador PIC16F873a………………..187
9 Figura # 4.52, Detalle de posicionamiento del microswitch……………………….188
9 Figura # 4.53, Gráfica capacidad de respuesta Vs longitud de onda del fotorresistor
empleado………………………………….. ………………………………………….190
9 Figura # 4.54, Gráfica capacidad de respuesta Vs longitud de onda del fotodiodo
SG01S-5……...……………………………………………………………… ………190
9 Figura # 4.55, Circuito empleado para la región visible……………..……………..191
9 Figura
#
4.56,
circuitería
electrónica
empleada
en
el
nuevo
circuito………………………………........................................................................192
9 Figura # 4.57, Cable de transmisión de data Db25…………….............................193
XVIII ÍNDICE DE FIGURAS 9 Figura # 4.58, Circuito de control de temperatura, circuito salida de tensión (12V y
5V) y fan cooler implementado………………………………………………………194
9 Figura # 4.59, Vista exteriores de la carcasa implementada……………………...195
9 Figura # 4.60, Grafica Concentración Vs Absorbancia en patrones concentrados
medidos con SPECTRONIC® 20+.........................................................................198
9 Figura # 4.61, Grafica Concentración Vs Absorbancia en patrones concentrados
S
O
D
VenApatrones concentrados
R
Figura # 4.62, Grafica Concentración Vs Absorbancia
E
S
E
R
medidos con SISMAC y SPECTRONIC
20
........................................................199
S
O
H
EC
R
E
D
medidos con SISMAC...........................................................................................198
9
®
+
XIX ÍNDICE DE ECUACIONES Y CRITERIOS ÍNDICE DE ECUACIONES Y CRITERIOS
9 Ecuación # 2.1, Índice de refracción………………………………………………… 24
9 Ecuación # 2.2, Medida de la potencia radiante……………………………………. 33
9 Ecuación # 2.3, Obtención de la corriente oscura………………………................. 33
9 Ecuación # 2.4, La transmitancia……………………………………………………... 34
frecuencia o en
S
O
D
porcentaje………………………………………………………………………………
34
VA
R
E
S
Ecuación # 2.6, Absorbancia………………………………………………………
35
E
R
S
Ecuación # 2.7, Absorbancia
HO(Ley de Beer)…………………………………………35
C
E
Ecuación #E
D 2.8,RCuando la concentración en la ecuación de la absorbancia se
9 Ecuación
9
9
9
#
2.5,
La
transmitancia
expresada
en
expresa en moles……………………………………………………………………… 36
9 Ecuación # 2.9, Tiempo que dura el periodo de la onda……………………………89
9 Ecuación # 2.10, Anchura de impulso………………………………………………. 89
9 Ecuación # 2.11, La resolución………………………………………………………. 90
9 Ecuación # 4.1, Fórmula de la absorbancia………………………………………...147
9 Ecuación # 4.2, Máxima variación permitida……………………………………….162
9 Ecuación # 4.3, Variación de intensidad…………………………………………….162
9 Ecuación # 4.4, Aplicación de la absorbancia………………………………………174
9 Ecuación
#
4.5,
Aplicación
de
la
ecuación
para
el
cálculo
de
la
cinética…………………………………………………………………………………175
9 Ecuación # 4.6, Error porcentual............................................................................197
XX ÍNDICE DE ECUACIONES Y CRITERIOS CRITERIOS
9
Criterio # 1, La fuente experimentó cambios mayores al 5%................................163
9
Criterio # 2, La fuente experimentó cambios menores o iguales al 5%................163
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
XXI ÍNDICE DE TABLAS ÍNDICE DE TABLAS
9 Tabla # 2.1, Métodos espectroscópicos generales basados en la radiación
electromagnética……………………………………………………………………… 22
9 Tabla # 2.2, Principales clases de métodos espectroquímicos…………………… 33
S
O
D
VAal que se desea acceder
Tabla # 2.4, Cuadro de código para seleccionar el
banco
R
E
S
E
R
en la RAM…………………………………………………………….........................
79
S
O
H hay que efectuar para realizar una conversión
Tabla # 2.5, Pasos
Cque
E
R
DE
A/D……………………………………………………………………………………..
94
9 Tabla # 2.3, Documentación de un programa…………………………………….... 68
9
9
9 Tabla # 2.6, Cuadro de variables…………………………………………………….102
9 Tabla # 4.1, Comparación de resultados SPECTRONIC® 20+ Vs SISMAC en
Estandares............................................................................................................196
9
Tabla # 4.2, Comparación de resultados SPECTRONIC® 20+ Vs SISMAC en
muestras de sangre completa................................................................................196
1
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
Vivimos en un mundo donde los adelantos médicos en su mayoría se deben a
adelantos tecnológicos en otras áreas del conocimiento, principalmente en el área
de la electrónica, la cual ha permitido el desarrollo de equipos que facilitan las
S
O
D
VyAprivado), tiene acceso a
R
tarea específica. En nuestro país el sector salud E
(público
S
E
R
estos adelantos mediante la importación
OS de equipos, por lo que prácticamente no
H
C
existe iniciativa alguna
dirigida hacia el desarrollo de equipos tanto médicos como
ERE
D
de laboratorio.
labores médicas, y en algunos casos, constituyen el único medio para lograr una
Esta investigación se basa en el rediseño e implementación de un fotómetro digital
basado en el LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A, el cual es
empleado por profesionales del bioanálisis, para determinar valores de
absorbancia y concentración de muestras sanguíneas, con el fin de obtener
resultados en análisis como: glicemia, colesterol, transaminasas, etc.
Para emprender en el proyecto de rediseñar
éste dispositivo
es necesario
conocer su comportamiento, capacidades, limitaciones, de igual manera se debe
acceder a información documental, especialmente consultas bibliográficas
referidas a análisis químico, instrumental, de circuitos eléctricos y electrónicos, al
igual que a especificaciones de dispositivos eléctricos y electrónicos empleados en
el área de química sanguínea.
2
INTRODUCCIÓN Los resultados que se obtendrán de esta investigación permitirán haber
desarrollado un fotómetro más preciso, que involucre la realización de pruebas
mediante el método de punto final y contará con un software que lo capacite para
realizar pruebas mediante métodos cinéticos. Este trabajo está constituido por
cuatro capítulos, en los cuales se encuentra la siguiente información:
S
O
D
VA
R
Capítulo I, el cual plantea el problema, estableceElos
objetivos, justifica el por qué
S
E
R
S de su realización.
de la investigación y se delimita O
el tiempo
H
C
E
DER
Capítulo II, este se basa en los antecedentes de investigaciones pasadas y posee
toda la fundamentación teórica necesaria para el buen desarrollo de los objetivos
de la investigación.
Capítulo III, que presenta el tipo y el diseño de la investigación. Además se lleva a
cabo una descripción de las técnicas de recolección de datos empleadas durante
las fases necesarias para consecución de los objetivos plantedos junto con la
metodología empleada.
Capítulo IV, donde se muestra el análisis de los datos obtenidos de los estudios
realizados, la presentación de los resultados donde están expuestos los objetivos
alcanzados y en la construcción e implementación del instrumento.
Para finalizar se presentan las conclusiones y las recomendaciones del estudio a
realizar. S
O
D
VA
R
E
S
EC
R
E
D
E
R
S
HO
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
4
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
En este capítulo se describe el problema que dio origen a esta investigación, junto
con los objetivos, delimitación y alcance de la misma, en puntos que serán
S
O
D
VA
R
E
S
descritos a continuación.
E
R
S
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
HO
C
E
DER
Los esfuerzos en la búsqueda del conocimiento sobre las enfermedades, para
diagnosticarlas y tratarlas, se remontan desde los tiempos de la prehistoria, como
lo confirma la antropología, ciencia que estudia los aspectos biológicos y sociales
del hombre. A través de las investigaciones antropológicas se conoce que
las enfermedades graves, tuvieron especial interés para los hombres primitivos a
pesar de que no podían diagnosticarlas ni tratarlas. Este interés acompañó al
hombre a lo largo de la historia, el cual se puede confirmar por medio del estudio
de la cultura de las civilizaciones antiguas, donde éstas dedicaron sus esfuerzos al
área que más tarde se conocería como medicina.
Se puede decir que la medicina ha evolucionado a la par del conocimiento del
hombre, pasando desde un diagnóstico primitivo, basado éste en el interrogatorio
realizado
al
paciente,
la
observación
y
la
palpación
al
mismo,
llegando a una era moderna donde la necesidad de conocer la naturaleza de las
enfermedades y diagnosticarlas, es de gran relevancia puesto que esta acción
conduce al tratamiento específico, es decir, al tratamiento de la causa
determinante de la enfermedad, en lugar de un tratamiento exclusivo de los
5
CAPÍTULO I
síntomas de ésta. Por esta razón, es decir, para determinar realmente la
naturaleza de las enfermedades, se tiene la necesidad de considerar un número
de variables tal que implican en sí, realizar procesos complejos para emitir
diagnósticos, como aquellos que no se pueden emitir con una simple observación
o palpación al paciente. A tal efecto, el hombre trabajó en la fusión de varias
ciencias o áreas de estudios para el desarrollo de instrumentos de medición con la
finalidad de determinar la naturaleza de distintas enfermedades.
S
O
D
VA
de procedimientos de diseño para resolver problemas
médicos.
R
E
S
E
R
S
O
H
En la actualidad, el diagnóstico
de una enfermedad debe combinar una adecuada
C
E
R
E
D
historia clínica (antecedentes familiares y enfermedad actual), un examen físico
De dichos esfuerzos nace la bioingeniería, aplicación de principios de ingeniería y
completo y pruebas de laboratorio. Estas últimas, son cada vez más importantes,
porque ofrecen información complementaria al médico para confirmar la presencia
o ausencia de una patología clínica o enfermedad.
El laboratorio clínico, ofrece una gama de pruebas en las áreas de microbiología,
parasitología, hematología, virología y bioquímica clínica entre otras, en diferentes
tipos de muestras (ej. Sangre completa, suero, orina, heces, entre otras) para la
determinación del microorganismo o metabolito (compuesto químico) que produce
la enfermedad, o simplemente para conocer si los resultados del paciente en una
prueba de rutina (ej. Hemoglobina, orina, glicemia entre otras) están dentro de los
valores normales o referenciales de acuerdo a la prueba realizada. Los resultados
de las pruebas de laboratorio le permite al médico la confirmación de un
diagnóstico presuntivo de cualquier enfermedad, además de orientar en la
elaboración de otras pruebas más específicas como: radiografías en diferentes
órganos, biopsia, resonancia magnética nuclear, cultivos de sangre o cualquier
otra secreción, entre otras.
6
CAPÍTULO I
Las pruebas en el área de la Bioquímica, permiten determinar la concentración de
un compuesto químico en la sangre, tales como: glucosa, creatinina, urea, HDL,
LDL, ácido úrico, triglicéridos, colesterol entre otros. Para realizar la determinación
de estos compuestos químicos presentes en la sangre, se recurre a varios
métodos para cuantificar su concentración, entendiendo por concentración según
Douglas A. Skoog (2001), la cantidad de soluto en una cantidad estándar de
disolvente o solución.
S
O
D
VA
electroquímicos, radioquímicos, cromatográficos,E
ópticos
y espectroscópicos. Este
R
S
E
R
último, se basa en el estudio de lasS
interacciones
de la radiación electromagnética
O
H
con la materia; es el
más
ECexacto del grupo de métodos instrumentales utilizados
R
E
D
en los análisis químicos y en toda el área de la química analítica. Los métodos
Los métodos instrumentales de análisis abarcan diferentes técnicas tales como:
espectroscópicos se fundamentan en la cantidad de luz absorbida por la muestra,
es decir la absorbancia. Este parámetro se define como el logaritmo del cociente
de la potencia inicial (Po) de un haz de radiación y la potencia (P) del rayo
después de atravesar un medio absorbente.
La medida de la absorción y emisión de la luz por parte de las sustancias se
denomina espectrofotometría, a menudo simplificada como espectrometría.
Cuando coloquialmente se utiliza el término luz, se hace referencia normalmente a
la luz visible para el ojo humano. Sin embargo, la luz visible es únicamente una
pequeña parte del espectro electromagnético, que incluye las radiaciones de radio,
microondas, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Aquí, la
palabra
luz
se
utilizará
como
un
término
general
para
la
radiación
electromagnética, la cual se define como un tipo de energía que viaja por el
espacio a enormes velocidades. (Douglas A. Skoog. 2001).
7
CAPÍTULO I
Los instrumentos específicos utilizados para la espectrometría se denominan
espectrofotómetros o espectrómetros, fotómetro y colorímetro, dependiendo de su
construcción.
El término colorímetro se emplea para designar a un instrumento que utiliza el ojo
humano como detector para medir la cantidad de luz absorbida por la muestra,
utilizando unos o más patrones de comparación del color. Sin embargo, estos
dispositivos presentan una serie de desventajas, puesto que el ojo humano
S
O
D
VA de onda entre los
visible, constituido por ondas electromagnéticasE
con
longitudes
R
S iris desde el violeta hasta el rojo.
E
R
380 y 780 nm, que abarcan los colores
del
arco
OS
H
C
De hecho el órgano
REvisual del ser humano es poco sensible a pequeñas
E
D
diferencias en la absorbancia, suministrando así al cerebro una data
responde a un intervalo espectral relativamente limitado; ello se refiere al espectro
relativamente
limitada,
ocasionando
que
éste
sea
incapaz
de
reconocer diferencias de concentración menores del 5% aproximadamente, y que
solamente pueda comparar colores, a excepción del caso donde la solución del
soluto, contenga una segunda sustancia coloreada.
El espectrofotómetro, es un instrumento diseñado para la medida de absorción de
radiación electromagnética ultravioleta visible e infrarroja. El instrumento está
constituido por una fuente de radiación, un monocromador y un mecanismo
eléctrico para medir la intensidad de radiación. Este permite comparar la radiación
absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida
de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia. El
color de las sustancias se debe a que éstas absorben luz blanca (fuente de
radiación) a ciertas y específicas longitudes de onda y solo dejan pasar en el ojo
humano aquellas longitudes de onda no absorbidas. El usuario se vale de una
fuente de luz blanca emitida por este dispositivo la cual se concentra en un prisma
y se separa o descompone en sus diferentes longitudes de onda. Cada longitud de
onda (cada color) puede pasar selectivamente a través de una ranura. Este rayo
8
CAPÍTULO I
de luz, definido como luz incidente (Io), pasa a través de la muestra en estudio. La
muestra es generalmente, una sustancia disuelta en un solvente adecuado y está
contenido en un tubo de fabricación especial. Después de seleccionar los rayos de
luz que atraviesa la muestra, ésta emerge como un rayo transmitido (I) y llega a un
detector (ej. célula fotoeléctrica, fototubo o fotomultiplicador).
Un fotómetro, es un instrumento que mide la absorbancia, está constituido por un
filtro que selecciona la longitud de onda de interés y un detector de fotones (celdas
S
O
D
A
mantenimiento y muy resistente, cualidades
deVlas que adolecen los
R
E
Scuando el análisis no necesita una
E
R
espectrofotómetros más sofisticados.
Además,
OS
H
C
pureza espectral elevada
E (y frecuentemente es así) el fotómetro proporciona
DER
fotoeléctricas) (Douglas A. Skoog. 2001). Este instrumento es de fácil
medidas tan precisas como las obtenidas con instrumentos más complejos. El
fotómetro tiene la particularidad de poseer celdas fotoeléctricas, además de contar
con una fuente de luz. Dicha fuente de luz se encuentra dentro de una caja
metálica enviando los rayos luminosos que llegan a la solución en estudio, la cual
está almacenada en un tubo o celda de vidrio, sobre un soporte apropiado.
En base a estos instrumentos que cuantifican la radiación electromagnética
emitida o absorbida por los componentes de la muestra, se han desarrollado gran
variedad de equipos, los cuales varían en cuanto a tamaño, costos y
funcionalidad.
SERVEQUIP C.A, empresa zuliana con veintidós (22) años de experiencia en el
servicio técnico especializado y venta de equipos médicos y de laboratorio, coloca
en el mercado para el año 1996 el LAB-COMPUTER, un fotómetro el cual cumple
con su función de medición de cantidad absorbida de luz por una sustancia, a
través de la determinación de la absorbancia que caracteriza a la misma. En base
a la absorbancia, el fotómetro LAB-COMPUTER está capacitado para determinar
la concentración de algún componente en una sustancia.
9
CAPÍTULO I
Este equipo está conformado entre otros elementos, por los siguientes
componentes: un transformador reductor, un rectificador de onda completa,
además de contar con un arreglo de filtros capacitivos y un regulador de voltaje,
que en conjunto, todos estos elementos: reducen, rectifican, filtran y regulan una
onda con energía eléctrica hasta convertirla en otra onda con un nivel de tensión
de 9V DC, tensión la cual es aplicada a un regulador de 5V DC. Este nivel de
tensión es empleado para alimentar una tarjeta en la cual se encuentran un
S
O
D
RVdeAluz y el soporte para la
de interferencia, el cual está posicionado entreSlaE
fuente
E
R
S
muestra en estudio, denominado
HObloque de lectura. Después de este bloque, se
C
E
encuentra una foto-resistencia
que en conjunto con un circuito astable, traduce de
DER
microprocesador Z80 y otros dispositivos electrónicos, así también como a un
foco, que funciona como fuente de luz. Además, éste instrumento posee un filtro
tal manera la cantidad de luz que atraviesa la muestra en estudio, a una señal de
frecuencia dependiente de la variación de la misma. Estos valores de frecuencia
dependiente de la variación de luz que atraviesa la muestra son interpretados por
el microprocesador Z80, mediante un software almacenado en una memoria
EPROM, para luego realizar una serie de cómputos y emitir un resultado. Este es
visualizado a través de un arreglo de tres displays del tipo de siete segmentos, a
manera de cifras decimales escasas; el resultado arrojado por el equipo, es un
número compuesto por un dígito entero y dos dígitos decimales, que se traducen
en valores de absorbancia y concentración, según la función en la que se esté
trabajando.
Un Bioanalista, trabaja con estas cifras para generar un resultado; esta cantidad
con cifras decimales escasas, implica una imprecisión en el cálculo a la hora de
realizar cómputos con esta data suministrada. El arreglo de displays en este
equipo, además de suministrar cifras decimales escasas, es incapaz de generar
caracteres alfabéticos suficientes para formar palabras completas que se
combinen entre si conformando una serie de mensajes cortos. Esta incapacidad,
caracteriza al equipo de una interfaz gráfica poco amigable, limitada para brindar
10
CAPÍTULO I
mayor cantidad de información y/o data al usuario. Esto dificulta el poder dotar al
equipo con una guía por medio de la cual se indique paso a paso el procedimiento
a seguir para la operación del mismo.
El fotómetro LAB-COMPUTER como se mencionó anteriormente, brinda valores
tanto de absorbancia como de concentración, pero es incapaz de realizar pruebas
del tipo cinética. La prueba del tipo cinética implica el uso por periodos de tiempo,
de un reactivo adicionado a la muestra en estudio, con la finalidad de obtener,
S
O
D
VA
operaciones aritméticas para finalmente obtener
un
determinado
resultado para
R
E
S
E
R de CPK (creatinina fosfoquinasa),
confirmar un diagnóstico; ejemplo, S
las pruebas
O
CHconfirmar el diagnóstico de infarto al miocardio,
prueba que se utiliza
para:
E
R
DE
precisar la causa de dolor toráxico, determinar la extensión del daño muscular
para cada periodo de tiempo, valores numéricos que deben someterse a
causado por drogas, trauma o inmovilidad, detectar isquemias en órganos como
riñón, pulmón, intestinos y otros, distinguir entre hipertermia maligna e infección
post operatoria y ayudar a descubrir portadores de distrofia muscular.
El instrumento de medición LAB-COMPUTER tiene un aspecto determinante para
la emisión de resultados confiables; esto es la calibración. Ella se realiza en parte,
en función del estado físico en que se encuentre la fuente de luz. Dicho estado
varía en relación a muchos factores, entre los cuales se encuentra: el
envejecimiento del filamento del foco, que es causante de una tonalidad opaca
percibida en las paredes del vidrio que recubren al mencionado filamento. Esta
tonalidad impide que la fuente de luz emita la cantidad de radiación
electromagnética que dicha fuente emitía cuando se encontraba más longevo. Si
la fuente de luz emite una intensidad menor de radiación electromagnética, esto
implica una atenuación en la potencia de entrada al sistema (Pi) y por consiguiente
una intensidad final menor, después de atravesar el medio adsorbente (Po), la
cual es detectada por la fotorresistencia; de tal manera que se estaría trabajando
con un nuevo factor a la hora de realizar los cálculos para la determinación de la
11
CAPÍTULO I
absorbancia de una muestra y en consecuencia su concentración. Por esta razón,
el fotómetro LAB-COMPUTER debe ser calibrado antes de realizar pruebas, para
determinar el factor con el cual se va a trabajar.
Las características y carencias del fotómetro LAB-COMPUTER descritas
anteriormente, entre ellas: la emisión de resultados con pocas cifras decimales, el
envejecimiento de la fuente de luz y con ello, el cambio de factores a utilizar en el
procedimiento para el cálculo de absorbancia y concentración, la incapacidad de
S
O
D
VA del fotómetro LABusuario, son las bases que justifican y sustentan
el rediseño
R
E
S
E
R
COMPUTER, distribuido por la empresa
SERVEQUIP
C.A. Con este rediseño se
S
O
H
C al LAB-COMPUTER en relación a la: imprecisión
obtendrá un dispositivo
Esuperior
R
E
D
y automatización; por lo que éste nuevo fotómetro será un dispositivo mucho más
realizar pruebas de tipo cinética y la carencia de una interfaz más amigable con el
versátil y funcional, además de estar orientado a satisfacer las necesidades del
usuario.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:
La presente investigación tiene como finalidad:
El rediseño e implementación de un fotómetro digital, basado en el LABCOMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A.
12
CAPÍTULO I
1.3 OBJETIVOS:
1.3.1 OBJETIVOS GENERALES:
9 Rediseñar un fotómetro digital, basado en el LAB-COMPUTER de la
empresa SERVEQUIP C.A.
9 Implementar el equipo diseñado, basado éste en el LAB-COMPUTER de
S
O
D
VA
R
E
S
la empresa SERVEQUIP C.A.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
9 Revisar el diseño del actual fotómetro LAB-COMPUTER, de la empresa
SERVEQUIP C.A.
9 Determinar los requerimientos técnicos del nuevo fotómetro digital,
basado en el LAB-COMPUTER, de la empresa SERVEQUIP C.A.
9 Realizar el rediseño del actual fotómetro LAB-COMPUTER, de la
empresa SERVEQUIP C.A.
9 Efectuar la implementación del nuevo fotómetro digital, basado en el
LAB-COMPUTER, de la empresa SERVEQUIP C.A.
9 Realizar un manual del usuario para el nuevo fotómetro digital, basado
en el LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A.
13
CAPÍTULO I
1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN:
Realizar el rediseño e implementación del fotómetro digital basado en el LABCOMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A, es de gran importancia y tiene gran
implicación práctica; ya que mediante este rediseño e implementación se lograrán
solventar las necesidades expuestas por ésta empresa, y se contribuirá con un
aporte al conocimiento científico, ya que servirá como base de estudio para futuras
investigaciones.
S
O
D
A una iniciativa de los
Esta investigación es de gran importancia; ya queVes
R
E
S que promueve el gobierno y en
E
investigadores en el aporte al desarrolloR
endógeno
OS ya que propondrá un equipo de bajo
H
la innovación de la ciencia
y tecnología,
C
E
R
E
D
costo, desarrollado en la región, con alta tecnología, lo cual fortalecería la
confianza en el sector tecnológico del país. Esto permitirá solventar en parte, las
necesidades tecnológicas que actualmente padece la nación, realizado por
personal capacitado en el país, reduciendo así las importaciones de equipos y/o
tecnologías.
En los actuales momentos, la relevancia de esta investigación está contemplada
en que una vez rediseñado el instrumento, éste será más actualizado y tendrá
mejor precisión, ya que mostrará un resultado numérico con más cifras decimales.
Además disminuirá el tiempo invertido por un bioanalista para realizar pruebas del
tipo punto final. El nuevo fotómetro, poseerá una interfaz gráfica más amigable, lo
que facilitará el proceso de adaptación para usuarios nuevos o con poca
experiencia en el manejo del mismo; y dispondrá de un monitoreo constante que
permitirá el proceso de calibración automática del equipo en función del estado de
la fuente de luz.
14
CAPÍTULO I
1.5 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN:
El rediseño e implementación de un fotómetro digital, basado en el LABCOMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A se realizará en un periodo de 17
meses, comprendido entre los meses Enero 2007 - Junio 2008. Esta investigación
se encuentra enmarcada en las siguientes áreas: electrónica, programación,
automatización y química analítica, la cual se realizó en la empresa SERVEQUIP
S
O
D
VA
R
E
S
C.A, ubicada en Av. 29A con calle Nº 61A-133, Sector Amparo de la ciudad de
Maracaibo Edo. Zulia.
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
EC
R
E
D
E
R
S
HO
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
16
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
En este capítulo se citan las referencias teóricas que ayudarán a la realización de
la presente investigación tales como: Antecedentes de la investigación, bases
S
O
D
VA
R
E
S
teóricas, definición de términos básicos y sistemas de hipótesis y variables.
E
R
S
O
2.1 ANTECEDENTES DE LAH
INVESTIGACIÓN:
C
E
DER
En la actualidad, existen pocos trabajos científicos publicados en relación al
rediseño e implementación de un fotómetro digital.
Uno de los soportes para está investigación esta basado en los estudios realizado
Max Frederic Balestra en el año 2001, sobre el “Desarrollo de un prototipo de
microscopio computarizado para la visualización de muestras a través de una
interfaz digital aplicada a un computador personal”, realizado en la Universidad Dr.
Rafael Belloso Chacín ubicada en la Ciudad de Maracaibo, Estado Zulia,
Venezuela.
Esta investigación tiene como objetivo principal desarrollar un prototipo de
microscopio computarizado para la visualización de muestras a través de una
interfaz digital aplicada a un computador personal. Esta
investigación, fue de
finalidad aplicada, ya que luego del diseño y construcción del prototipo, se llevó a
cabo su aplicación para evaluar su funcionamiento.
Para
la
realización
de
este
trabajo
se
empleó
una
metodología
de
17
CAPÍTULO II
naturaleza descriptiva, ya que se estudiaron con anterioridad las partes y
características del prototipo por separado, como lo son: cámara digital, microscopio
y computador personal, para luego analizar su funcionamiento, con el fin de
acoplarlos posteriormente.
Ésta investigación fue de marco de laboratorio debido a que se realizó en las
S
O
D
VA
R
E
S
instalaciones de una empresa tomando en cuenta el entorno y toda la data
recolectada; mientras que de acuerdo con la tecnología, éste se clasifica como
E
R
S
HO
tecnología del conocimiento.
EC
R
E
D
La metodología empleada para la construcción de hardware fue dividida en las
siguientes fases: definición de las aplicaciones, esquema general del software u
ordenograma general, adaptación entre hardware y software, ordenogramas
modulares y codificación de programas, implementación del hardware, integración
del software y hardware, construcción de dispositivos y pruebas finales.
Luego del desarrollo del prototipo mencionado se obtuvieron los siguientes
resultados:
1. Se consiguieron visualizar las muestras tomadas a través de microscopio
mediante un acople óptico.
2. Se logró conformar una base de datos para almacenar datos de los
pacientes y resultados de pruebas anteriores.
18
CAPÍTULO II
2.2 BASES TEÓRICAS:
Para comprender el funcionamiento del equipo en estudio es decir el LABCOMPUTER es necesario estudiar el principio de los métodos espectrométricos y
fotométricos los cuales se basan principalmente en las teorías expuestas a
S
O
D
VA
R
E
S
continuación:
E
R
S
HO
EC
R
E
D
2.2.1. ESPECTROSCOPIA:
Es un término general que trata de las distintas interacciones de las radiaciones con
la materia. Históricamente las interacciones de interés se producían entre la
radiación
electromagnética
y
la
materia
sin
embargo
ahora
el
término
espectroscopia se ha ampliado para incluir la interacciones entre la materias y la
otras formas de energía tales como: ondas acústicas y haces de partículas como
iones y electrones.
2.2.2. FOTOMETRÍA:
Es la ciencia que se encarga de la medida de la luz como el brillo percibido por el
ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética
de estimular el sistema visual. No debe confundirse con la Radiometría, que se
encarga de la medida de la luz en términos de potencia absoluta.
La espectrometría y la fotometría hacen referencia a la medida de la intensidad de
la radiación mediante un detector fotoeléctrico o con otro tipo de dispositivo
19
CAPÍTULO II
electrónico. Siendo los métodos más ampliamente utilizados los que son
relacionados con la radiación electromagnética.
2.2.3. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA:
S
O
D
VA
R
E
son los rayos gamas y los rayos x, así como
también
S las radiaciones ultravioletas,
E
R
OS
de microondas y de radiofrecuencias.
H
C
E
DER
Es un tipo de energía que toma varias formas, de las cuales las más fácilmente
reconocible son las luz y el calor radiante mientras que la más difícil de reconocer
2.2.4. PROPIEDADES GENERALES DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA:
Muchas propiedades de la radiación electromagnética se explican adecuadamente
con un modelo clásico de onda sinusoidal, que utiliza parámetros como la longitud
de onda, la frecuencia, la velocidad y la amplitud. A diferencia de otros fenómenos
ondulatorios, como el sonido, la radiación electromagnética no necesita un medio
de apoyo para transmitirse y, por tanto, se propaga fácilmente a través del vacío.
El modelo ondulatorio falla al intentar explicar fenómenos asociados con la
absorción o la emisión de energía radiante. Para comprender estos procesos, hay
que acudir a un modelo corpuscular en el que la radiación electromagnética se
contempla como un flujo de partículas discretas, o paquetes ondulatorios de
energía, denominados fotones, en los que la energía de un fotón es proporcional a
la frecuencia de la radiación. Este doble punto de vista de la radiación como
partícula y como onda no es mutuamente excluyente, sino complementario. De
hecho, la dualidad onda-corpúsculo se aplica al comportamiento de haces de
20
CAPÍTULO II
electrones, protones y otras partículas elementales, y se racionaliza completamente
por medio de la mecánica ondulatoria.
2.2.5.
PROPIEDADES
ONDULATORIAS
DE
LA
RADIACIÓN
ELECTROMAGNÉTICA:
S
O
D
VA
R
E
eléctrico y otro magnético que está en fase, E
conS
oscilaciones sinusoidales en ángulo
R
OS a la dirección de propagación. La figura 2recto de uno respecto a otro yH
respecto
C
E
1a es una representación
DER de este tipo para un rayo individual de una radiación
Para muchos fines, la radiación electromagnética se representa como un campo
electromagnética polarizada en el plano. Polarizada en el plano significa que todas
las oscilaciones tanto del campo eléctrico como del magnético están en un solo
plano. La figura 2-1b es una representación bidimensional de la componente
eléctrica del rayo de la figura 2-1a. En ésta figura, el campo eléctrico se representa
como un vector cuya longitud es proporcional a la fuerza del campo. La abscisa de
esta representación gráfica puede ser el tiempo, cuando la radiación atraviesa un
punto fijo del espacio, o la distancia, cuando el tiempo se mantiene constante.
En las teorías expuestas a continuación, solo se considerará la componente
eléctrica de la radiación, ya que el campo eléctrico es el responsable de la mayoría
de los fenómenos que interesan, como la transmisión, la reflexión, la refracción y la
absorción. Sin embargo, cabe señalar que la componente magnética de la radiación
electromagnética
es
la
responsable
de
la
absorción
de
las
radiofrecuencias en la espectroscopia de resonancia magnética nuclear.
ondas
de
21
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HOperpendiculares entre si y respecto a la dirección de
(a) campos eléctricos y magnéticos
C
E
propagación,
DER(b) representación bidimensional del vector eléctrico.
Figura # 2.1, Representación de un haz de radiación monocromática, polarizada en el plano:
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
9 EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO:
El espectro electromagnético abarca un intervalo enorme de longitudes de onda y
de frecuencias (y así como de energías). De hecho, el intervalo es tan grande que
se necesita una escala logarítmica. La figura 2-2 también describe cualitativamente
las principales regiones espectrales. Las divisiones se basan en los métodos que se
precisan para generar y detectar las diversas clases de radiación. Varios
solapamientos son evidentes. Obsérvese que la región visible del espectro
percibido por el ojo humano es muy pequeña si se compara con otras regiones
espectrales. Hay que tener en cuenta también que los métodos espectroquímicos
que se utilizan no sólo la radiación visible sino también las radiaciones ultravioleta e
infrarroja se denominan con frecuencias métodos ópticos, a pesar de que el ojo
humano no es sensible a los dos últimos tipos de radiación. Esta terminología algo
ambigua surge de las muchas características comunes de los instrumentos
22
CAPÍTULO II
utilizados para las tres regiones espectrales y de las similitudes que se observan en
las interacciones de los tres tipos de radiación con la materia.
La tabla 2-1 recoge los intervalos de longitud de onda y de frecuencia de las
regiones del espectro que interesan con fines analíticos, así como los nombres de
los diversos métodos espectroscópicos asociados con cada uno. La última columna
S
O
D
distintas
VA
R
E
S
de la tabla indica los tipos de transiciones cuánticas nucleares, atómicas o
moleculares
que
constituyen
el
fundamento
E
R
S
HO
espectroscópicas.
EC
R
E
D
de
las
técnicas
Figura # 2.2, Regiones del espectro electromagnético.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
Tabla #2.3, Métodos espectroscópicos generales basados en la radiación
electromagnética.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
23
CAPÍTULO II
9 DIFRACCIÓN DE LA RADIACIÓN:
La difracción es una propiedad ondulatoria, que puede observarse no sólo para la
radiación electromagnética sino también para las ondas mecánicas o acústicas. Por
ejemplo, la difracción se demuestra con facilidad en el laboratorio generando
mecánicamente ondas de frecuencia constante en un depósito de agua y
S
O
D
VA
R
E
longitud de onda (figura 2-3a), la difracciónEes
Sinsignificante y difícil de detectar.
R
O
Pero, cuando la longitud de onda
y laS
abertura de la rendija son del mismo orden de
H
C
E
magnitud, comoD
enElaR
figura 2-3b, la difracción llega a ser intensa. En este caso, la
observando las crestas ondulatorias antes y después de pasar a través de una
abertura rectangular o rendija. Cuando la rendija es ancha en comparación con la
rendija se comporta como una nueva fuente a partir de la cual las ondas se irradian
en una serie de arcos de casi 180 grados. Así pues, la difracción del frente de onda
se curva al pasar entre los bordes de la rendija.
La difracción es una consecuencia de la interferencia. Esta relación se comprende
más fácilmente si se considera un experimento, realizado por primera vez por
Thomas Young en 1800, en el que la naturaleza ondulatoria de la luz se
demostraba de modo inequívoco.
Figura #2.3, Propagación de ondas a través de una rendija.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
24
CAPÍTULO II
9 TRANSMISIÓN DE LA RADIACIÓN:
Experimentalmente se observa que la velocidad a la que se propaga la radiación a
través de una sustancia transparente es menor que su velocidad en el vacio y
depende de los tipos y concentraciones de átomos, iones o moléculas del medio.
De estas observaciones se deduce que la radiación debe interaccionar de alguna
S
O
D
VA
R
E
S
manera con la materia. Sin embargo, dado que no observa ningún cambio en la
frecuencia, la interacción no puede implicar una transferencia permanente de
E
R
S
HO
energía.
EC
R
E
D
El índice de refracción de un medio es una medida de su interacción con la
radiación y se define como:
Ecuación 2-1
en la que
es el índice de refracción para una frecuencia determinada,
velocidad de la radiación en el medio, y
es la
es su velocidad en el vacio. El índice de
refracción de la mayoría de los líquidos está entre 1,3 y 1,8; para los sólidos, va
desde 1,3 a 2,5 o incluso hasta valores superiores.
La interacción implicada en la transmisión puede atribuirse a la polarización
periódica de las especies atómicas y moleculares que constituyen el medio. En este
contexto, la polarización significa una deformación transitoria de las nubes de
electrones asociadas a los átomos o a las moléculas, causada por el campo
electromagnético alternante de la radiación. Puesto que la radiación no se absorbe,
la energía requerida para la polarización solo se retiene momentáneamente
(
) por las especies y se emite de nuevo sin alteración cuando la
sustancia vuelve a su estado original. Ya que no hay un cambio neto de energía en
25
CAPÍTULO II
este proceso, la frecuencia de la radiación emitida no varía, pero la velocidad de su
propagación disminuye a causa del tiempo necesario para que se produzca la
retención y la remisión. Por lo tanto, la transmisión a través de un medio puede
considerarse como un proceso por etapas en el que intervienen como
intermediarios átomos, iones o moléculas polarizados.
9 REFRACCIÓN DE LA RADIACIÓN:
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
Cuando la radiación incide H
conO
un ángulo en la interface entre dos medios
C
E
R densidades diferentes, se observa un cambio brusco en la
transparentes que
DEtiene
dirección, o refracción, del haz como consecuencia de una diferencia en la
velocidad de la radiación en los dos medios. Cuando el haz pasa de un medio
menos denso a uno más denso, como en la figura 2-4, la desviación se acerca a la
normal hasta la interface. Cuando pasa de un medio más denso a otro menos
denso, se observa una desviación separándose de lo normal.
Figura #2.4, Refracción de la luz al pasar de un medio menos denso M1 a otro más
denso M2, en el que su velocidad es menor.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
26
CAPÍTULO II
9 REFLEXIÓN DE LA RADIACIÓN:
Cuando la radiación atraviesa una interface entre medios con diferentes índices de
refracción, se produce siempre una reflexión. La fracción de radiación reflejada es
tanto mayor cuanto mayor sea la diferencia entre los índices de refracción.
9 DISPERSIÓN DE LA RADIACIÓN:
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
Como se indicó antes, la transmisión
HO de la radiación a través de la materia puede
C
E
R retención momentánea de la energía radiante por átomos,
representarse como
DEuna
iones o moléculas, seguida de una reemisión de la radiación en todas las
direcciones cuando las partículas vuelven a su estado inicial.
En el caso de partículas atómicas o moleculares que son pequeñas respecto a la
longitud de onda de la radiación, la interferencia destructiva elimina la mayor parte,
aunque no toda, de la radiación reemitida, excepto aquella que se desplaza en la
dirección inicial del haz; como consecuencia de la iteración, la trayectoria del haz
parece no haberse alterado. Sin embargo, una observación cuidadosa revela que
una fracción muy pequeña de la radiación se transmite en todas direcciones a partir
de la trayectoria inicial y que la intensidad de esta radiación dispersada aumenta
con el tamaño de partícula.
9 POLARIZACIÓN DE LA RADIACIÓN:
La radiación ordinaria consiste en un haz de ondas electromagnéticas en el que las
vibraciones se distribuyen por igual entre una serie infinita de planos centrados a lo
largo de la trayectoria del haz. Visto de frente, un haz de radiación monocromática
27
CAPÍTULO II
puede visualizarse como un conjunto infinito de vectores eléctricos cuya longitud
fluctúa desde cero hasta una amplitud máxima A. La figura 2-5 representa una vista
frontal de estos vectores a distintos tiempos, durante el paso de una onda de
radiación monocromática por un punto fijo del espacio.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura #2.5, Radiación no polarizada en el plano: (a) vista de la sección transversal de
un haz de radiación monocromática, (b) vistas frontales sucesivas de la radiación en
(a) si es no polarizada, (c) vistas frontales sucesivas de la radiación en (a) si es
polarizada en el plano del eje vertical.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
2.2.6. PROPIEDADES MECÁNICO - CUÁNTICA DE LA RADIACIÓN:
Cuando la radiación electromagnética se absorbe o se emite, se produce una
transferencia permanente de energía al medio absorbente o procedente del objeto
emisor. Para describir estos fenómenos, hay que tratar a la radiación
electromagnética no como un conjunto de ondas, sino como un flujo de partículas
discretas denominadas fotones o cuantos. La necesidad de disponer de un modelo
corpuscular para la radiación fue evidente a raíz del descubrimiento del efecto
fotoeléctrico en el siglo XIX.
28
CAPÍTULO II
9 EL EFECTO FOTOELÉCTRICO:
En síntesis, este efecto fotoeléctrico consiste en la expulsión (o descarga) de
electrones cuando una placa de metal, cargada con electricidad estática, es
irradiada con luz. La teoría ondulatoria no explica satisfactoriamente éste fenómeno
porque la energía de una onda (continua) se extiende sobre la superficie del metal.
S
O
D
VA
R
E
S
Los cuantos de luz, sin embargo, actúan como partículas que interaccionan con los
electrones del metal, los cuales adsorben al cuanto de luz y, luego, son expulsados
E
R
S
HO
del metal.
EC
R
E
D
Varios experimentos, con diferentes materiales, se han realizado para comprobar el
efecto fotoeléctrico. De acuerdo a la teoría de Einstein, la luz está formada de
partículas y la energía de cada partícula que es proporcional a la frecuencia de la
luz. La constante de proporcionalidad es la llamada constante de Planck. Esta es
una constante de la naturaleza y es muy pequeña pero de gran significado. Es tan
pequeña que las propiedades “cuantizadas” de la luz no las podemos ver pero nos
ayudan a explicarnos muchos fenómenos de la naturaleza.
Para remover al electrón, de la superficie de una placa de metal u otro material
sólido, se necesita una cierta cantidad mínima de energía la cual depende del
material. Si la energía de un fotón es mayor que éste valor mínimo, el electrón es
emitido de la superficie del metal. Es decir, el electrón es expulsado transportando
una cierta cantidad de energía cinética debida a su propio movimiento.
(http://www.nodo50.org/ciencia_ popular/ articulos/Einstein5.htm)
En la figura #2.6 se puede apreciar de mejor manera el efecto fotoeléctrico.
29
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura #2.6, Efecto fotoeléctrico.
Fuente: www.monografias.com
9 EMISIÓN DE LA RADIACIÓN:
La radiación electromagnética se origina cuando las partículas excitadas (átomos,
iones o moléculas) se relajan a niveles de menor energía cediendo su exceso de
energía en forma de fotones. La excitación puede producirse por diversos medios,
tales como (1) el bombardeo con electrones u otras partículas elementales, que
generalmente conduce a la emisión de rayos X; (2) la exposición a chispas de
30
CAPÍTULO II
corriente alterna o al calor de una llama, un arco o un horno, la cual produce
radiación ultravioleta, visible e infrarroja; (3) la irradiación con un haz de radiación
electromagnética, que produce radiación fluorescente; una reacción química
exotérmica, que produce quimioluminiscencia.
La radiación emitida por una fuente excitada se caracteriza adecuadamente por un
S
O
D
VA
R
E
S
medio de un espectro de emisión, que generalmente toma la forma de una
representación gráfica de la potencia relativa de la radiación emitida en función de
E
R
S
HO
la longitud de onda o de la frecuencia.
EC
R
E
D
La figura 2-7 es un espectro de emisión de rayos X producido por el bombardeo de
un fragmento de molibdeno con un chorro de electrones de alta energía, el
molibdeno, constituye un elemento químico metálico utilizado por lo general en
metalurgia. Obsérvese que en la figura 2-7 hay también un espectro de líneas
superpuesto al continuo.
Figura #2.7, Espectro de emisión de rayos X del molibdeno metal.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
31
CAPÍTULO II
9 ABSORCIÓN DE RADIACIÓN:
Cuando la radiación atraviesa una capa de un sólido, un líquido o un gas, ciertas
frecuencias pueden eliminarse selectivamente por absorción, un proceso en el que
la energía electromagnética se transfiere a los átomos, iones o moléculas que
componen la muestra. La absorción provoca que estas partículas pasen de su
S
O
D
VA
R
E
S
estado normal a temperatura ambiente, o estado fundamental, a uno o más estados
excitados de energía superior.
E
R
S
De acuerdo con la teoría quántica,
HO los átomos, moléculas o iones solo tienen un
C
E
ERniveles de energía discretos; de modo que para que se
número limitado
Dde
produzca la absorción de la radiación, la energía de los fotones excitados debe
coincidir exactamente con la diferencia de energía entre el estado fundamental y
uno de los estados excitados de las especies adsorbentes. Como estas diferencias
de energía son características para cada especie, el estudio de las frecuencias de
la radiación adsorbida proporciona un medio para caracterizar los componentes de
una muestra. Con este fin, se realiza experimentalmente una representación gráfica
de la absorbancia en función de la longitud de onda o de la frecuencia.
El examen de las cuatro representaciones gráficas de la figura 2-8 pone de
manifiesto que el aspecto de los espectros de absorción varía consideradamente;
algunos están constituidos por numerosos picos agudos, mientras que otros
consisten en suaves curvas continuas. En general, la naturaleza de un espectro
está influida por variables como la complejidad, el estado físico y el entorno de las
especies absorbentes.
De ésta propiedad de la absorción se derivan varios tipos los cuales se nombran a
continuación:
32
CAPÍTULO II
9 Absorción molecular
9 Absorción atómica
9 Absorción Inducida por campo magnético
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura #2.8, Algunos espectros de absorción ultravioleta característicos.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
2.2.7. ASPECTOS CUANTITATIVOS DE LAS MEDIDAS ESPECTROQUÍMICAS:
Como se muestra en la tabla 2-2 los métodos espectroquímicos se clasifican en
cuatro categorías. Los cuatro requieren la medida de la potencia radiante, P, que es
la energía de un haz de radiación que alcanza un área dada por segundo. En los
instrumentos modernos, la potencia radiante se determina con un detector de
radiación que convierte la energía radiante en una señal eléctrica S. Generalmente
33
CAPÍTULO II
S es un potencial o una corriente que idealmente es directamente proporcional a la
potencia radiante. Esto es,
Ecuación 2-2
donde K es una constante.
S
O
D
A
V
R
E
corriente oscura, en ausencia de radiación;S
en estos casos, la respuesta
E
R
establece mediante la relación:HOS
EC
R
E
D
Muchos detectores muestran una pequeña respuesta constante, denominada
se
Ecuación 2-3
donde
es la corriente oscura, que es generalmente pequeña y constante al
menos durante cortos periodos de tiempo. Los instrumentos espectroquímicos
están normalmente equipados con un circuito compensador que reduce
a cero
cuando se realizan las medidas. En dichos instrumentos se aplica la ecuación 2-2.
Tabla #2.2, Principales clases de métodos espectroquímicos.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
34
CAPÍTULO II
2.2.8. MÉTODOS BASADOS EN LA ABSORCIÓN:
9 TRANSMITANCIA:
La figura # 2.9 muestra un haz de radiación paralelo y después de atravesar un
medio que tiene un espesor de b (cm) y una concentración c de una especie
S
O
D
VA
R
E
del medio es la fracción de radiación incidente
transmitida
por el medio:
S
E
R
OS
H
C
E
R
E
D
absorbente. Como consecuencia de las interacciones entre fotones y los átomos o
moléculas absorbentes, la potencia del haz disminuye de Po y P. La transmitancia T
T=
P
Po
Ecuación 2.4
La transmitancia se expresa con frecuencia como porcentaje o
%T =
P
∗ 100%
Po
Ecuación 2.5
35
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
Figura #2.9, Atenuación de un haz de radiación por una disolución absorbente.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 ABSORBANCIA:
La absorbancia ( ) de un medio se define por la ecuación:
Ecuación 2.6
Obsérvese que, al contrario que con la transmitancia, la absorbancia de un medio
aumenta cuando la atenuación del haz se hace mayor.
2.2.9. LA LEY DE BEER:
Para una radiación monocromática, la absorbancia es directamente proporcional al
camino óptico b a través del medio y la concentración c de la especie adsorbente.
Estas relaciones vienen dadas por:
Ecuación 2.7
36
CAPÍTULO II
donde a es una constante de proporcionalidad denominada absortividad. La
magnitud de a claramente dependerá de las unidades utilizadas para b y c. Con
frecuencia para disoluciones de una especie absorbente, b se da en centímetros
(
) y c en gramos por litro ( ). Las unidades de la absortividad en ese caso son
.
S
O
D
) y la longitud de la cubeta en centímetros
( ), la absortividad se
litro (
VA
R
E
S
Epor el símbolo ε.
denomina adsortividad molar y se representa
R
S
HO
C
E
R
E
D
Entonces se expresa de esta manera:
Cuando la concentración en la ecuación de la absorbancia se expresa en moles por
Ecuación 2.8
donde ε tiene unidades de
.
Las ecuaciones que se acaban de nombrar son expresiones de la Ley de Beer, que
sirven como base para el análisis cuantitativo mediante medidas de absorción
atómica y molecular. Se encuentran ciertas limitaciones en la aplicabilidad de la Ley
de Beer.
2.2.10. MEDIDA DE LA ABSORBANCIA Y TRANSMITANCIA:
La figura # 2.10, muestra un esquema de un instrumento sencillo llamado fotómetro,
utilizado para medir la transmitancia y la absorbancia de disoluciones acuosas con
un haz seleccionado con un filtro de radiación visible. En este caso, la radiación
procedente de una lámpara de wolframio atraviesa un filtro de vidrio coloreado, que
37
CAPÍTULO II
solo deja pasar una banda limitada de radiación de longitudes de ondas continuas.
Posteriormente el haz pasa a través de un diafragma variable, que permite ajustar
la potencia de la radiación que alcanza la cubeta transparente que contiene la
muestra. Se puede colocar un obturador enfrente del diafragma para bloquear
completamente la radiación. Con el obturador abierto, la radiación incide sobre un
dispositivo fotoeléctrico que convierte la energía radiante del haz en una corriente
S
O
D
VA
R
E
Para hacer lecturas directas en tanto por ciento
Sde transmitancia con este tipo de
E
R
OS preliminares, denominados ajuste de la
instrumento, se realizan dosHajustes
C
E
corriente oscuraD
oE
delR
0 por 100T y ajuste del 100 por 100T. El ajuste del 0 por 100T
continua que se detecta y se mide con un microamperímetro.
se realiza con el detector apantallado respecto de la fuente cerrando el obturador
mecánico. Cualquier pequeña corriente oscura en el detector se anula
eléctricamente hasta que la aguja del detector lea cero.
El ajuste del 100 por 100T se realiza con el obturador abierto y con la cubeta llena
del disolvente en el camino óptico. Generalmente, el disolvente está contenido en
una cubeta lo más parecida posible a la cubeta que contiene la muestra. El ajuste
del 100 por 100T con este tipo de instrumento supone variar la potencia del haz por
medio del diafragma variable; en algunos instrumentos este mismo efecto se realiza
variando eléctricamente la señal de salida radiante de la fuente. La potencia
radiante que llega al detector varía hasta que el medidor lea exactamente 100.
38
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
Figura #2.10, Fotómetro de haz sencillo para medidas en la región visible.
E
R
S
HO
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
EC
R
E
D
2.2.11. DISEÑO GENERAL DE INSTRUMENTOS ÓPTICOS:
Los métodos espectroscópicos ópticos se fundamentan en dos 2 fenómenos: (1)
absorción (molecular y atómica) y (2) Emisión (fluorescencia, fosforescencia, y
quimioluminiscencia). Para medir cada fenómeno la mayoría de los componentes
básicos de los instrumentos son muy parecidos, aunque difieren algo en su
configuración. Además, las propiedades necesarias de estos componentes son las
mismas independientemente de si se aplican a la región ultravioleta, visible o
infrarroja del espectro.
Los instrumentos espectroscópicos característicos incluyen cinco componentes: (1)
una fuente estable de energía radiante, (2) un recipiente transparente para contener
la muestra, (3) un dispositivo que aísle una región restringida del espectro para la
medida, (4) un detector de radiación, que convierta la energía radiante en una señal
utilizable ( generalmente una señal eléctrica), y (5) un sistema de procesamiento y
lectura de la señal, que visualice la señal detectada en una escala de medida, en
una pantalla de osciloscopio, en un medidor digital o en un registrador. Los
componentes mencionados pueden ser vistos en la figura # 2.11.
39
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura #2.11, Componentes de diversos tipos de instrumentos para espectroscopia óptica: (a)
de absorción; (b) de fluorescencia, fosforescencia y dispersión; (c) de emisión y
quimioluminiscencia.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
2.2.12. FUENTES DE RADIACIÓN:
Una fuente debe generar un haz de radiación con potencia suficiente para que se
detecte y se mida con facilidad para poderla utilizar en estudios espectroscópicos.
Además, su potencia de salida debe ser estable durante periodos de tiempo
razonables. La potencia radiante de una fuente varia exponencialmente con la
tensión de su fuente de alimentación. Por ello, para proporcionar la estabilidad
requerida se necesita a menudo una fuente de potencia regulada. Estas fuentes
pueden ser de tres tipos: fuentes continuas, que emiten radiación cuya intensidad
varia solo de forma gradual en función de la longitud de onda, fuentes de líneas,
que emiten un número limitado de líneas o bandas de radiación, cada una de las
cuales abarcan un intervalo limitado de longitudes de onda y los láseres lo cuales
40
CAPÍTULO II
son fuentes muy útiles en la instrumentación analítica debido a su elevada
intensidad a su estrecha anchura de banda y a la naturaleza coherente de su señal
de salida.
9 FUENTES CONTÍNUAS:
S
O
D
VA
R
E
fluorescencia. La fuente más común para E
la S
región ultravioleta es la lámpara de
R
OSfuente particularmente intensa, se utilizan
deuterio. Cuando se precisaHuna
C
ERE
lámparas de arco
de un gas, argón, xenón o mercurio, a alta presión. Para la
Dllenas
Las fuentes continuas se usan ampliamente en espectroscopia de absorción y de
región visible del espectro, la lámpara de filamento de wolframio se usa casi
universalmente. Las fuentes de infrarrojo más comúnmente son sólidos inertes
calentados a
produce entre
, temperatura a la cual la máxima emisión radiante se
.
9 FUENTES DE LÍNEAS:
Las fuentes que emiten pocas líneas discretas son muy utilizadas en
espectroscopia de fluorescencia atómica y molecular y en espectroscopia Raman
(la refractometría y la polarimetría también emplean fuentes de líneas). Las
lámparas de vapor de mercurio y de sodio, utilizadas en distintos instrumentos
espectroscópicos, proporcionan relativamente pocas líneas agudas en la región
ultravioleta y visible. Las lámparas de cátodo hueco y las lámparas de descarga sin
electrodos son las fuentes de líneas más importantes para los métodos de
absorción atómica y de fluorescencia.
41
CAPÍTULO II
9 LÁSERES:
El término láser es un acrónimo cuyas siglas en inglés dan vida al siguiente término
“light amplification by stimulated emission of radiation” (amplificación de la luz
mediante la emisión estimulada de radiación). El primer laser se construyó en 1960.
Desde entonces, los químicos han encontrado muchas aplicaciones de estas
S
O
D
VA
R
E
Sespecies en la atmósfera, y en la
concentraciones extremadamente pequeñasEde
R
OS selectivas. Debido a sus propiedades
inducción de reacciones isotópicamente
H
C
E
amplificadoras D
de E
la R
luz, los láseres originan haces de radiación estrechos (unas
fuentes en espectroscopia de alta resolución, en estudios cinéticos de procesos con
tiempos de vida en el intervalo de
, en la detección y determinación de
pocas centésimas de micrómetro) y sumamente intensos. Debido a estas
propiedades singulares, los láseres se han convertido en fuentes bastantes
utilizadas en la región ultravioleta, visible e infrarroja del espectro.
2.2.13. SELECTORES DE LONGITUD DE ONDAS:
Para la mayoría de análisis espectroscópicos, se necesita una radiación constituida
por un grupo limitado, estrecho y continuo de longitudes de onda denominado
banda. Una anchura de banda estrecha aumenta la sensibilidad de las medidas de
absorbancia, puede proporcionar selectividad tanto a los métodos de absorción
como a los de emisión y, con frecuencia, es un requisito para obtener una relación
lineal entre la señal óptica y la concentración. Idealmente, la señal de salida de un
selector de longitud de onda correspondería a una radiación de una única longitud
de onda o frecuencia. No existe ningún selector de longitud de onda que se
aproxime al caso ideal; en su lugar, lo que se obtiene es una banda, como la de la
figura # 2.12. En este caso, se representa el tanto porciento de radiación incidente
42
CAPÍTULO II
de una determinada longitud de onda que es transmitida por el selector en función
de la longitud de onda.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura #2.12, Señal de salida de un selector de longitud de onda típico.
Fuente: Skoog D. Análisis Instrumental (2001).
2.2.13.1. FILTROS:
Se emplean dos tipos de filtros para la selección de la longitud de ondas: los filtros
de interferencia (llamados a veces filtros de Fabry-Perot) y filtros de absorción. Los
filtros de absorción se limitan a la región visible del espectro; mientras que los filtros
de interferencia operan en la región ultravioleta, visible y buena parte del infrarrojo.
9 FILTROS DE INTERFERENCIA:
Como su nombre indica, los filtros de interferencia se fundamentan en las
interferencias ópticas para producir bandas estrechas de radiación. Un filtro de
43
CAPÍTULO II
interferencia consta de un dieléctrico transparente (con frecuencia fluoruro de calcio
o
de
magnesio)
que
ocupa
el
espacio
entre
dos
películas
metálicas
semitransparentes. Esta disposición se coloca entre dos placas de vidrio u otro
material transparente. El espesor de la capa dieléctrica se controla cuidadosamente
y determina la longitud de onda de la radiación transmitida. Cuando un haz
perpendicular de radiación colimada incide en esta disposición,
una fracción
S
O
D
VA
R
E
parte reflejada de esta segunda interacción E
es S
de la longitud de onda adecuada, se
R
S de la primera capa en fase con la luz
Ointerna
refleja parcialmente desde la H
cara
C
ERE
incidente de laD
misma
longitud de onda. El resultado es que se refuerza esta
atraviesa la primera capa metálica, mientras que el resto se refleja. La parte que ha
pasado, sufre partición similar cuando incide en la segunda película metálica. Si la
determinada longitud de onda, mientras que la mayoría de las otras longitudes de
onda, que no están en fase, sufren una interferencia destructiva.
9 FILTROS DE ABSORCIÓN:
Los filtros de absorción,
que en general son más baratos que los filtros de
interferencia, se han utilizado mucho para la selección de bandas en la región
visible. Estos filtros funcionan absorbiendo ciertas zonas del espectro. El tipo más
habitual es un vidrio coloreado o una suspensión de un colorante en gelatina que se
coloca entre dos placas de vidrio. El primero tiene la ventaja de una mayor
estabilidad térmica. Los filtros de absorción tienen anchuras de banda efectivas que
oscilan entre 30 y 250
. Los filtros que proporcionan las anchuras de banda más
estrechas también absorben una fracción significativa de la región deseada y
pueden tener una transmitancia de 10 por 100 o menos en sus picos de banda. En
44
CAPÍTULO II
el comercio existen filtros de vidrio con máximos de transmitancia en toda la región
del visible.
Los filtros de corte tienen transmitancia de casi el 100 por 100 en una zona del
espectro visible, pero luego disminuyen rápidamente hasta un valor de
transmitancia igual a cero en el resto. Una banda espectral estrecha puede aislarse
S
O
D
VA
R
E
S
acoplando un filtro de corte con un segundo filtro.
E
R
S
2.2.13.2. MONOCROMADORES:
HO
C
E
DER
En muchos métodos espectroscópicos, es necesario o deseable poder variar, de
forma continua y en un amplio intervalo, la longitud de onda de la radiación. Este
proceso se denomina barrido de un espectro. Los monocromadores se diseñan
para realizar barridos espectrales. Los monocromadores para las radiaciones
ultravioleta, visible e infrarroja son similares en cuanto a construcción mecánica, ya
que todos ellos utilizan rendijas, lentes, espejos, ventanas y redes o primas.
9 MONOCROMADORES DE PRISMAS:
Los prismas se pueden utilizar para dispersar la radiación ultravioleta, visible e
infrarroja. Sin embargo, el material usado para su fabricación difiere según la región
de longitudes de onda.
9 MONOCROMADORES DE RED:
Las radiaciones ultravioleta, visible e infrarroja pueden dispersarse dirigiendo un
haz policromático a través de una red de transmisión o hacia la superficie de una
red de reflexión; esta última es con mucho la más usual. Las redes réplica, que se
45
CAPÍTULO II
usan en la mayoría de los monocromadores, se fabrican a partir de una red patrón.
Esta última consiste en una superficie dura, pulida y ópticamente plana sobre la que
se ha grabado, con una herramienta de diamante afilada adecuadamente, un gran
número de surcos paralelos y muy próximos entre sí. Una red para la región
ultravioleta y visible tienen normalmente de 300 a 2.000
, siendo lo más
habitual de 1.200 a 1.400. Para la región infrarroja, tienen de 10 a 200 surcos/mm;
S
O
D
VA
R
E
S ya que los surcos deben ser
una buena red patrón es tediosa, larga yEcara,
R
S e igualmente espaciados a lo largo de
Oparalelos,
idénticos en tamaño, exactamente
H
C
E
la red (3 a 10 D
). ER
para los espectrofotómetros diseñados para el intervalo más usado del infrarrojo, de
5 a 15
, una red de unos 100 surcos/mm es la más adecuada. La fabricación de
Las redes réplica se hacen a partir de una red patrón mediante un proceso de
moldeado con una resina líquida que preserva, de forma casi perfecta, la exactitud
óptica de la red patrón original sobre una superficie de resina transparente. Esta
superficie generalmente se hace reflectante mediante un recubrimiento de aluminio,
o algunas veces, de oro o platino.
2.2.14. RECIPIENTES PARA LAS MUESTRAS:
Todos los estudios espectroscópicos excepto la espectroscopia de emisión,
requieren recipientes para la muestra. Al igual que los elementos ópticos de los
monocromadores, las celdas o cubetas que contienen las muestras se deben
fabricar de un material que sea transparente a la radiación de la región espectral de
interés.
46
CAPÍTULO II
2.2.15. DETECTORES DE RADIACIÓN:
Los detectores de los primeros instrumentos espectroscópicos fueron el ojo humano
o las películas o placas fotográficas. Estos dispositivos de detección se han
sustituido, en gran parte, por detectores que convierten la energía radiante en una
señal eléctrica. Para comprender el funcionamiento de un detector radiación se
Suna respuesta
O
D
y
VA
R
E
S de onda. Además, debe tener
constante en un intervalo considerable de longitudes
E
R
S
un tiempo de respuesta rápidoH
yO
una señal de salida igual a cero en ausencia de
C
E
iluminación. DER
debe manejar o entender el funcionamiento de un detector ideal el cual debe tener
una elevada sensibilidad, una elevada relación
9 TIPOS DE DETECTORES DE RADIACIÓN:
Existen dos tipos de detectores de radiación; uno responde a los fotones y el otro al
calor. Todos los detectores de fotones (también denominados detectores
fotoeléctricos o cuánticos) tienen una superficie activa, que es capaz de adsorber
radiación. En algunos tipos, la energía absorbida causa la emisión de electrones y
el desarrollo de una fotocorriente. En otros, la radiación promociona electrones a las
bandas de conducción; en este caso, la detección se basa en el aumento de la
conductividad resultante (fotoconducción). Los detectores de fotones son muy
usados para medir las radiaciones ultravioleta, visible e infrarroja cercana. Cuando
se utilizan para radiaciones de longitud de ondas mayor de 3
, se deben enfriar a
la temperatura del hielo seco o del nitrógeno líquido para evitar las interferencias del
ruido térmico del fondo. Los detectores fotoeléctricos difieren de los detectores de
47
CAPÍTULO II
calor en que la señal eléctrica de los primeros es consecuencia de una serie de
sucesos individuales (absorción de fotones individuales), cuya probabilidad se
puede describir estadísticamente. Por el contrario, los detectores térmicos, que se
emplean mucho en la detección de la radiación infrarroja, responden a la potencia
promedio de la radiación incidente.
S
O
D
VA
R
E
S
2.2.16. PROCESADOR DE SEÑAL Y DISPOSITIVOS DE LECTURA:
E
R
S
El procesador de señal es generalmente
HO un dispositivo electrónico que amplifica la
C
E
R Además, puede cambiar la señal de corriente continua
señal eléctrica D
delE
detector.
a corriente alterna (o la inversa), cambiar la fase de la señal y filtrarla para eliminar
los componentes no deseados. Además, el procesador de señal puede utilizarse
para llevar a cabo operaciones matemáticas en la señal como diferenciar, integrar o
convertir a logaritmo.
2.2.17. TIPOS DE INSTRUMENTOS ÓPTICOS:
A continuación se describen los diversos tipos de instrumentos ópticos que han sido
empleados en los estudios espectroscópicos y fotométricos:
9 ESPECTROSCOPIO:
Es un instrumento óptico utilizado para la identificación visual de líneas de emisión
atómicas. Consta de un monocromador, en el que la rendija de salida se reemplaza
por un ocular que se puede mover a lo largo del plano focal. La longitud de onda de
la línea de emisión se puede determinar a partir del ángulo formado entre el haz
incidente y el haz dispersado, cuando la línea se centra en ocular.
48
CAPÍTULO II
9 COLORÍMETRO:
Se usa el término colorímetro para designar a un instrumento para medidas de
absorción, donde el ojo humano es el detector, utilizando uno o más patrones de
comparación del color.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
9 FOTÓMETRO:
EC
R
E
D
Instrumento que consta de una fuente, un filtro y un detector fotoeléctrico, además
de un procesador de señales y un sistema de señales. Debería tenerse en cuenta
que algunos científicos y fabricantes de instrumentos se refieren a los fotómetros
como colorímetros o colorímetros fotoeléctricos. Existen en el comercio fotómetros
de filtros para medidas de absorción en la región ultravioleta, visible e infrarroja, así
como para las medidas de emisión y fluorescencia en las dos primeras regiones.
Los fotómetros diseñados para medida de fluorescencia se denominan también
fluorómetros.
9 ESPECTRÓGRAFO:
Es un instrumento de construcción similar a un monocromador con la diferencia que
en éste se reemplaza la disposición de la rendija por una gran abertura que aloja al
detector o transductor, que está continuamente expuesto al espectro completo de la
radiación dispersada.
9 ESPECTRÓMETRO:
49
CAPÍTULO II
Es un instrumento que proporciona información sobre la intensidad de la radiación
en función de la longitud de onda o de la frecuencia. Los elementos dispersantes en
algunos
espectrómetros
son
multicanal,
es
decir,
que
pueden
observar
simultáneamente dos o más frecuencias. Un espectrofotómetro consta de un
espectrómetro equipado con una o mas rendijas de salida y detectores
S
O
D
VA
R
E
para análisis E
por
S fluorescencia se
R
S
CHO
fotoeléctricos que permiten la determinación de la relación entre la potencia de dos
haces en función de la longitud de onda como en la espectroscopia de absorción.
Un
espectrofotómetro
E
DER
espectrofluorímetro.
Todos
los
instrumentos
mencionados
anteriormente
utilizan
denomina,
filtros
o
monocromadores para aislar una región del espectro para la medida. Por el
contrario, un instrumento multiplex obtiene información espectral sin dispersar o
filtrar primero la radiación para proporcionar las longitudes de onda de interés. El
término de multiplex proviene de la teoría de la comunicación, donde se usa para
describir sistemas en los que muchos conjuntos de información se transportan de
forma simultánea a través de un monocanal. Los instrumentos analíticos multiplex
son dispositivos monocanal en los que todos los componentes de la respuesta
analítica se recogen simultáneamente. Para determinar la magnitud de cada una de
estos componentes, se necesita modular la señal analítica de forma que permita
una subsiguiente descodificación de la respuesta en sus componentes.
Así también como se estudió los principios de los métodos espectrométricos y
fotométricos que compone el funcionamiento del equipo en estudio es decir el LABCOMPUTER, es necesario entender cómo se manejan los lenguajes de
programación, el diseño y su implementación como también la programación
orientada a objetos.
50
CAPÍTULO II
2.2.18. CONCEPTOS DE LA POO:
La POO representa una metodología de programación que se basa en las
siguientes características:
S
O
D
VA a ellos.
Los objetos poseen una serie de operaciones asociados
R
E
S
E
R
Sgenéricas, es decir, operan sobre múltiples
Las operaciones tienden
aO
ser
H
C
tipos de D
datos.
ERE
1. Los diseñadores definen nuevas clases (o tipo) de objetos.
2.
3.
4. Las clases o tipos de objetos comparten componentes comunes mediante
mecanismos de herencia.
Términos como abstracción de datos,
objetos, encapsulación entre otros, son
conceptos básicos sobre la que se fundamenta la POO. Si bien estos conceptos
serán tratados ampliamente mas adelante, aquí nos limitaremos a indicar las
diferencias entre los conceptos de objeto, encapsulación y abstracción de datos.
Ángel Morales, Francisco Segovia (2003).
Estos conceptos con frecuencia inducen a cierta confusión y sin embargo cada uno
de ellos describe aspectos complementarios, como a continuación se indica:
9 OBJETO:
Una estructura de datos y conjunto de procedimientos que operan sobre dicha
estructura. Una definición más completa de objeto es: una entidad de programa
51
CAPÍTULO II
que consiste en datos y todos aquellos procedimientos (Procedures) que pueden
manipular aquellos datos.
El acceso a los datos de un objeto es solamente a través de estos procedimientos;
únicamente estos procedimientos pueden manipular, referenciar y/o modificar estos
datos.
S
O
D
VA
R
E
clases. Podemos considerar una clase como
una
S colección de objetos que poseen
E
R
OS Una clase contiene toda la información
características y operacionesH
comunes.
C
E
ER
necesaria para D
crear
nuevos objetos.
Para poder describir todos los objetos de un programa, conviene agrupar estos en
9 ENCAPSULACIÓN:
Es una técnica que permite localizar y ocultar los detalles de un objeto. La
encapsulación previene que un objeto sea manipulado por operaciones distintas de
las definidas. Las encapsulaciones son como una caja negra que esconde los datos
y solamente permite acceder a ellos de forma controlada.
De una manera mas formal, se define como una técnica que permite minimizar las
interdependencias entre las clases (bloques) escritas de forma separada. La
interface externa de un bloque sirve como un contrato entre este y el resto de
bloques que precisan de sus definiciones o sus operaciones. La encapsulación en
POO agrupa los datos privados de un objeto y el conjunto de operaciones que
actúan sobre dichos datos dentro de entidades simples. Dichas entidades ocultan
su información del exterior, de tal forma que solo puede accederse a dicha
52
CAPÍTULO II
información a través de los procedimientos externos que se han definido asociados
a estos objetos. Dicho de otra manera, la encapsulación previene la manipulación
de un objeto por una vía distinta de la utilización de las operaciones externas
definidas sobre este objeto.
Las principales razones técnicas para la utilización de la encapsulación son:
S
O
D
VA
R
E
S
1. Mantener a salvo los detalles de representación, si solamente nos interesa el
E
R
S
HO
comportamiento del objeto.
EC
R
E
D
2. Modificar y ajustar la representación, a mejores soluciones algorítmicas o a
nuevas tecnologías de software.
Con el fin de maximizar las ventajas de la encapsulación, debe minimizarse la
exposición de los detalles de implementación en las interfaces externas. Un
lenguaje de programación soporta la encapsulación en la medida en que permite
que se definan y fuercen al menor número posible de interfaces externas.
9 ABSTRACCIÓN:
En el sentido más general, una abstracción es una representación concisa de una
idea o de un objeto complicado. En un sentido mas especifico, la abstracción
localiza y oculta los detalles de un modelo o diseño para generar y manipular
objetos.
2.2.19. EL CICLO DE VIDA DEL SOFTWARE:
53
CAPÍTULO II
Existen dos niveles en la construcción de programas: aquellos relativos a pequeños
programas (los que normalmente realizan programadores individuales) y aquellos
que se refieren a sistemas de desarrollo de programas grandes (proyectos de
software) y que, generalmente, requieren un equipo de programadores en lugar de
personas individuales. El primer nivel se denomina programación a pequeña escala;
el segundo nivel se denomina programación a gran escala.
S
O
D
VA
R
E
comprender lo mejor posible el problema que
se está tratando de resolver y crear
S
E
R
OSy eficiente que se denomina proceso de
una solución de software apropiada
H
C
E
desarrollo de software.
DER
La técnica utilizada por los desarrolladores profesionales de software es
El desarrollo de un buen sistema de software se realiza durante el ciclo de vida, que
es el período de tiempo que se extiende desde la concepción inicial del sistema
hasta su eventual retirada de la comercialización o uso del mismo. Las actividades
humanas relacionadas con el ciclo de vida implican procesos tales como análisis de
requisitos,
diseño,
implementación,
codificación,
pruebas,
verificación,
documentación mantenimiento y evolución del sistema y obsolescencia. En esencia,
el ciclo de vida del software comienza con una idea inicial, incluye la escritura y
depuración de programas y continúa durante años con correcciones y mejoras al
software original.
El ciclo de vida del software es un proceso iterativo, de modo que se modificarán las
sucesivas etapas en función de la modificación de las especificaciones de los
requisitos producidos en la fase de diseño o implementación, o bien una vez que el
sistema se ha implementado, y probado, pueden aparecer errores que será
necesario corregir y depurar, y que requieren la repetición de etapas anteriores.
54
CAPÍTULO II
La figura # 2.13 muestra el ciclo de vida de software y la disposición típica de sus
diferentes etapas en el sistema conocido como ciclo de vida en cascada, que
supone que la salida de cada etapa es la entrada de la etapa siguiente.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 2.13, Ciclo de vida del software.
Fuente: Aguilar L. Fundamentos de programación (2003).
9 FASE DE ANÁLISIS: REQUISITOS Y ESPECIFICACIONES:
La primera etapa en la producción de un sistema de software es decidir
exactamente que se supone ha de hacer el sistema; esta etapa se conoce también
como análisis de requisitos o especificaciones y por esta circunstancia muchos
tratadistas suelen subdividir la etapa en otras dos:
9 Análisis y definición del problema (requisitos).
9 Especificación de requisitos (especificaciones).
La parte más difícil en la tarea de crear un sistema de software es definir cuál es el
problema y a continuación especificar lo que se necesita para resolverlo.
Normalmente la definición del problema comienza analizando los requisitos del
55
CAPÍTULO II
usuario, por estos requisitos, con frecuencia, suelen ser impresos y difícil de
describir. Se deben especificar todos los aspectos del problema, pero con
frecuencia las personas que describen el problema no son programadores y eso
hace imprecisa la definición. La fase de especificación requiere normalmente la
comunicación entre los programadores y los futuros usuarios del sistema e iterar la
especificación hasta que tanto el especificador como los usuarios estén satisfechos
S
O
D
VA
R
E
S
de las especificaciones y hayan resuelto el problema normalmente.
9 DISEÑO:
E
R
S
HO
EC
R
E
D
La especificación de un sistema indica lo que el sistema debe de hacer. La etapa de
diseño del sistema indica cómo ha de hacerse. Para un sistema pequeño, la etapa
de diseño puede ser tan sencilla como escribir un algoritmo en pseudocódigo. Para
un sistema grande, esta etapa incluye también la fase de diseño de algoritmos, pero
incluye el diseño e interacción de un número de algoritmos diferentes, con
frecuencia sólo bosquejados, así como una estrategia para cumplir todos los
detalles y producir el código correspondiente.
Arrancando con las especificaciones, el equipo de diseño determina la estructura
interna del producto. Los diseñadores descomponen el producto en módulos,
piezas independientes de código con interfaces bien definidas del resto del
producto. (Un objeto es un tipo específico de módulo). La interfaz de cada módulo,
es decir, los argumentos que se basan en el módulo y los argumentos que se
devuelven al módulo se deben especificar en detalle.
Una vez que el equipo ha completado la descomposición en módulos (diseño
arquitectónico) se realiza el diseño detallado. Para cada módulo se seleccionan los
algoritmos y las estructuras de datos elegidas.
56
CAPÍTULO II
9 IMPLEMENTACIÓN (CODIFICACIÓN):
La etapa de implementación (codificación) traduce los algoritmos del diseño en un
programa escrito en un lenguaje de programación. Los algoritmos y las estructuras
S
O
D
VA
R
E
S
de datos realizadas en pseudocódigo han de traducirse a un lenguaje que entiende
la computadora.
E
R
S
Oun lenguaje de programación. Los
La codificación ha realizarseH
en
C
E
clásicos más populares
DER son PASCAL, FOLTRAN, COBOL Y C; los
lenguajes
lenguajes
orientados a objetos más usuales son C++, Java, Visual Basic. Net. Smaltalk, y
recientemente C#, etc.
Si un problema se divide en subproblemas, los algoritmos que resuelven cada
subproblema (tarea o módulos) deben ser codificados, depurados y probados
independientemente.
Es relativamente fácil encontrar un error en un procedimiento pequeño. Es casi
imposible encontrar todos los errores de un programa grande, que se codificó y
comprobó como una sola unidad en lugar de cómo una colección de módulos
(procedimiento) bien definidos.
Las reglas de sangrado y buenos comentarios facilitan la escritura del código. El
pseudocódigo es una herramienta excelente que facilita notablemente la
codificación.
9 PRUEBAS E INTEGRACIÓN:
57
CAPÍTULO II
La etapa de pruebas requiere como su nombre sugiere, la prueba o verificación del
programa de computadora terminado al objeto de asegurar lo que hace; de hecho
proporciona una solución al problema. Cualquier error que se encuentre durante
esta prueba o test se debe corregir. Cuando los diferentes componentes de un
programa se han implementado y comprobado individualmente, el sistema completo
S
O
D
VA
R
E
La etapa de pruebas sirve para mostrar queE
unS
programa es correcto. Las pruebas
R
OSha escrito que mientras que las pruebas
nunca son fáciles, Edgar Dirjikstra
H
C
E
realmente muestran
DElaRpresencia de errores, nunca puede mostrar su ausencia. Una
se ensambla y se integra.
prueba con éxito en la ejecución significa sólo que no se han descubierto errores en
esas circunstancias específicas, pero no se dice nada de otras circuntancias. En
teoría el único modo que una prueba puede mostrar que un programa es correcto si
todos los casos posibles han intentado y comprobado (es lo que se conoce como
prueba exhaustiva); es una situación técnicamente imposible incluso para los
programas más sencillos. Una prueba exhaustiva requerirá todas las combinaciones
posibles de marcas y tamaños de clases; puede llevar años completar la prueba.
La fase de pruebas es una parte esencial de un proyecto de programación. Durante
la fase pruebas se necesita eliminar tantos errores lógicos como pueda. En primer
lugar, se debe probar el programa con datos de entrada válidos que conducen a
una solución conocida. Si en ciertos datos deben de estar dentro de un rango, se
deben incluir los valores en los extremos finales del rango. Por ejemplo, si el valor
de entrada de n cae en el rango de 1 a 10, se ha de asegurar incluir casos de
pruebas en los que n esté entre 1 y 10. También se debe incluir datos no válidos
para comprobar la capacidad de detección de errores del programa. Se han de
probar también algunos datos aleatorios y por último intentar algunos datos reales.
58
CAPÍTULO II
9 VERIFICACIÓN:
La etapa de prueba ha de comenzar tan pronto como sea posible en la fase de
diseño y continuar a lo largo de la implementación del sistema. Incluso aunque las
pruebas son herramientas extremadamente válidas para proporcionar la evidencia
S
O
D
VA
R
E
S
de que un programa es correcto y cumple sus especificaciones, es difícil conocer si
las pruebas realizadas son suficientes.
E
R
S
Por esas razones se ha desarrollado
HO un segundo método para demostrar la
C
E
corrección o exactitud
DER de un programa. Este método, denominado verificación
formal, implica la construcción de pruebas matemáticas que ayudan a determinar si
los programas hacen lo que se supone han de hacer. La verificación formal implica
la aplicación de reglas formales para mostrar que un programa cumple su
especificación: la verificación. La verificación formal funciona bien en programas
pequeños, pero es compleja cuando se utiliza en programas grandes. La teoría de
verificación requiere conocimientos matemáticos avanzados y por otra parte se sale
fuera de los objetivos de este libro; por esta razón sólo hemos constatado la
importancia de esta etapa.
Si se descubre un error durante el proceso de verificación, se debe corregir su
algoritmo y probablemente se han de modificar las especificaciones del problema.
Un método es utilizar invariantes (una condición que siempre es verdadera en un
punto específico de un algoritmo) lo que probablemente hará que su algoritmo
contenga pocos errores antes que comience la codificación. Como resultado, se
gastará menos tiempo en la depuración de su programa.
9 MANTENIMIENTO:
59
CAPÍTULO II
Cuando el producto software (el programa) se ha terminado, se distribuye entre los
posibles usuarios, se instala en las computadoras y se utiliza (producción). Sin
embargo, y aunque, a priori, el programa funcione correctamente, el software debe
ser mantenido y actualizado. De hecho, el coste típico del mantenimiento excede,
con creces, el coste de producción del sistema original.
S
O
D
VA
R
E
por los usuarios del sistema y que no se descubrieron
S durante la fase de prueba. La
E
R
OSdel mantenimiento del software. Otro aspecto
corrección de estos errores esH
parte
C
RE
de la fase de
mantenimiento
es la mejora del software añadiendo más
DE
Un sistema de software producirá errores que serán detectados, casi con seguridad,
características o modificando partes existentes que se adapten mejor a los
usuarios.
Otras causas que obligarán a revisar el sistema de software en la etapa de
mantenimiento son las siguientes: (1) cuando un nuevo hardware se introduce, el
sistema puede ser modificado para ejecutarlo en un nuevo entorno; (2) si cambian
las necesidades del usuario, suele ser menos caro y más rápido modificar el
sistema existente que producir un sistema totalmente nuevo. La mayor parte del
tiempo de los programadores de un sistema se gasta en el mantenimiento de los
sistemas existentes y no en el diseño de sistemas totalmente nuevos. Por esta
causa, entre otras, se ha de tratar siempre de diseñar programas de modo que sean
fáciles de comprender y entender (legibles) y fáciles de cambiar.
9 LA OBSOLESCENCIA: PROGRAMAS OBSOLETOS
La última etapa en el ciclo de vida del software es la evolución del mismo, pasando
por su vida útil hasta su adolescencia o fase en la que el software se queda
60
CAPÍTULO II
anticuado y es preciso actualizarlo o escribir un nuevo programa sustitutorio del
antiguo.
La decisión de dar de baja un software por obsoleto no es una decisión fácil. Un
sistema grande representa una inversión enorme de capital que parece, a primera
vista, más barato modificar el sistema existente en vez de construir un sistema
S
O
D
VA
R
E
productivamente revisado muchas veces. E
Sin
Sembargo, incluso los programas
R
S
Ocaducidad
grandes se quedan obsoletosH
por
de tiempo al pasar una fecha límite
C
E
ERque un programa grande esté bien escrito y adecuado a la
determinada. AD
menos
totalmente nuevo. Este criterio suele ser, normalmente, correcto y por esta causa
los sistemas grandes se diseñan para ser modificados. Un sistema puede ser
tarea a realizar, como en el caso de programas pequeños, suele ser más eficiente
escribir un nuevo programa que corregir el programa antiguo.
9 ITERACCIÓN Y EVOLUCIÓN DEL SOFTWARE:
Las etapas de vida del software suelen formar parte de un ciclo o bucle, como su
nombre sugiere y no son simplemente una lista lineal. Es probable, por ejemplo,
que durante la fase de mantenimiento tenga que volver a las especificaciones del
problema para verificarlas o modificarlas.
Obsérvese en la figura # 2.14 que las diferentes etapas rodean al núcleo
documentación. La documentación no es una etapa independiente como se puede
esperar sino que está integrada en todas las etapas del ciclo de vida del software.
61
CAPÍTULO II
S
O
D
A
V
R
E
Figura # 2.14, Diagrama de bloques que S
muestra la jerarquía de módulos.
E
R
OS
H
C
E
DER
Fuente: Aguilar L. Fundamentos de programación (2003).
2.2.20. PRINCIPIOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE SOTFWARE:
El diseño de sistemas de software de calidad requiere el cumplimiento de una serie
de características y objetivos. En un sentido general, los objetivos a conseguir que
se consideren útiles en el diseño de sistemas incluyen al menos los siguientes
principios:
9 Interfaces de usuario.
9 Modularidad mediante diseño
descendente.
9 Abstracción y ocultamiento de
la información.
9 Modificabilidad.
9 Comprensibilidad y fiabilidad.
9 Programación segura contra
fallos.
9 Facilidad de uso.
9 Eficiencia.
9 Documentación.
18
CAPÍTULO II
9 MODULARIDAD MEDIANTE DISEÑO DESCENDENTE:
Un principio importante que ayuda a tratar la complejidad de un sistema es la
modularidad. La descomposición del programa se realiza a través de un diseño
descendente que a través de niveles sucesivos de refinamiento se obtendrán
S
O
D
VdeAbajo nivel definen cómo
acciones han de realizarse mientras que los módulos
R
E
S
E
R
se realizan acciones.
OS
H
C
RE
E
D
La programación modular tiene muchas ventajas. A medida que el tamaño de un
diferentes módulos. Normalmente los módulos de alto nivel especifican qué
programa crece muchas tareas de programación
se hacen más difíciles, la
diferencia principal entre un programa modular pequeño y un programa modular
grande es simplemente el número de módulos que cada uno contiene, ya que el
trabajo con programas modulares es similar y sólo se ha de tener presente el
modo en que los módulos interactúan con otros. La modularidad tiene un impacto
positivo en los siguientes aspectos de la programación:
9 CONSTRUCCIÓN DEL PROGRAMA:
La descomposición de un programa en módulos permite que los diversos
programadores trabajen de modo independiente en cada uno de sus módulos. El
trabajo de módulos independientes convierte la tarea de escribir un programa
grande en la tarea de escribir muchos programas pequeños.
9 DEPURACIÓN DEL PROGRAMA:
63
CAPÍTULO II
La depuración de programas grandes puede ser una tarea enorme, de modo que
se facilitará esa tarea al centrarse en la depuración de pequeños programas más
fáciles de verificar.
9 LEGIBILIDAD:
S
O
D
VA
R
E
S
Los programas grandes son muy diferentes de leer, mientras que los programas
E
R
S
HO
modulares son más fáciles de leer.
EC
R
E
D DE CÓDIGO REDUNDANTE:
9 ELIMINACIÓN
Otra ventaja del diseño modular es que se pueden identificar operaciones que
suceden en muchas partes diferentes del programa y se implementan como
subprogramas. Esto significa que el código de una operación aparecerá sólo una
vez, produciendo como resultado un aumento en la legibilidad y modificabilidad.
9 ABSTRACCIÓN Y ENCAPSULAMIENTO:
La complejidad de un sistema puede ser gestionado utilizado abstracción. La
abstracción es un principio común que se aplica en muchas situaciones. La idea
principal es definir una parte de un sistema de modo que puede ser comprendido
por sí mismo (esto como una unidad) sin conocimientos de sus detalles
específicos y sin conocimientos de cómo se utiliza esta unidad a un nivel más alto.
Existen dos tipos de abstracciones: abstracción procedimental y abstracción de
datos. La mayoría de los lenguajes de programación soportan este tipo de
abstracción. Es aquella en que se separa el propósito de un subprograma de su
64
CAPÍTULO II
implementación. Una vez que se ha escrito un subprograma, se puede utilizar sin
necesidad de conocer las peculiaridades de sus algoritmos. Suponiendo que el
subprograma esté documentado adecuadamente, se podrá utilizar con sólo
conocer la cabecera del mismo y sus comentarios descriptivos; no necesitará
conocer su código.
S
O
D
VA
R
E
módulos; la abstracción procedimental implica
S la especificación de cada módulo
E
R
OS en pascal. De hecho, lo importante es
claramente antes de que seH
implemente
C
RE predefinidos, tales como Writeln, Sqrt, etc., o bien
poder utilizar los
subprogramas
DE
La modularidad tratada anteriormente y la abstracción procedimental se
complementan entre sí. La modularidad implica la rotura de una solución en
los definidos por el usuario sin necesidad de conocer sus algoritmos.
9 MODIFICABILIDAD:
La modificabilidad se refiere a los cambios controlados de un sistema dado. Un
sistema se dice que es modificable si los cambios en los requisitos pueden
adecuarse bien a los cambios en el código. Es decir, un pequeño cambio en los
requisitos en un programa modular normalmente requiere un cambio pequeño en
algunos de sus módulos: es decir, cuando los módulos son independientes (esto
es, débilmente acoplados) y cada módulo realiza una tarea bien definida (esto es,
cohesivos). La modularidad aísla las modificaciones.
Las técnicas más frecuentes para hacer que un programa sea fácil de modificar
son: uso de sus programas y uso de constantes definidas por el usuario.
9 COMPRESIBILIDAD Y FIABILIDAD:
65
CAPÍTULO II
Un sistema se dice que es comprensible si refleja completamente una visión
natural del mundo. Una característica de un sistema eficaz es la simplicidad. En
general, un sistema sencillo puede ser comprendido más fácilmente que uno
complejo.
S
O
D
VA
R
E
S
Un objetivo importante en la producción de sistemas es el de fiabilidad. El objetivo
de crear programas fiables ha de ser crítico en la mayoría de las situaciones.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 INTERFACES DE USUARIOS:
Otro criterio importante a tener presente es el diseño de la interfaz del usuario.
Algunas directrices:
9 Un entorno interactivo se ha de tener en cuenta las preguntas posibles al
usuario y sobre todo aquellas que solicitan entradas de usuarios.
9 Es conveniente que se realicen ecos de las entradas de un programa.
Siempre que un programa lee datos, bien de usuario a través de un terminal
o de un archivo, el programa debe incluir los valores leídos en su salida.
9 Etiquetar (rotular) la salida con cabeceras y mensajes adecuados.
9 PROGRAMACIÓN SEGURA CONTRA FALLOS:
Un programa es seguro contra fallos cuando se ejecuta razonablemente por
cualquiera que lo utilice. Para conseguir este objetivo se han de comprobar los
errores en datos de entrada y en la lógica del programa.
66
CAPÍTULO II
9 FACILIDAD DE USO:
La utilidad de un sistema se refiere a su facilidad de uso. Esta propiedad ha de
tenerse presente en todas las etapas del ciclo de vida, pero es vital en la fase de
S
O
D
VA
R
E
S
diseño e implementación.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 EFICIENCIA:
El objetivo de la eficiencia es hacer un uso óptimo de los recursos del programa.
Tradicionalmente, la eficiencia ha implicado recursos de tiempo y espacio. Un
sistema eficiente es aquel que su velocidad es mayor con el menor espacio de
memoria ocupada. En tiempos pasados los recursos de memoria principal y de
CPU eran factores claves a considerar para aumentar la velocidad de ejecución.
Hoy en el año 2002 con la CPU (procesadores-típicos) de los PCs representados
en Pentium IV o Athlon con frecuencias de 1,5GHz a 3GHz y memoria centrales
de 120MB e incluso 1GB, el factor eficiencia no se mide con los mismos
parámetros de memoria y tiempo. Hoy día debe existir un compromiso entre
legibilidad, modificabilidad y eficiencia, aunque, con acepciones, prevalecerá la
legibilidad y facilidad de modificaciones.
9 LA DOCUMENTACIÓN:
Un programa (un paquete de software) de computadora necesita siempre que una
documentación que permita a sus usuarios aprender a utilizarlos y mantenerlos.
67
CAPÍTULO II
La documentación es una parte importante de cualquier paquete de software y, a
su vez, su desarrollo es una pieza clave en la ingeniería de software.
Existen tres grupos de personas que necesitan conocer la documentación del
programa: programadores, operadores y usuarios. Los requisitos necesarios para
cada uno de ellos suelen ser diferentes, en función de las misiones de cada grupo
S
O
D
VA
R
E
S
ver tabla # 2.3.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Programadores Manual de mantenimiento del programa.
Manual del operador.
Operadores
Manual del usuario.
Usuario
Tabla # 2.3, Documentación de un programa.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 MANUAL DEL USUARIO:
La documentación de un paquete (programa) de software suele producirse con
dos propósitos: es explicar las funciones del software y describir el modo de
utilizarlas (documentación del usuario) porque está diseñada para ser leída por el
usuario del programa; describir el software en sí para poder mantener el sistema
en una etapa posterior de su ciclo de vida (documentación del sistema o de
mantenimiento).
La documentación de usuario es un instrumento comercial importante. Una buena
documentación de usuario hará al programa más asequible hoy día es una
práctica habitual que muchos creadores de programas contratan escritores
68
CAPÍTULO II
técnicos para elaborar esta parte de proceso de producción del programa. Esta
documentación adopta la forma de un manual que presenta una introducción a las
funciones más utilizadas del software una sección que explica cómo instalar el
programa y una sección de referencia que describe los detalles de cada función
del software. Es frecuente que en el manual se edite, en forma de libro, aunque
cada vez es más frecuente incluirlo además, o en lugar, del libro en el propio
S
O
D
VA
R
E
S
programa y suele denominarse manual de ayuda en línea.
E
R
S
2.2.21. FACTORES PARA ESTIMAR
HO LA CALIDAD DE UN SOFTWARE:
C
E
DER
Según Ángel M, Francisco S (2003) la programación orientada a objetos propone
una técnica y herramientas que permiten concebir un software de calidad respecto
a ciertos criterios o factores de calidad:
9 CONFORMIDAD FUNCIONAL:
Es la capacidad de un software de ejecutar las funcionalidades (tareas) definidas
en las especificaciones. No se puede verificar la conformidad de un software sin
que las funcionalidades de él hayan sido correctamente especificadas.
9 LA ROBUSTEZ:
Es la capacidad de un software de funcionar en condiciones anormales de
utilización. En ciertas aplicaciones como los Sistemas de Explotación, deben ser
capaces de funcionar en modo anómalo durante el tiempo necesario de
69
CAPÍTULO II
salvaguardia de información. Se debe tratar de prever los diferentes incidentes
que puedan intervenir y especificar para cada uno de entre ellos, el
comportamiento que deberá tener el futuro software.
9 LA EXTENSIBILIDAD:
S
O
D
A
Vsorprendente,
especificaciones. Este factor de calidad parece un poco
puesto que
R
E
S
E no deberían ser modificadas. Sin
R
las especificaciones, una vez establecidas,
S
O
C
embargo, esta propiedad
se H
justifica cuando se realiza una aplicación innovadora
E
R
E
D
o que nunca ha sido realizada. En estos casos es muy difícil o prácticamente
La extensibilidad de un software es la facilidad para adaptarse a cambios en las
imposible escribir correctamente las especificaciones. Cuando esto se presenta,
se desarrolla una primera maqueta del software en un lenguaje muy evolucionado
y en un entorno que permita una puesta a punto rápida (Intérprete, Depurador
Simbólico, etc.). Esta maqueta está destinada a afinar la visión que se tiene el
problema, de manera que se puedan escribir las especificaciones más detalladas.
Sucesivamente se enriquecerá la maqueta poco a poco mediante un refinamiento
de las especificaciones.
9 LA REUSABILIDAD:
Es la capacidad de un software de ser utilizable en su integridad o en parte en
nuevas aplicaciones. Es bien sabido que el programador escribe el mismo
algoritmo varias veces bajo el pretexto de que no se utiliza el mismo lenguaje o el
sistema de explotación es diferente o bien la aplicación que está desarrollando es
nueva. El tiempo que el programador pierde en esta repetición del algoritmo es
considerable.
70
CAPÍTULO II
9 LA COMPATIBILIDAD:
Es la facilidad para poderse combinar con otros software. Un software compatible
debe disponer de una interface que en el caso factible debería ser estandarizada.
9 EFICIENCIA:
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
Es la capacidad de hacer un buen uso de los recursos que se utilizan. Un software
EC
R
E
es ejecutado, D
y será muy dependiente de él.
eficaz explora al máximo las particularidades del sistema informático sobre el cual
9 LA PORTABILIDAD:
Es la facilidad para que un software pueda ser transportado sobre diferentes
sistemas hardware y software. A diferencia de la eficiencia, un software portable
debe depender lo menos posible de su entorno de ejecución. Por lo tanto, no
explorará las particularidades de una máquina o un sistema.
9 LA VERIFICABILIDAD:
Es la capacidad para conocer los procedimientos de validación y aceptar los
juegos de test. Un software verdaderamente verificable debe ser capaz de
formular claramente los resultados con el fin de facilitar la explotación de estos.
9 INTEGRIDAD:
71
CAPÍTULO II
Es la capacidad de un software de proteger sus propios componentes contra los
procesos que no tengas derechos a acceder a ellos.
9 FACILIDAD DE UTILIZACIÓN:
Un software es fácil de utilizar si se puede comunicar con él de manera sencilla o
S
O
D
VAde una manera legible.
tanto los resultados como los posibles errores se muestren
R
E
S
E
R
OS
H
C
E
DER
cuando su aprendizaje es fácil, o bien se puede introducir los datos de entrada, y
2.2.22. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN EMPLEADO:
9 VISUAL BASIC 6.0:
Es un lenguaje de programación desarrollado por Alan Cooper para Microsoft. El
lenguaje de programación es un dialecto de BASIC, con importantes añadidos. Su
primera versión fue presentada en 1991 con la intención de simplificar la
programación utilizando un ambiente de desarrollo completamente gráfico que
facilitara la creación de interfaces gráficas y en cierta medida también la
programación misma. Visual Basic fue descontinuado por Microsoft hace ya varios
años. Muchos programadores están migrando a Real Basic o hacia Delphi que es
un entorno de desarrollo mas avanzado y mucho mas actual (última edición en
2007 y con planes anunciados hasta el 2009). Microsoft propone abandonar el
desarrollo en Win32 y pasar al Visual Basic.NET que presenta serias
incompatibilidades con el código Visual Basic existente.
Visual Basic 6.0 es de fácil aprendizaje pensado tanto para programadores
principiantes como expertos, guiado por eventos, y centrado en un motor de
72
CAPÍTULO II
formularios que facilita el rápido desarrollo de aplicaciones gráficas. Su sintaxis,
derivada del antiguo BASIC, ha sido ampliada con el tiempo al agregarse las
características típicas de los lenguajes estructurados modernos. Se ha agregado
una implementación limitada de la programación orientada a objetos (los propios
formularios y controles son objetos), aunque sí admite el polimorfismo mediante el
uso de Interfaces, no admite la herencia. No requiere de manejo de punteros y
S
O
D
VA
R
E
través de ODBC (Informix, DBase, Access,E
MySQL,
S SQL Server, PostgreSQL ,etc)
R
OS
a través de ADO.
H
C
E
DER
posee un manejo muy sencillo de cadenas de caracteres. Posee varias bibliotecas
para manejo de bases de datos, pudiendo conectar con cualquier base de datos a
Es utilizado principalmente para aplicaciones de gestión de empresas, debido a la
rapidez con la que puede hacerse un programa que utilice una base de datos
sencilla, además de la abundancia de programadores en este lenguaje.
Las versiones de Visual Basic para Windows son muy conocidas, pero existe una
versión de Microsoft Visual Basic 1.0 para MS-DOS (ediciones Profesional y
Estándar) menos difundida y que data de 1992. Era un entorno que, aunque en
modo texto, incluía un diseñador de formularios en el que se podían arrastrar y
soltar distintos controles.
La última versión sólo para 16 bits, la 3.0, incluía ya una detallada biblioteca de
componentes para toda clase de usos. Durante la transición de Windows 3.11 a
Windows 95, apareció la versión 4.0, que podía generar programas de 16 y 32 bits
a partir de un mismo código fuente, a costa de un gran aumento en el tamaño de
los archivos "runtime" necesarios. Además, se sustituyen los controles VBX por los
nuevos OCX. Con la versión 5.0, se implementó por primera vez la posibilidad de
73
CAPÍTULO II
compilar a código nativo, obteniendo una mejora de rendimiento considerable.
Tanto esta como la posterior 6.0 soportaban características propias de los
lenguajes orientados a objetos, aunque careciendo de algunos ítems importantes
como la herencia, el polimorfismo y la sobrecarga. La versión 6.0 continúa
utilizándose masivamente.
S
O
D
VA Visual Basic .NET
7 del lenguaje fue implementada por Microsoft en
el
programa
R
E
S el programa Visual Basic 2005.
E
R
mientras que la versión 8 fue implementada
OS
H
C
Ambas versiones tienen
E muchas de las características del lenguaje original;
DER
Las versiones actuales de Visual Basic se basan en la plataforma .NET, la versión
tienen numerosas diferencias que los hacen incompatibles. En muchos casos para
portar un código escrito en Visual Basic 6 a Visual Basic .Net se hace necesario
reescribir parte del código. La nueva versión del lenguaje es mayormente
equivalente a C# aunque presenta algunas diferencias. Por eso hay un debate
sobre la validez de esta nueva versión del lenguaje y sus ventajas y desventajas
sobre C#.
9 ENTORNOS DE DESARROLLO DE VISUAL BASIC 6.0:
Existen dos entornos de desarrollo IDE para Visual Basic: el Microsoft Visual Basic
x.0 para versiones desde la 1.0 hasta la 6.0, (con las diferencias entre las
versiones desde la 1.0 (MS-DOS/Windows 3.1) hasta la 3.0 (16 bits, Windows 3.1)
y las de la 4.0 (16/32 bits, Windows 3.1/95/NT) hasta la 6.0 (32 bits, Windows
9x/Me/NT/2000/XP/Vista) y el Microsoft Visual Studio .NET, entorno integrado para
varios lenguajes entre ellos Visual Basic .NET (32/64 Bits, Windows XP/Vista), con
edición standard y profesional (más completa en herramientas pero con licencia
comercial) y edición express (más limitada en herramientas pero gratuita), ambos
diseñados por Microsoft. Existen alternativas gratuitas como SharpDevelop para
.NET y Proyecto Mono.
74
CAPÍTULO II
2.2.23. DEFINICIÓN Y DOCUMENTACIÓN TÉCNICA DE ALGUNOS DE LOS
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS UTILIZADOS EN EL LAB-COMPUTER:
S
O
D
VA
R
E
S
9 MANEJADOR PERIFÉRICO PROGRAMABLE (8255 PPI):
E
R
S
HO
EC
R
E
D
El Intel 8255 (o i8255) Programmable Peripheral Interface (PPI : interfaz
programable de periféricos) es un chip controlador de periféricos desarrollado
originalmente para el microprocesador Intel 8085, y como tal miembro de una gran
lista de chips conocida como la Familia MCS-85. Este chip se utilizó
posteriormente con el Intel 8086 y sus sucesores. Fue fabricado (clonado) más
tarde por muchos otros fabricantes. Se presenta en un encapsulado DIP de 40
pines, y una versión del 82C55A en encapsulado PLCC (plastic leaded chip
carrier) de 44 pines.
Este chip se utiliza para que la CPU acceda al puerto paralelo programable de I/O,
y es muy similar a otros chips como el Motorola 6520 PIA (Peripheral Interface
Adapter), el MOS Technology 6522 (Versatile Interface adapter) y el MOS
Technology CIA (Complex interface Adapter) todos desarrollados para la familia de
CPUs 6502. Otros chips similares son el 2655 Programmable Peripheral Interface
para la familia de CPUs Signetics 2650, el 6820 PIO (Peripheral I/O) para el
Motorola 6800, el Western Digital WDC 65C21 (un 6520 mejorado), y muchos
otros.
El 8255 se utilizó en los ordenadores domésticos Spectravideo SVI-318,
Spectravideo SVI-328 y en todas las generaciones MSX, pero es quizás más
75
CAPÍTULO II
conocido por su uso en el puerto paralelo de impresora original del IBM-PC (hoy
sustituido en los ordenadores personales por el Universal Serial Bus, y
considerado un legacy port).
Sin embargo, en la mayoría de los casos la funcionalidad que ofrece el 8255 no
está implementada mediante el propio chip, sino embebido en chips VLSI como
S
O
D
VA de este.
Microcontrolador para expandir las capacidades de
entrada/salida
R
E
S
E
R
OS
H
C
E
El 8255 dispone
DEdeRun buffer bidireccional triestado de 8 bits que utiliza para
una de sus funciones. El chip 8255 todavía se fabrica, y se utiliza junto con un
interactuar con el bus de datos del sistema. Los datos son transmitidos o recibidos
por el buffer tras la ejecución de instrucciones de entrada o salida por la CPU. Las
palabras de control y la información de estado también son transferidas a través
del buffer.
El 8255 contiene tres puertos de 8 bits (A, B y C). Todos puede configurarse en
una amplia variedad de características funcionales por el software del sistema,
pero cada uno tiene sus propias características especiales o personalidad para
mejorar aún más el poder y la flexibilidad de la 8255.
9 PROCESADOR Z80:
El Z80 es un microprocesador de 8 bits ampliamente usado en computadores
personales y en sistemas de control. Es fabricado por la empresa Zilog Inc. de
California y constituye una versión mejorada del primer microprocesador de 8 bits,
76
CAPÍTULO II
el Intel 8080. Este se encuentra en los computadores personales Radio Schack
TRS-80, Memotech MPF3, Amstrad CPC 464, Sinclair Spectrum, Timex Sinclair
1000, etc y en numerosos controladores. El microprocesador Z80 posee un amplio
repertorio de instrucciones (158) lo cual lo hace muy eficiente. Este repertorio
incluye las instrucciones del Intel 8080 (78).
S
O
D
A ALGUNOS DE LOS
2.2.24. DEFINICIÓN Y DOCUMENTACIÓN TÉCNICA
VDE
R
E
S EN EL NUEVO EQUIPO:
E
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS UTILIZADOS
R
OS
H
C
E
DER
2.2.24.1. PIC 16F87X:
9 ARQUITECTURA, DIAGRAMA DE CONEXIONES Y REPERTORIO DE
INSTRUCCIONES:
Bajo la denominación de PIC16F87x se hace referencia a una subfamilia de
microcontroladores PIC de la gama media, que se identifica por tener como
memoria de programa una tipo FLASH y una serie de recursos semejante a los
modelos más potentes, como por ejemplo los PIC16C73/4, teniendo estos últimos
el inconveniente de que su memoria de programa es de tipo EPROM, como se
puede ver en el anexo # 1 se encuentra un resumen de la datasheet del PIC
16F87XA.
Dos de los cuatro modelos que componen esta subfamilia están encapsulados con
28 patitas (PIC16F873/6), mientras que los otros dos tienen 40 patitas
(PIC16F874/7). Con la intención de seguir potenciando la línea con memoria
FLASH, Microchip también comercializa los microcontroladores PIC16F62x,
77
CAPÍTULO II
manteniendo el encapsulado de 18 patitas y aumentando considerablemente los
recursos internos en comparación con el PIC16F84.
9 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA DE PROGRAMA:
S
O
D
VA
R
E
Dicha memoria esta dividida en páginas de
2k
Spalabra y esta direccionada por el
E
R
OSLa pila que tiene 8 niveles de profundidad es
PC, que tiene un tamaño de H
13bits.
C
E
transparente para
DEelRusuario es decir, funciona automáticamente y no dispone de
La memoria FLASH, en la que se graba el programa de aplicación en los
PIC16F87x puede tener una capacidad de 4k u 8k palabras de 14bits cada una.
instrucciones para guardar o sacar de ella información. Con la instrucción CALL y
con las interrupciones el valor de PC se salva en el nivel superior; con las
instrucciones RETURN, RETFIE y RETLW el valor contenido en el nivel superior
de la pila se carga en el PC. Al poseer la pila 8 niveles le corresponde al
programador preocuparse por los anidamientos y las subrutinas para no sobre
pasar dicho valor. El vector reset ocupa la dirección 0000h y el vector de
interrupción la 0004h, igual que en el PIC16F84.
9 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA DE DATOS RAM:
La memoria de dato tiene posiciones implementadas en RAM y otra en EEPROM.
En la sección RAM, se alojan los registros operativos fundamentales en el
funcionamiento del procesador y en el manejo de datos de sus periféricos, además
de registros que el programador puede utilizar para información de trabajo propia
de la aplicación.
78
CAPÍTULO II
La RAM estática consta de 4 bancos con 128 bytes cada uno. En las posiciones
iníciales de cada banco se ubican los registros específicos que gobiernan al
procesador y sus recursos; dos modelos de PIC16F87x tienen 192 bytes de RAM
y los otros dos 368 bytes. Los modelos de menor capacidad no tienen
implementadas físicamente algunas posiciones. En la tabla # 2.4 se presentan los
4 bancos de la RAM, indicando en la primera posición de cada uno los nombres
S
O
D
VA
R
E
Para seleccionar el banco al que se deseaE
acceder
S en la RAM se emplean los bits
R
OS RP1 y RP0 respectivamente, según el
6 y 5 del registro de estado, H
determinados
C
E
código siguiente.
DER
de los registros que contienen.
Tabla # 2.4, Cuadro de código para seleccionar el banco al que se desea acceder en la RAM.
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
Para manipular adecuadamente los elementos internos de los PIC hay que
conocer la misión de los bits de los registros específicos.
9 REGÍSTROS ESPECÍFICOS PARA EL CONTROL DE LA
MEMORIA DE
PROGRAMA:
Los 13 bits contenidos en el PC, que direccionan la memoria de código, están
guardados en dos registros específicos. El registro PCL guarda los 8 bits de
menos peso y se puede leer y escribir. Los bits entre (12:8) se alojan en el registro
PCH, que al no poder ser leído ni escrito se accede a él a través del PCLATH. Las
79
CAPÍTULO II
instrucciones de salto CALL y GOTO solo proporcionan 11 bits de las direcciones
a saltar; esto limita el salto dentro de cada banco de 2k. Cuando se desea salir del
banco actual hay que programar correctamente los bits PCLATH (4:3) que
seleccionan al banco.
S
O
D
VA
R
E
En la figura # 2.15 se muestra el diagrama E
deS
distribución y asignación de las 28 o
R
S (doble hilera de patitas de plástico) de los
OPDIP
40 patitas de los en capsulados
H
C
ERE con menos patitas carecen de los puertos D y E. La
PIC16F87x. Los
Dencapsulados
9 DIAGRAMA DE CONEXIONADO:
asignación de funciones para las diferentes patitas es la siguiente:
80
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 2.15, Diagrama de asignación y conexionado de las patitas de los dos posibles
encapsulados en los modelos de la subfamilia PIC16F87x.
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
9 REPERTORIO DE INSTRUCCIONES:
Los mismos formatos, iguales modos de direccionamiento y las mismas 35
instrucciones que tenía el PIC16F84 sirven para todos los modelos PIC16F87x.
81
CAPÍTULO II
No obstante los nuevos PIC, al contener más recursos existen nuevos registros
específicos de control cuyos bits se deberán escribir o leer para su gobierno, ver
figura # 2.16.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 2.16, Principales características de las 35 instrucciones que componen el repertorio
de los PIC16F87x.
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
82
CAPÍTULO II
2.2.24.2. LM35:
Es un circuito integrado sensor de temperatura, cuyo voltaje de salida es
linealmente proporcionar a una magnitud de temperatura en grados Celsius que
esté censando en un momento determinado. En el anexo # 3 se encuentra un
resumen de su hoja técnica de especificaciones. Para información adicional se
S
O
D
VA
R
E
S
puede visitar http://www.national.com/mpf/LM/LM35.html.
E
R
S
O EMPLEADA PARA EL DISEÑO DE LOS
2.2.25. DOCUMENTACIÓN H
TÉCNICA
C
E
ER
CIRCUITOS DE
DE DATA Y CONTROL DE TEMPERATURA:
DTRANSMISIÓN
9 INTRODUCCIÓN A LOS MÓDULOS CCP:
Los microcontroladores PIC16F87x disponen de dos módulos
, llamados
, que son idénticos excepto en lo referente a la modalidad de disparo
especial, que luego se comenta.
Dada esta similitud, la descripción se orienta hacia el módulo CCP1. Estos
módulos pueden realizar tres funciones principales:
9
Modo de captura: una pareja de registros de un módulo
valor que tiene el
(para el módulo
captura el
cuando ocurre un evento especial en la patita
) o en la
(para el módulo
).
9
Modo comparación: se compara el valor de 16 bits del TMR1 con otro
valor cargado en una pareja de registros de un módulo
y cuando
83
CAPÍTULO II
coinciden
se
produce
un
evento
en
la/s
patita/s
y/o
.
9
Modo modulación de anchura de pulsos (
): dentro del intervalo del
período de un pulso controla la anchura en que la señal vale nivel alto.
El módulo
utiliza un registro de trabajo de 16 bits que está formado por la
S
O
D
VA
R
E
S como registros de trabajo a
(Figura # 2.17). El módulo
tiene
E
R
OSy 1Bh) y como registro de control a
(direcciones
1Ch
H
C
E
ERLas
en la dirección
parejas de registros son las encargadas de capturar el
D1Dh.
concatenación de los registros
(direcciones 16h y 15h). El
registro de control del módulo
valor del
es el
, que ocupa la dirección 17h.
, de comparar el valor que tienen con el del
o, en el modo
, modular la anchura del pulso.
Figura # 2.17, Asignación de los bytes de los registros CCPxCON para los módulos CCP1 y
CCP2. Todos sus bits son leídos y escribibles y pasan a 0 cuando se produce un Reset.
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
9 MODO DE CAPTURA:
del módulo
En este modo, la pareja de registro
de 16 bits que contiene el
captura el valor
cuando sucede un evento en la patita
de la puerta C, que previamente ha sido configurada como entrada poniendo a 1
el bit correspondiente del registro
.
84
CAPÍTULO II
Los eventos posibles que pueden ocurrir sobre la patita
para producir la
captura del valor del
son:
sobre la pareja de registros
9 Un flanco ascendente.
9 Un flanco descendente.
S
O
D
VA
R
E
S
9 Cada 4 flancos ascendentes.
9 Cada 16 flancos ascendentes.
Los 4 bits
el módulo
E
R
S
del registro
HO
C
E
R
seleccionan el evento adecuado en
DyEotro tanto sucede con el módulo
Al efectuar la captura, se activa el señalizador
.
del registro
si se pone a 1 el bit de permiso de interrupción
petición de interrupción cuando se carga en
. Además,
, se genera una
el valor del
. En la
figura # 2.18 se muestran los elementos más significativos que intervienen en el
trabajo del modo Captura.
Cuando se emplea el módulo
en el modo de captura, el
debe estar
configurado para trabajar como temporizador o como contador síncrono. Nunca de
modo asíncrono.
Si se van a cambiar las condiciones de funcionamiento en el modo captura,
conviene detener o desactivar al módulo
interrupciones durante la operación.
para evitar que se produzcan falsas
85
CAPÍTULO II
S
O
D
VAde captura del CCP1.
Figura # 2.18, Esquema de los bloques principales delR
módulo
E
S
E
R
OS
H
C
E
DER
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
Si no se ha leído el contenido de los registros
y se produce una
nueva captura, dichos registros pasan a contener el nuevo valor.
Cuando se desactiva el módulo
o deja de funcionar en modo captura se borra
la codificación del predivisor de frecuencias que determinan los bits
.
Una aplicación muy interesante del modo de captura puede ser la medición de los
intervalos de tiempo que existen entre los impulsos que llegan a la patita
que se halla configurada como entrada. El
debe trabajar con
entrada de reloj externo sincronizada.
9 MODO COMPARACIÓN:
En esta forma de trabajo, la pareja de registros
compara su
contenido, de forma continua, con el valor del TMR1. Cuando coinciden ambos
valores, a la patita
, que se halla configurada como salida, la acontece
86
CAPÍTULO II
uno de los siguientes eventos, de acuerdo con la programación de los bits
:
9 Pasa a nivel alto.
9 Pasa a nivel bajo.
9 No cambia su estado pero se produce una interrupción.
Al coincidir los valores del
pone a 1 el señalizador
El
S
O
D
VA
R
E
S
con los de la pareja de registros
E
R
S
HO
se
C
E
R
E
debeD
trabajar en modo temporizador o contador síncrono, nunca en modo
asíncrono.
Si el bit de permiso de interrupción está a 1, cuando coinciden los valores
mencionados se origina una petición de interrupción.
Si con los bits
el módulo
se selecciona el modo de trabajo de disparo especial,
pone a 0 el
y el
funciona como un registro de
período, capaz de provocar periódicamente interrupciones. En ese modo de
disparo especial, el
pone a 0 el
y, adelante más, inicia una conversión
en el conversor A/D, con lo que también y, con carácter periódico, puede realizar
conversiones
sin el control del programa de instrucciones.
87
CAPÍTULO II
9 MODO DE MODULARIZACIÓN DE ANCHURA DE PULSOS (PWM):
Con este modo de trabajo, se consiguen pulsos lógicos cuya anchura del nivel alto
es de duración variable, que son de enorme aplicación en el control de dispositivos
tan populares como los motores y los triacs.
S
O
D
VA
R
E
S (Duty Cycle) dentro del intervalo
pulso cuyo nivel alto tenga una anchura variable
E
R
S
del período de trabajo. (Figura
#O
2.19).
H
C
E
DER
La patita
esta configurada como salida y puede variar entre los niveles
lógicos 0 y 1 a intervalos variables de tiempo. Lo que se intenta es obtener un
Para lograr la variación de nivel en la patita de salida
se usa un
comparador que pone a 1 (Set) un flip-flop cuando el valor del registro PR2
coincide con la parte alta del
, momento en el que el
toma el valor
00h. Luego el flip-flop se resetea (se pone a 0) cuando otro comparador detecta la
coincidencia del valor existente en
con el de la parte alta del
(Figura # 2.20). De esta manera, variando los valores que se cargan en
(que luego se traspasa al
.
y en
) se varía el intervalo de tiempo en el
que la patita de salida está a 1 y a 0.
Figura # 2.19, Se desea conseguir un impulso de nivel alto con anchura controlada dentro
del período.
Fuente Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
88
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
Figura # 2.20, Esquema de la estructura interna E
delS
módulo CCP1 cuando funciona en modo
R
OS PWM.
H
C
E
DER
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
Cuando se trabaja con una precisión de 10 bits, los 2 bits
(5:4) se
y, de la misma forma, los 8 bits de más peso del
concatenan con los 8 de
se concatenan con los dos bits de menos peso del reloj interno, haciendo
cuente cada
que el
en vez de cada
.
El tiempo que dura el período de la onda depende del valor cargado en PR2,
según la fórmula siguiente:
Ecuación # 2.9
coincide con el del
Cuando el valor de
9 Se borra el
.
9 Patita
se pone a 1.
9 El valor de
en
suceden tres acontecimientos:
, que es el que determina la anchura del pulso, se carga
.
89
CAPÍTULO II
El tiempo que la patita de salida está a nivel alto, que es la anchura del impulso,
y de los dos bits 5 y 4 del
depende del contenido cargado en
,
cuando se trabaja con una precisión de 10 bits.
Ecuación # 2.10. S
O
D
A que coincidan
Vhasta
R
y se
compara
que el mismo no se traspasa a
E
S
E
R
con
. El modo
el registro
sólo puede ser leído.
OS
H
C
ERE
D
Los pasos a seguir para realizar la configuración del modo
son
El valor
(5:4) puede cargarse en cualquier momento, puesto
los
siguientes:
9 Asignar el período cargando el oportuno valor en
9 Asignar la anchura del pulso cargando el registro
4 del
.
y los dos bits 5 y
.
9 Configurar la línea
como salida.
9 Asignar el valor del predivisor y activar el
9 Configurar el módulo
en modo
escribiendo en
.
.
9 CONVERSOR A/D:
Los microcontroladores PIC16f87x poseen un conversor A/D de 10 bits de
resolución y 5 canales de entrada en los modelos con 28 patitas (PIC16F873/6) y
8 canales en los que tienen 40 patitas (PIC16F874/7).
90
CAPÍTULO II
La resolución que tiene cada bit procedente de la conversión tiene un valor que es
función de la tensión de referencia Vref, de acuerdo con la fórmula siguiente:
Ecuación # 2.11
S
O
D
A
V
R
E
condensador de captura y mantenimiento (sample
S and hold) y luego se introduce
E
R
al conversor, el cual proporciona
OunSresultado digital de 10 bits de longitud usando
H
C
E
la técnica de aproximaciones
DER sucesivas.
A través del canal de entrada seleccionado, se aplica la señal analógica a un
El conversor A/D es el único dispositivo que puede funcionar en modo Reposo
(SLEEP); para ello el reloj del conversor deberá conectarse al oscilador RC
interno.
En los PIC16F873/6 los 5 canales de entrada están soportados por las 5 líneas
multifunción de la puerta A; en la configuración de dichas líneas habrá que
expresar la función que realizan.
La tensión de referencia puede implementarse con la tensión interna de
alimentación VDD, o bien, con una externa que se introduce por la patita
, en cuyo caso la polaridad negativa se aplica por la patita
.
9 ESTRUCTURA INTERNA Y CONFIGURACIÓN DEL CONVERTIDOR A/D:
En la figura # 2.21 se ofrece un esquema del conexionado del C A/D con las
patitas que soportan los canales de entrada y las de la tensión de referencia.
91
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
Figura # 2.21, Estructura del conexionado del C A/D.
EC
R
E
D
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
El bit de menos peso (ADFM) del registro
selecciona el formato del
resultado de la conversión. Si vale1, el resultado está justificado en el registro
, que tiene sus 6 bits de más peso a 0; mientras que si vale 0 la
justificación se realiza sobre el registro
, que tiene sus 6 bits de menos
peso a 0. Esto significa que los 16 bits que forman la concatenación de
unas veces tiene a 0 los 6 bits de más peso y otras los 6 bits de
menos peso (alineación a la derecha o a la izquierda).
En la figura # 2.22 se muestran las dos formas posibles del alineamiento del
resultado sobre la pareja de registros
.
92
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
Figura # 2.22, Alineación del resultado digital de 10 bits de la conversión a la izquierda y a la
derecha.
E
R
S
HO
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
EC
R
E
D
Los restantes cuatro bits (PCFG3-0) de ADCON1 se usan para configurar las
patitas de los canales de entrada al conversor como analógicos o como E/S
digitales, de acuerdo con la tabla # 2.5.
A continuación, se indican los pasos que hay que efectuar para realizar una
conversión A/D:
93
CAPÍTULO II
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Tabla # 2.5, Pasos que hay que efectuar para realizar una conversión A/D.
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
Si se elige como reloj para la conversión al oscilador RC interno del conversor
A/D, este puede seguir funcionando cuando se introduce el microcontrolador al
modo de reposo o SLEEP. En los restantes modos, se aborta la conversión y se
desactiva el conversor A/D. En la figura # 2.23 se ofrece el organigrama sobre la
operatividad del conversor A/D.
Se propone un programa general para el manejo del conversor A/D. En él se carga
con 0 al registro
, con lo que todas las patitas correspondientes a los
canales de entrada del C A/D se configuran como entradas analógicas
94
CAPÍTULO II
(
) y se toma como
.
queda
el bit de más peso ADFM = 0, el resultado depositado en
justificado a la izquierda (los 6 bits de menos peso de
Al ser
son 0). Se permite
la interrupción del C A/D (bsf PIE1, ADIE). Como reloj para la conversión se elige
al oscilador interno RC como consecuencia de cargar a ADCON0 con el valor
11000001 y se elige como canal de entrada a la patita RA0/AN0.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 2.23, Organigrama de la operación del conversor A/D.
Fuente: Angulo J. Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones (2000).
95
CAPÍTULO II
2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS:
Absorbancia: Logaritmo del cociente de la potencia inicial (Po) de un haz de
radiación y la potencia P después de atravesar un medio adsorbente.
Absorción: Proceso en el cual una sustancia se incorpora o asimila dentro de
S
O
D
VA
R
E
S
otra; el término se refiere a un proceso en el cual un haz de radiación
electromagnética sufre una atenuación durante su trayectoria a través de un
E
R
S
HO
medio.
EC
R
E
D
Albúminas: Grupos de compuestos químicos pertenecientes a las proteínas.
Amino: Radical monovalente formado por un átomo de nitrógeno y dos de
hidrógeno, que constituye el grupo funcional de las aminas y otros compuestos
orgánicos.
Amplificador: Dispositivo para aumentar la amplitud, o potencia, de una señal
eléctrica.
Bombilla: Globo de cristal en el que se ha hecho el vacío y dentro del cual va
colocado un hilo de platino, carbón, tungsteno, etc., que al paso de una corriente
eléctrica se pone incandescente y sirve para alumbrar.
Circuito integrado: Pequeño circuito electrónico utilizado para realizar una
función electrónica específica, como la amplificación.
Colesterol: Compuesto químico asteroideo; se encuentra en varios tejidos y
órganos, principalmente en la sangre, en la bilis y en la corteza suprarrenal.
96
CAPÍTULO II
Colorímetro: Instrumento óptico utilizado para medir la radiación electromagnética
en la región visible del espectro.
Concentración: Término general que se refiere a la cantidad de soluto en una
cantidad estándar de disolvente o solución.
S
O
D
VA
R
E
Creatinina: Compuesto derivado de la creatina,
S de la que constituye el anhídrido,
E
R
OdeS0.5-2.5 / gr diarios.
presente normalmente en la orina
H
C
E
DER
Condensador: Dispositivo que almacena carga eléctrica.
Cromatografía: Quím. Método de análisis químico para la separación de los
componentes de una mezcla por distribución entre dos fases, una estacionaria y
otra móvil, que en un principio se utilizó para separar sustancias coloreadas.
Cromatográfico: De cromatografía.
Dieléctrico: Sustancia que es mala conductora de la electricidad y que
amortiguará la fuerza de un campo eléctrico que la atraviese. Las sustancias
conductoras carecen de esta propiedad de amortiguación.
Espectrofotómetro: Espectrómetro diseñado para la medida de absorción de
radiación electromagnética ultravioleta visible e invisible. El instrumento tiene una
fuente de radiación, un monocromador y un mecanismo eléctrico para medir la
intensidad de radiación.
Espectrómetro: Instrumento equipado con un monocromador o un policromador,
un foto detector y una lectura electrónica para mostrar un número que es
proporcional a la intensidad de la banda espectral.
97
CAPÍTULO II
Espectros: Gráfico de intensidad de absorbancia, transmitancia o emisión en
función de la longitud de onda.
Espectroscopia: Término general empleado para descubrir técnicas que se
basan en la medida de absorción, emisión o florescencia de la radiación
electromagnética.
S
O
D
VA
R
E
eléctrico, acústico, óptico o mecánico, como
las
Svibraciones
E
R
OS
H
C
E
Fotómetro: Instrumento
DER para medir absorbancia que está equipado con un filtro
Filtro: Dispositivo que elimina o selecciona ciertas frecuencias de un espectro
para seleccionar la longitud de onda y un detector de fotones.
Fotones: Paquete de energía de la radiación electromagnética.
Fototubo o fotomultiplicador: El fototubo multiplicador o fotomultiplicador,
consiste en una serie de placas metálicas dispuestas de forma que la emisión
fotoeléctrica se amplifica mediante una emisión eléctrica secundaria.
Glucosa: Monosacárido muy difundido en la naturaleza, tanto en el reino vegetal
como en el reino animal. Se encuentra en la sangre a la concentración de 0.8-1.20
gr/ts.
HDL: HDL significa lipoproteína de alta densidad, una forma de colesterol "bueno".
Las lipoproteínas son proteínas en la sangre que movilizan el colesterol, los
triglicéridos y otros lípidos a varios tejidos.
98
CAPÍTULO II
Hematología: Med. Estudio de la sangre y de los órganos que la producen, en
particular el que se refiere a los trastornos patológicos de la sangre.
LDL: Es un examen que mide la cantidad de lipoproteína de baja densidad (LDL)
que la persona tiene en la sangre. La LDL es un tipo de colesterol y cuando se
presenta en cantidades excesivas en la sangre puede obstruir las arterias.
S
O
D
VdeAtamaño microscópico,
R
Microbiología: Ciencia que estudia los organismos
E
S
E
R
entre los que se incluyen las bacterias,
OS los protozoos y los virus, así como ciertos
H
C
E unicelulares de pequeño tamaño.
hongos (levaduras)
y algas
DER
Microorganismo: Ser vivo que sólo se puede observar utilizando microscopios
ópticos o electrónicos.
Microprocesador: Circuito electrónico que actúa como unidad central de proceso
de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo.
Metabolito: (Del fr. métabolite, der. de métabolisme, metabolismo). m. Biol.
Producto del metabolismo.
Operador: persona encargada de correr el programa, introducir datos y extraer
resultados.
Parasitología: Ciencia biológica que estudia los seres vivos parásitos.
99
CAPÍTULO II
Semiconductor: Se dice de las sustancias aislantes, como el germanio y el silicio,
que se transforman en conductores por la adición de determinadas impurezas. Se
usan en la fabricación de transistores, chips y derivados
Suero: m. Parte de la sangre o de la linfa que permanece líquida después de
haberse producido la coagulación.
S
O
D
VA
R
E
tensión y débil intensidad en otra de baja tensión
S y gran intensidad, o viceversa.
E
R
OS
H
C
RE de enzimas que catalizan la transferencia de un grupo
Transaminasas:
DEConjunto
Transformador: Aparato eléctrico para convertir la corriente alterna de alta
amino desde un alfaaminoácido a un alfasetoácido.
Urea: Diamida del ácido carbónico presente en la orina y otros líquidos orgánicos
como resultado de la desintegración de sustancias proteicas.
Usuario: Persona o sección de una organización
que explota el programa,
conociendo su función, las entradas requeridas, el proceso a ejecutar y la salida
que produce.
Virología: f. Estudio de los virus.
100
CAPÍTULO II
2.4. OPERACIONALIZACIÓN DE LA VARIABLE:
9 VARIABLE: Fotómetro digital.
9 DEFINICIÓN: Ver sección 2.2.17 (Tipos de instrumentos ópticos).
S
O
D
VA
R
E
S
9 DEFINICIÓN DE LA VARIABLE: Es un equipo capaz de realizar estudios
E
R
S
HO
de absorción en muestras de sangre.
EC
R
E
D
9 CUADRO DE VARIABLES:
101
CAPÍTULO II
Rediseñar un fotómetro digital, basado en el LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A.
Implementar el equipo diseñado, basado éste en el LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A.
específico
Revisar el diseño del
fotómetro LABCOMPUTER, de la
empresa SERVEQUIP
C.A.
Determinar los
requerimientos técnicos
para el rediseño del
fotómetro digital, basado
en el LAB-COMPUTER,
de la empresa
SERVEQUIP C.A.
Realizar el rediseño del
fotómetro digital, basado
en el LAB-COMPUTER,
de la empresa
SERVEQUIP C.A.
Efectuar la
implementación del
fotómetro digital, basado
en el LAB-COMPUTER,
de la empresa
SERVEQUIP C.A.
Variable
Fotómetro digital basado en el LAB-COMPUTER.
Objetivo
dimensiones
Indicadores
E
OS R
CH
E
R
E
D
OS
D
A
V
R
E
S
Sub variables o
Diseño del fotómetro
LAB-COMPUTER, de la
empresa SERVEQUIP
C.A.
Requerimientos técnicos
para el rediseño del
fotómetro digital, basado
en el LAB-COMPUTER,
de la empresa
SERVEQUIP C.A.
Rediseño del fotómetro
digital, basado en el
LAB-COMPUTER, de la
empresa SERVEQUIP
C.A.
Implementación del
fotómetro digital, basado
en el LAB-COMPUTER,
de la empresa
SERVEQUIP C.A.
Componentes externos
e internos, sus
especificaciones,
esquemas circuitales,
proceso de operación
interna y/o diagrama de
flujo del dispositivo tanto
del hardware como
software.
Nueva función: cálculo
de absorbancia y/o
concentración mediante
método cinético,
mejoramiento de interfaz
gráfica y selección de
lenguaje de
programación para
nuevo software.
Nuevos componentes
externos e internos, sus
especificaciones, nuevo
esquema circuital y
nuevo proceso de
operación interna y/o
diagrama de flujo del
dispositivo, nuevo
conexionado y diagrama
de flujo del software.
Pruebas de
funcionamiento y/o
capacidad tanto para el
software como al
hardware por separado y
finalmente el dispositivo
acoplado, como también
la capacidad funcional,
Técnica de recolección
de datos
Observación directa, análisis
documental, entrevistas no
estructuradas.
Observación directa, análisis
documental, entrevistas no
estructuradas.
Observación directa, análisis
documental.
Observación directa, análisis
documental.
Fases
Fase 1
Fase 2
Fase 3
Fase 4
Fase 5
Fase 6
Fase 7
Fase 8
Fase 9
102
CAPÍTULO II
Realizar un manual del
usuario para el fotómetro
digital, basado en el
LAB-COMPUTER de la
empresa SERVEQUIP
C.A.
la robustez, la
extensibilidad, la
reusabilidad, la
compatibilidad, eficacia,
la portabilidad, la
verificabilidad, la
integridad y facilidad de
utilización.
Especificaciones
técnicas del equipo,
modo de operación,
procedimiento tanto de
instalación como de
operación,
recomendaciones al
usuario, al igual que las
descripciones de los
componentes externos,
niveles de alimentación
del equipo y pasos para
realizar cada prueba o
función.
E
ES
R
S
O
CH
E
R
DE
Manual del usuario para
el fotómetro digital,
basado en el LABCOMPUTER de la
empresa SERVEQUIP
C.A.
DO
A
V
R
Tabla # 2.6, Cuadro de variables.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
S
Análisis documental
Fase10
S
O
D
VA
R
E
S
EC
R
E
D
E
R
S
HO
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
105
CAPÍTULO III
CAPÍTULO III:
MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo se describirá todo lo referente al desarrollo de esta investigación:
su tipo, su diseño, población y muestra, las técnicas empleadas para recolección
S
O
D
VA
R
E
S
de datos y las fases necesarias para llevarla a cabo.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN:
Según Sierra Bravo, los tipos de investigación social son distintos según se atienda
a los siguientes aspectos, los cuales se definen según su finalidad, su alcance
temporal, su profundidad, su amplitud, sus fuentes, su carácter, su naturaleza, su
objeto, el ambiente en que tienen lugar. A continuación se citarán cada una de las
definiciones expuestas por dicho autor y se expondrá su relación con ésta
investigación.
Por otra parte la investigación social según Sierra Bravo, “busca mejorar la
sociedad y resolver sus problemas”. Así bien, esta investigación tiene una finalidad
aplicada, porque busca mejorar el equipo anterior, mediante la construcción he
implementación de un prototipo de fotómetro digital.
Como lo define Sierra Bravo un alcance temporal, “se hace, por así decirlo, un
corte perpendicular de una situación en un momento dado y se estudia su
estructura”. Según su alcance temporal es seccional, puesto que se realiza en un
momento específico o tiempo único.
106
CAPÍTULO III
Las investigaciones sociales explicativas son las que no solamente pretenden
medir variables, sino estudiar las relaciones de influencia entre ellas, para conocer
la estructura y los factores que intervienen en los fenómenos sociales y su
dinámica. De esta manera esta investigación es de profundidad explicativa, ya que
no solamente se limita a medir variables, sino a estudiar las relaciones de influencia
entre ellas, estructura y los factores que intervienen en su dinámica. Ejemplo de
ello la relación entre las variables tensión medida, absorbancia calculada y
S
O
D
VA
R
E
S
concentración obtenida.
E
R
S
HO
Como lo define Sierra Bravo las investigaciones con amplitud microsociológica,
EC
R
E
y D
medianos.
De
“son las que hacen referencia al estudio de variables y sus relaciones en grupos
pequeños
tal forma esta investigación es de amplitud
microsociológica, ya que se hace referencia solo a las variables contempladas
únicamente en el fotómetro LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A.
La recopilación de datos de una fuente primaria según Sierra Bravo se define
“como aquello donde los datos o hechos sobre los que versan, son de primera
mano, es decir, recogidos para la investigación, y por aquellos que la efectúan”. Así
bien esta investigación fue de fuente primaria, ya que los datos recogidos durante
el desarrollo de la investigación, fueron de primera mano, es decir, recogidos para
la misma y por los investigadores.
Una investigación de carácter cualitativo según Sierra Bravo, “es el que se orienta a
descubrir el sentido y significado de las acciones sociales”. Cumpliendo con lo
dicho según Sierra Bravo, esta investigación es de carácter cualitativo, ya que se
orientó a descubrir el significado de las variables más no a cuantificar.
Las investigaciones de naturaleza experimentales según Sierra Bravo, “son
aquellas que se apoyan en la observación de fenómenos provocados o
manipulados en los laboratorios o ambientes artificiales”. Por tal motivo esta
107
CAPÍTULO III
investigación es de naturaleza experimental, ya que se apoyó en la observación de
fenómenos provocados o manipulados en laboratorios.
Por otra parte Sierra Bravo define que una investigación de marco de laboratorio
“es aquella que se realiza en un ambiente artificial, es decir en laboratorios”. De
esta manera, esta investigación es de marco de laboratorio, puesto que la
observación de fenómenos provocados o manipulados fue realizada en un
S
O
D
A Instrumental de la
Universidad Rafael Urdaneta (URU) y el laboratorio de
VAnálisis
R
E
S
Facultad de Medicina de la Universidad R
delE
Zulia (LUZ).
OS
H
C
E
DER
ambiente cerrado, como lo fueron los casos de los laboratorios de Electrónica de la
3.2. POBLACIÓN Y MUESTRA:
Luego de definir la unidad de análisis, se requiere delimitar la población de estudio
sobre la cual se pretende generalizar los resultados; la población, que según
Chávez (1994) es el universo de la investigación, está constituida por
características o estratos que le permiten distinguir los sujetos, unos de otros.
Por otra parte Sierra Bravo (1995) señala que, para el caso de poblaciones
pequeñas y por razones de costos, tiempo y/o complejidad, las unidades objeto de
observación o estudio van a ser todas las que forman el universo, o únicamente se
va a extender la indagación a una parte representativa o muestra de aquellas.
En este estudio la población y la muestra, está constituida por el fotómetro actual,
basado en el LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A., equipo empleado
tanto para
determinar la concentración de algún elemento presente en una
muestra, como también para determinar la cantidad de luz absorbida por una
sustancia mediante el método de lectura de punto final. Este equipo representa una
gran ayuda para los laboratorios de bioanálisis al momento de determinar la
108
CAPÍTULO III
concentración ya sea de glicemia, colesterol, o algún otro elemento presente en la
sangre.
3.3. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS:
Para el desarrollo de esta investigación se recurrieron a varias técnicas para
S
O
D
figuran las entrevistas estructuradas, el análisis documental
VA y la observación
R
E
S fases del desarrollo de esta
E
directa, todas estas aplicadas en las
diversas
R
OS
H
investigación.
C
E
DER
recolectar la información necesaria para su culminación, entre estas técnicas
Las técnicas de recolección de datos que se aplicaron en la presente investigación
y que no son más que los medios a través de los cuales se recopiló la información
necesaria para el desarrollo de esta investigación son las siguientes:
9 ENTREVISTAS:
Las entrevistas son unas técnicas de recolección de información que permiten
profundizar en un fenómeno determinado, sea éste un tema relevante para el
investigador, una opinión o un problema detectado por él. Generalmente las
entrevistas comparten una estructura básica en la que el investigador tiene las
preguntas y el sujeto (o informante) da las respuestas.
Las preguntas del investigador están estructuradas según la pauta que han sido
previamente definidas en función de los intereses de la investigación. De esta
manera, pueden encontrarse diferentes tipos de entrevistas, según sea el grado de
especificidad de las preguntas que están contenidas en las pautas; las cuales se
clasifican en: estructuradas, semi-estructuradas, abiertas, no estructuradas, mixtas,
etc.
109
CAPÍTULO III
De las diversas entrevistas nombradas anteriormente la que más se adaptó a los
requerimientos de ésta investigación fue la del tipo estructurada (ver anexo # 4), ya
que estas permiten planificar el rumbo de la conversación mediante una serie de
preguntas predeterminadas.
Sin embargo durante el desarrollo de la fase inicial, se recurrió esencialmente a las
entrevistas no estructuradas las cuales son definidas por Sabino (1992), de la
S
O
D
A formular las preguntas
que existe un margen mas o menos grande de libertadV
para
R
E
S
E
y las respuestas”.
R
OS
H
C
E
R
E
D
Las nombradas entrevistas se realizaron en la empresa SERVEQUIP C.A., a los
siguiente manera”…una entrevista no estructurada o no formalizada es aquella en
proveedores y técnicos de mantenimiento del fotómetro LAB-COMPUTER con la
finalidad de conocer sus aspectos constructivos, sus capacidades limitantes, para
así comprender la razón de su rediseño.
9 ANÁLISIS DOCUMENTAL:
Una vez realizadas las entrevistas y conociendo un poco sobre el funcionamiento y
los aspectos constructivos de este fotómetro se recurrió a la técnica del análisis
documental definida por Sabino (1992), como “…una técnica de investigación que
se basa en el estudio cuantitativo de contenido manifiesto de la comunicación.”.
Sabino, además de definir esta técnica, comenta su utilidad acotando que ésta es
“…útil, especialmente para establecer comparaciones y estudiar en profundidad
diversos materiales: registros de revistas en estudios de psicología clínicas y
evolutivas, editoriales de periódicos o revistas, programas o declaraciones políticas,
entrevistas focalizadas o abiertas, etc.”
Esta técnica es empleada para el estudio profundo de bibliografía referente al tema
en estudio, esto con el objetivo de recolectar y comprender las bases teóricas de
110
CAPÍTULO III
las leyes y fundamentos en las cuales se rigen el análisis fotoeléctrico, el cual es el
principio de funcionamiento del fotómetro LAB-COMPUTER, además de las teorías
o directrices necesarias de realizar en el rediseño del mismo.
9 OBSERVACIÓN DIRECTA:
S
O
D
A rasgos existentes en
proceso mediante el cual se perciben deliberadamenteV
ciertos
R
E
S previo y con base a ciertos
E
la realidad por medio de un esquemaRconceptual
OSpor una conjetura que se quiere investigar”.
H
propósitos definidos generalmente
C
E
R
E
D
Según Méndez (2001).
La observación directa como procedimiento de investigación se define como “el
Así mismo se dice que “la observación directa es aquella en la cual el investigador
puede observar y recoger datos mediante su propia observación”, concretamente
mediante inspecciones que se realicen en el sitio. Según Tamayo y Tamayo,
(2000).
En concordancia con lo expuesto por los autores, ésta técnica fue utilizada en el
rediseño e implementación de un fotómetro digital, basado en el LAB-COMPUTER
de la empresa SERVEQUIP C.A. en Maracaibo, durante la medición de
parámetros, tanto eléctricos (valores de voltaje, corriente, impedancia) como
químicos o de absorción (absorbancia) los cuales fueron obtenidos sin
intermediación alguna.
3.4 FASES DE LA INVESTIGACIÓN:
9 FASE 1 REVISIÓN DEL FOTÓMETRO ACTUAL:
111
CAPÍTULO III
En esta fase se realizó un estudio intensivo a cada componente del fotómetro LABCOMPUTER permitiendo de ésta manera conocer en totalidad sus partes y la
contribución que éstas aportan al funcionamiento del equipo.
9 FASE 2 ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO:
S
O
D
valores de absorbancia y concentración en distintas sustancias,
VA con la finalidad de
R
E
S
conocer el procedimiento de operaciónR
deE
éste dispositivo, y así poder desglosar
OenS las distintas etapas que transcurren en el
H
las operaciones que se
realizan
C
E
R
E
D
equipo desde la inserción de la muestra hasta la obtención del resultado, lo que
Para ésta fase se realizaron mediciones con el fotómetro LAB-COMPUTER de
exigió revisar bibliografía referente a cada una de las áreas temáticas
correspondientes a las operaciones mencionadas.
9 FASE 3 DETERMINACIÓN DE LAS FUNCIONES QUE TENDRÁ EL NUEVO
EQUIPO:
Para ésta fase fue necesario realizar una entrevista a los proveedores del fotómetro
LAB-COMPUTER para conocer con exactitud su alcance y limitaciones, con la
finalidad de comprender el por qué se requiere su rediseño. Dicha entrevista fue
decisiva para la determinación de las funciones o capacidades adicionales que
debían ser agregadas al nuevo equipo. Estas nuevas funciones fueron orientadas
al mejoramiento del fotómetro LAB-COMPUTER haciendo énfasis en solventar sus
carencias más agudas ya nombradas en capítulos anteriores, por ejemplo:
incapacidad para realizar las pruebas del tipo cinética, no poseer una interfaz más
amigable entre otras.
112
CAPÍTULO III
9 FASE
4
EVALUAR
ALTERNATIVAS
DE
INTERFACES
GRÁFICAS
AMIGABLES:
Para evaluar las alternativas de interfaces gráficas, con las que se podría solventar
la carencia de un medio amigable para comunicarse con el usuario que presenta
el actual fotómetro LAB-COMPUTER, se tomaron en cuenta varios aspectos tales
como: capacidad de caracteres, disponibilidad en el mercado y factibilidad de
S
O
D
VA
R
E
S
mantenimiento, para brindar una solución a la carencia de interfaz gráfica amigable
de una manera sencilla.
9
E
R
S
HO
EC
R
E
D
FASE 5 DETERMINAR
EL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN A UTILIZAR:
En esta fase se realizó un estudio previo en el área de la programación en sus
distintos niveles, para una vez conocido el nivel de programación que se adaptase
más a los requerimientos técnicos del nuevo fotómetro digital basado en el LABCOMPUTER de la empresa SERVEQUIP C.A. poder decidir sobre el paradigma o
enfoque del lenguaje a utilizar, todo esto con la finalidad de reducir el universo de
los lenguajes de programación existentes en la actualidad y así poder estudiar, una
pequeña muestra de los lenguajes factibles, para ésta manera dotar al nuevo
fotómetro de un lenguaje de programación adaptado a sus requerimientos.
9 FASE 6 DISEÑAR EL HARDWARE DEL PROTOTIPO FOTÓMETRO
DIGITAL:
Para lograr concretar ésta fase se requirió trabajar directamente con el equipo LABCOMPUTER, en primera instancia para conocer las dimensiones de los
componentes mecánicos que lo conforman, y en base a las funciones requeridas
por el nuevo dispositivo, incluir los componentes tantos electrónicos como
mecánicos necesarios para satisfacer o solventar dicho requerimiento.
113
CAPÍTULO III
Todas las piezas mecánicas diseñadas o rediseñadas se obtuvieron a través del
método ensayo y error a diferencia de los nuevos circuitos, bien sean
rediseñados o diseñados, los cuales fueron previamente simulados mediante el uso
de un software especializado, para posteriormente ser implementados.
Tanto las nuevas partes mecánicas y los nuevos circuitos electrónicos fueron
S
O
D
cobertura o carcasa, esto con la finalidad de poder realizar
VA modificaciones en el
R
E
S
prototipo durante la fase de rediseño. RE
OS
H
C
E
DER
implantados en una tabla prototipo previamente a ser colocados en la nueva
9 FASE 7 DISEÑAR EL SOFTWARE PARA EL CÁLCULO, MANEJO DE LA
INTERFAZ GRÁFICA Y CALIBRACIÓN AUTOMÁTICA DEL EQUIPO:
Para ésta fase se empleó la metodología descrita por Luis Joyanes (2003), donde
define el ciclo de vida del software en 5 etapas las cuales fueron desarrolladas de
manera consecutiva o en cascada para poder desarrollar a éste, una manera
apropiada y eficiente.
El software fue diseñado en base a los requerimientos técnicos para con el nuevo
equipo y apegándose a la necesidad de poseer un fácil manejo y una interfaz
amigable.
9 FASE 8 EVALUAR EL HARDWARE DISEÑADO:
Esta fase fue realizada en las instalaciones de la empresa SERVEQUIP C.A, con la
ayuda de personal técnico capacitado en el área y familiarizado con los aspectos
constructivos del equipo anterior, mediante numerosas inspecciones, en la cuales
fueron evaluados por separados: materiales para la construcción, componentes
electrónicos, funcionamiento de los circuitos, durabilidad del hardware y factibilidad
113
CAPÍTULO III
para el reemplazo de piezas y/o componentes, todo esto con la finalidad de
asegurarse de que ninguna de las partes del equipo rediseñado presentara
defectos, los cuales pudieran de alguna u otra manera influir en los resultados
generados por el equipo.
9 FASE 9 EVALUAR EL SOFTWARE DISEÑADO:
S
O
D
VA
R
E
Spara determinar la calidad de un
Ángel Morales y Francisco Segovia (2003),
E
R
OS en los siguientes aspectos:
software, la cual incluye una
evaluación
H
C
E
DER
Esta fase fue realizada apegándose a la metodología propuesta por los autores
9 Conformidad funcional
9 Eficacia
9 Robustez
9 Portabilidad
9 Extensibilidad
9 Verificabilidad
9 Reusabilidad
9 Integridad
9 Compatibilidad
9 Facilidad de utilización
Cada uno de los aspectos nombrados fueron evaluados en conjunto con
representantes de la empresa SERVEQUIP C.A para detectar y solventar cualquier
error, o mal funcionamiento del software diseñado para el nuevo fotómetro digital.
9 FASE10 REALIZAR EL MANUAL DE OPERACIÓN DEL NUEVO EQUIPO:
En esta última fase se realizó una lectura previa al manual del equipo LABCOMPUTER de donde se extrajo: el enfoque técnico y metodológico empleado
para instruir a nuevos usuarios en los procesos de instalación, operación y
mantenimiento del equipo, con la finalidad de realizar el manual del nuevo equipo
en función de lo extraído.
S
O
D
VA
R
E
S
EC
R
E
D
E
R
S
HO
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
116
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
En este capítulo se desglosan, puntualizan y explican cada una de las etapas
S
O
D
los objetivos planteados, los cuales abarcan el rediseño
VAy la implementación del
R
E
S SERVEQUIP C.A, ubicada en
E
fotómetro digital LAB-COMPUTER de la
empresa
R
OS
H
Maracaibo.
C
E
DER
necesarias para el desarrollo de esta investigación, esto con el fin de cumplir con
Para emprender el rediseño de cualquier dispositivo es necesario conocer todos
los aspectos referentes al mismo en detalle, es decir conocer su finalidad, su
función o funciones, capacidades y limitaciones, además de todos los
componentes que lo conforman y su modo de operación. Razón por la cual para el
término de éste trabajo de investigación fue necesario estudiar todos los aspectos
nombrados
referentes
al
dispositivo
LAB-COMPUTER
de
la
empresa
SERVEQUIP, de lo cual se obtuvo lo siguiente.
4.1 FINALIDAD DEL FOTÓMETRO LAB-COMPUTER:
El LAB-COMPUTER, fotómetro diseñado para determinar la cantidad de luz
absorbida por un componente específico dentro de una sustancia específica,
además de determinar la concentración de dicho componente en la mencionada
sustancia. Por consiguiente éste dispositivo es empleado en laboratorios clínicos
por profesionales en el área del bioanálisis para determinar la concentración de
117
CAPÍTULO IV
elementos presentes en una muestra de sangre, por ejemplo: Glucosa, Colesterol,
Urea, etc.
4.2 FUNCIONES DEL FOTÓMETRO LAB-COMPUTER:
El LAB-COMPUTER posee tres funciones: cálculo de la Absorbancia, cálculo de la
S
O
D
luz absorbida por un componente en una sustancia, determinar
VA la concentración
R
E
S
E
de un elemento presente en una muestra
y realizar un conteo regresivo con
R
S
O
disparo de alarma, respectivamente.
CH
E
R
DE
Concentración y función Reloj, las cuales emplea para determinar la cantidad de
4.3 CAPACIDADES Y LIMITACIONES DEL LAB-COMPUTER:
Como se expresó en el primer capítulo, éste dispositivo está capacitado para
realizar únicamente pruebas del tipo punto final, puesto que su rango de lectura de
longitudes de onda abarcan desde 490nm hasta 620nm; éstas pruebas permiten
realizar los siguientes análisis:
9 Glicemia
9 Acido úrico
9 Colesterol
9 Urea
9 Hemoglobina
9 HDL
9 Triglicéridos
9 Creatinina
9 LDL
El LAB-COMPUTER tiene la capacidad de mostrar los resultados de las pruebas
mencionadas con una precisión limitada y una capacidad de comunicación con el
usuario rudimental; este aparato posee un juego de displays siete segmentos en
número tal que incapacita al fotómetro para mostrar cantidades con más de dos
cifras decimales, además de que, por el formato siete segmentos, la capacidad de
118
CAPÍTULO IV
generar caracteres alfanuméricos es muy pobre, dificultando el generar mensajes
entendibles con los cuales se guíe el proceso de realización de las pruebas.
.
Los valores que conforman su rango de lectura y las limitaciones de hardware, no
posibilitan al fotómetro LAB-COMPUTER de poder realizar la prueba del tipo
cinética, para la cual se requieren lecturas de longitud de onda entre los 220nm
hasta los 380nm, además de la necesidad de mantener la muestra en estudio a
S
O
D
incapaz de reconocer cambios en el estado físico deV
laA
fuente de luz empleada
R
E
S
E
para la realización de pruebas, implicando
la necesidad de calibrar diariamente al
R
OS
H
dispositivo.
C
E
DER
una temperatura de 37°C. A su vez por limitaciones de software, éste fotómetro es
4.4 COMPONENTES QUE CONFORMAN EL FOTÓMETRO LAB-COMPUTER:
Para conocer en detalle los componentes que conforman éste fotómetro digital, se
realizó una revisión general al mismo, lo cual permitió entender sus partes y la
contribución de cada una de ellas al funcionamiento del dispositivo. Luego de ésta
revisión al fotómetro LAB-COMPUTER, se pueden dividir sus componentes en dos
tipos: externos e internos, lo cuales serán desglosados, puntualizados y
explicados a continuación.
4.4.1 COMPONENTES EXTERNOS:
Estos componentes son aquellos que se observan a simple vista a lo largo de la
carcasa del equipo, los cuales más adelante son enumerados y explicados en
detalle con la finalidad de dar a conocer su contribución al funcionamiento del
119
CAPÍTULO IV
fotómetro LAB-COMPUTER de la empresa SERVEQUIP, C.A,
ubicada en
Maracaibo. Componentes que pueden ser detallados en las figuras # 4.1 y # 4.2.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.1, Componentes externos del LAB- COMPUTER (detalle: parte frontal
superior de la carcasa).
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Figura # 4.2, Componentes externos del LAB-COMPUTER (detalle: parte posterior de
la carcasa).
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
120
CAPÍTULO IV
9 ARREGLO DE DISPLAYS 7 SEGMENTOS:
Este arreglo consta de tres displays ánodo común dispuestos en serie, arreglo el
cual sirve de interfaz gráfica para el equipo LAB-COMPUTER, mediante el cual se
expresan, entre otros, los resultados de absorbancia y concentración, además de
la información introducida por el usuario a través del teclado; cantidades que
varían desde un número conformado por una parte entera y/o dos dígitos
S
O
D
dispositivo solita acciones específicas por parte del
VAusuario, por
R
E
S
E
“BLK”(realizar blanqueo).
R
OS
H
C
E
R
E
D
Este arreglo de displays puede ser detallado en la figura # 4.3.
decimales, hasta generar abreviaciones de palabras mediante las cuales el
ejemplo:
Figura # 4.3, Serie de 3 displays pertenecientes al arreglo de 7 segmentos.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 TECLADO MATRICIAL 4X3 (tipo teléfono):
Este teclado es del tipo matriz de puntos (4X3), es decir 4 columnas de tres
pulsadores por filas. Las teclas, pueden ser de función única data (data-comando).
En el teclado, cada tecla corresponde a una función única, con excepción de dos
121
CAPÍTULO IV
pulsadores, los cuales cuentan con una función adicional. Cada función ya sea el
caso de función única o mixta, están debidamente especificadas mediante
señalización. Las funciones nombradas pueden ser divididas de la siguiente
manera: función del tipo única y función del tipo mixta. Las teclas 0, 2 y del 4 al 9,
incluyendo “ENTER” y “COMA”, tienen función única, siendo las teclas numéricas,
representativas de los números que expresan. Las teclas 1 y 3, tienen función
mixta. Por otra parte las funciones del tipo doble tiene la función de asumir la data
S
O
D
asociadas a los pulsadores uno y tres (1-3) respectivamente.
VA Dichas funciones
R
E
S
E
dobles son señaladas en las teclas antes
mencionados,
mediante una abreviación.
R
S
O
H para la opción de aceptar data en condición de
Éstas abreviaciones son:
“FAC”
C
E
R
DE “STD” para describir las aceptación de data en condición
factor, y la abreviación
suministrada en condición de factor o estándar; éstas dobles funciones están
de estándar.
Las teclas nombradas con sus respectivas funciones, sean única o mixta, pueden
ser detallados en la figura # 4.4.
Figura # 4.4, Detalle del teclado matricial y sus funciones.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara
122
CAPÍTULO IV
9 ARREGLO DE PULSADORES N/A:
Este arreglo consta de cuatro pulsadores normalmente abiertos (N/A) ordenados
de manera horizontal, cada uno con una función asociada a cada uno de los
siguientes comandos: realizar lectura en condición de concentración, realizar
lectura en condición de absorbancia, activar reloj de conteo descendente y activar
función de blanqueo. Comandos que están identificados mediante el uso de las
S
O
D
A
con las funciones: concentración, absorbancia, relojVdescendente
y blanqueo
R
E
S
E
respectivamente.
R
OS
H
C
E
R
E
D
Una vista detallada de este arreglo de pulsadores se observa en la figura # 4.5.
siguientes abreviaciones: “CON”, “ABS”, “REL”, “BLK”, los cuales están asociadas
Figura # 4.5, Detalles de arreglo de pulsadores N/A.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 RANURA PARA TUBO DE ENSAYO:
Tiene como finalidad dirigir el tubo de ensayo contenedor de la muestra hacia el
mecanismo de sujeción del bloque de lectura, el cual se encuentra en el interior de
123
CAPÍTULO IV
la carcasa del equipo. Esta ranura puede observarse con mayor detalle en la
figura # 4.6.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.6, Vista en detalle de la ranura para filtro y ranura para tubo de ensayo.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 RANURA PARA FILTRO DE LUZ O INTERFERENCIA:
Ésta se encuentra justo al lado de la ranura para tubo de ensayo y cumple una
función análoga a éste: dirigir el filtro de interferencia hacia la pared diseñada para
contenerlo dentro del bloque de lectura, el cual se encuentra en el interior de la
carcasa del equipo. Ésta ranura puede observarse en la figura # 4.6.
124
CAPÍTULO IV
9 BOTÓN DE ENCENDIDO:
Se encuentra en la parte posterior de la carcasa del dispositivo LAB-COMPUTER
y su función es interrumpir o permitir el paso de corriente alterna al fotómetro
ocasionando que este varíe a un estado de encendido o a un estado de apagado.
El botón de encendido del LAB-COMPUTER se puede detallar en la parte superior
S
O
D
VA
R
E
S
de la figura # 4.7.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura #4.7, Detalle de botón de encendido y cable de alimentación AC.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 CABLE DE ALIMENTACIÓN AC:
Cumple la función de transportar corriente alterna al interior de la carcasa del
dispositivo, esto a un nivel de tensión de 120 voltios de una manera segura, ya
que está recubierto por un aislamiento el cual sirve para evitar situaciones de
cortocircuito tanto en el exterior de la carcasa como en su interior, salvaguardando
de esta manera tanto la integridad del equipo como la de sus usuarios.
Este cable de alimentación puede ser visto en detalle en la figura # 4.7.
125
CAPÍTULO IV
4.4.2 COMPONENTES INTERNOS:
Estos componentes son aquellos que no pueden ser vistos en el exterior del
equipo puesto que se encuentran en el interior del mismo y de igual manera que
los componentes externos, contribuyen con un aporte individual y específico al
funcionamiento del fotómetro. Estos elementos o componentes van a ser de igual
manera enunciados y explicados con detalles con la finalidad de conocer su
S
O
D
VA
R
E
S
contribución al funcionamiento del fotómetro. Estos componentes son:
9 1 Procesador z80
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 1 Memoria EPROM
DM2732D
9 1 Manejador de periférico
programable 8255
9 2 Memorias RAM 5114
9 1 Driver para displays
75492
9 1 Contador CMOS T4040
9 Circuito integrado (CI)
Inversor 7404
9 1 SCHMITT TRIGGER
(disparador) 7414
9 1 Amplificador operacional
358N
9 6 Transistores 2N3904
9 1 Condensador 10pF
9 1 Condensador 1000µf
9 1 Condensador 1µF
9 1 Condensador 47nF
9 1 Cristal de cuarzo de
2MHZ
9 1 Regulador de voltaje a 5V
9 1 Transformador de 110V9V 1.5A
9 1 Buzzer
9 1 Fotorresistencia
9 1Foco o bombilla de 5V
9 Filtros de (interferencia,
infrarrojo y colimador
126
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
Figura # D
4.8, Vista superior de la tarjeta integrada del equipo LAB-COMPUTER.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Figura # 4.9, Vista posterior de la tarjeta integrada del equipo LAB-COMPUTER.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Algunos de estos elementos nombrados pueden ser vistos en su posición original
en la tarjeta del LAB-COMPUTER en su vista frontal (figura # 4.8) y su vista
127
CAPÍTULO IV
posterior (figura # 4.9) además de un esquema funcional en base a bloques, de la
electrónica en dicha tarjeta dispuesta en el anexo 5.
9 PROCESADOR Z80:
El Z80 es un microprocesador de 8 bits ampliamente usado en computadores
personales en el pasado sistemas de control. Este dispositivo cumple la función de
S
O
D
Vel Aproceso de lectura. Al
funciones e instrucciones necesarias para realizar
R
E
S una serie de dispositivos que
E
R
microprocesador Z80 se encuentran
conectados,
S
O
H
C
serán descritos a continuación,
los cuales complementan la función del
RE
E
D
microprocesador, realizando funciones tales como: almacenamiento de
procesador central en el actual equipo, ya que controla todas y cada una de las
información,
sincronización
de
la
frecuencia
de
operación,
microprocesador Z80 puede ser visto en detalle en la figura # 4.10.
Figura # 4.10, Vista en detalle del microprocesador Z80.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
etc.
Dicho
128
CAPÍTULO IV
9 MEMORIA EPROM DM2716D:
En ella se encuentra almacenado de manera permanente el conjunto de
instrucciones que conforman el programa de operación del equipo. Estas
instrucciones son grabadas previamente de manera eléctrica por el usuario. Por
tratarse de un tipo de memoria, cuya información puede ser borrada mediante la
exposición de la circuitería interna del CI a luz UV, el integrado es protegido en el
S
O
D
directa sobre éste, con el fin de proteger la información
VA que contiene. Dicha
R
E
S# 4.11.
E
memoria puede ser vista en detalle en laR
figura
OS
H
C
E
DER
actual equipo, por una banda adhesiva, la cual impide que incida luz de manera
Figura # 4.11, Detalle de memoria EPROM DM2716D.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 MANEJADOR DE PERIFÉRICO PROGRAMABLE (PPI) 8255:
Este dispositivo toma información, ya sea de dispositivos externos como el teclado
matricial 4x3 (tipo teléfono) y el arreglo de pulsadores normalmente abiertos, así
como de dispositivos internos, como la fotorresistencia, redirigiendo dicha
información a terminales específicos del microprocesador Z80, para que éste la
procese. Este dispositivo puede ser visto en detalle en la figura # 4.12 el cual se
muestra a continuación:
129
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
Figura # 4.12, Vista de Manejador periférico programable 8255.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
E
R
S
HO
C
E
R
E
9 PAR DE MEMORIAS
RAM 5114:
D
El sistema digital LAB-COMPUTER, posee un par de memorias RAM, cuyas
funciones son las de ser leídas y escritas por el microprocesador Z80 tantas veces
se
requiera.
Por
ser
una
memoria
de
almacenamiento
temporal,
el
microprocesador Z80 almacena en ellas toda la data necesaria para ejecutar el
proceso de lectura, data la cual desaparece al apagar el equipo. Estos módulos de
memoria RAM de 1024 celdas de 4 bits cada una, conforman un arreglo de 1024
palabras de 8 bits.
Este par de memorias pueden ser vistas en detalle en la figura # 4.13
130
CAPÍTULO IV
Figura # 4.13, Par de memorias RAM 5114.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
9 DRIVER PARA DISPLAYS 75492:
EC
R
E
D
Cumple la función de controlar y/o decodificar las señales que son enviadas por el
microprocesador Z80 al arreglo de displays de 7 segmentos, con la finalidad de
que dicho arreglo pueda generar los caracteres requeridos de manera correcta.
El dispositivo descrito puede ser visto en la figura # 4.14, la cual se muestra a
continuación:
Figura # 4.14, Driver para displays 75492.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
131
CAPÍTULO IV
9 DIVISOR DE FRECUENCIA T4040:
Este dispositivo toma la frecuencia generada por el circuito resonador basado en
un cristal de cuarzo de 2 MHZ, y pasa a dividirla en magnitudes de frecuencias
específicas previamente calculadas por los proveedores del equipo LABCOMPUTER, para luego direccionar dichas frecuencias a diversos dispositivos.
Este dispositivo se puede ver en detalle en la figura # 4.15, la cual se muestra a
S
O
D
VA
R
E
S
continuación:
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.15, Divisor de frecuencia T4040.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 CIRCUITO INTEGRADO (CI) INVERSOR 7404:
Este circuito integrado tiene la función de invertir el estado digital (alto o bajo) de la
señal de tensión que proviene del un terminal de salida del disparador SCHMITT
TRIGGER, con la finalidad de producir una onda cuadrática, cuya frecuencia es
función del cristal de cuarzo de 2Mhz, la cual va a ser dirigida hacia el terminal
N°6 de microprocesador Z80, como reloj, el cual define la velocidad a la cual se
ejecutarán las instrucciones que gobiernan la operación del equipo.
El circuito integrado inversor 7404 puede ser visto en detalle en la figura # 4.16.
132
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
Figura # 4.16, Inversor 7404.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 SCHMITT TRIGGER (DISPARADOR) 7414:
Puesto que un Schmitt Trigger cambia su estado de salida cuando la tensión en su
entrada sobrepasa un determinado nivel; la salida no vuelve a cambiar cuando la
entrada baja ese voltaje, sino que el nivel de tensión para el cambio es otro
distinto, más bajo que el primero. A este efecto se le conoce como ciclo de
histéresis.
El Schmitt Trigger usa la histéresis para prevenir el ruido que podría solaparse a la
señal original y que causaría falsos cambios de estado si los niveles de referencia
y entrada son parecidos.
El circuito inversor y a su vez el disparador Schmitt Trigger puede ser vista en
detalle en la figura # 4.17.
133
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
Figura # 4.17, SCHMITT TRIGGER 7414.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 AMPLIFICADOR OPERACIONAL 358N:
Este dispositivo contiene en su interior dos amplificadores operacionales, de los
cuales solo emplea uno para aumentar la amplitud, o potencia, de la señal
eléctrica emitida por el circuito formado por el disparador SCHMITT TRIGGER, el
inversor 7404 y el cristal oscilador de 2Mhz para redirigirla hacia el pin N°6 del
microprocesador Z80, con la finalidad de que los estados altos (unos lógicos) de
dicha señal se encuentren por encima de la zona de ruido, para de ésta manera el
microprocesador reciba una señal más confiable. Este dispositivo puede ser visto
en detalle a continuación en la figura # 4.18.
Figura # 4.18, Detalle del amplificador operacional 358N.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
134
CAPÍTULO IV
9 TRANSISTORES 2N3904:
Estos dispositivos se implementan como manejadores de corriente de los displays
y del buzzer, ello por la implementación de los mismos como interruptores
electrónicos en el LAB-COMPUTER.
S
O
D
VA
R
E
S
9 MANEJO DE CORRIENTE DE ÁNODO EN LOS DISPLAYS:
E
R
S
HO
Esta acción la realizan tres transistores 2N3904 (uno por cada display) los cuales
EC
R
E
Dconectados con el colector a potencial positivo de 5 voltios, el
Se encuentran
están conectados a manera de interruptor, controlados por un puerto del PPI 8255.
emisor al ánodo y la base a un bit específico de un puerto del PPI 8255. Este trío
de transistores puede ser visto en detalle en la figura # 4.19.
Figura # 4.19, Arreglo de transistores 2N3904.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
135
CAPÍTULO IV
9 MANEJO DE CORRIENTE DEL SEGMENTO “PUNTO” DE LOS DISPLAYS
UNO Y DOS:
Cada segmento “punto” de los displays uno y dos, es manejado por un transistor
NPN 2N3904. Estos transistores, de igual manera que para los segmentos, son
manejados por un bit de un puerto del PPI 8255. Se prevé el uso de dos
segmentos “punto” para generar cifras de uno o dos decimales respectivamente.
S
O
D
A esta vez obteniendo
y la base a un bit específico de un puerto del PPI 8255,
Vpero
R
E
S conectando el emisor a tierra y el
E
la señal a interrumpir en el terminal del R
colector,
S
HdeOdicha
terminal de la base a laE
origen
señal, en este caso los pines 38 y 39 del
C
R
E
D programable.
manejador periférico
Se encuentran conectados con el colector al segmento, el emisor a potencial cero
Este par de transistores puede ser visto en detalle en la figura # 4.20.
Figura # 4.20, Par de transistores 2N3904.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 CONDENSADORES:
A continuación se especifica de manera individual la función de cada uno de los
condensadores presentes en éste equipo.
136
CAPÍTULO IV
9 CONDENSADOR DE 1000µF 25V:
Este elemento tiene la función específica, de reducir a su mínima expresión el
rizado de la señal DC que entrega el rectificador de onda completa, para convertir
dicha señal lo más cercano posible a una línea recta. Dicho condensador puede
ser visto en la figura # 4.21.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.21, Condensador de 1000µf.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 CONDENSADOR DE 1µF 50V:
Este condensador forma parte del circuito asociado al 7414 (disparador Schmitt
Trigger), y está conectado entre el potencial de tierra y el pin número 11. Dicho
condensador puede ser visto en la figura # 4.22.
Figura # 4.22, Condensador de 1µf.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
137
CAPÍTULO IV
9 CONDENSADOR DE 47NF:
Este está conectado de manera retroalimentada entre los pines 1 y 8 del integrado
S
O
D
de ruido en la señal generada por el (disparador
Schmitt Trigger).
VA
R
E
S
condensador puede ser visto en la figuraR
#E
4.23.
OS
H
C
E
DER
LM358 y unos de los pines del fotorresistor y contribuye también a la eliminación
Dicho
Figura # 4.23, Condensador de 47nf.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 CONDENSADOR DE 10PF:
Cumple una función análoga a los condensadores descritos anteriormente; ésta
conectado entre el pin 30 del Z80 y la resistencia una resistencia de 10KΩ. Dicho
condensador puede ser visto en la figura # 4.24.
138
CAPÍTULO IV
Figura # 4.24, Condensador de 10pf.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 CRISTAL DE CUARZO DE 2MHZ:
S
O
D
VA
Este cristal oscilante asociado como anteriormente
se mencionó, con los
R
E
S
E y el inversor 7404, genera la señal
dispositivos: disparador SCHMITT TRIGGER
R
S
O
C
de sincronización, o señal
deH
reloj, necesaria para coordinar todas las actividades
E
DER
del microprocesador Z80. La función específica de éste dispositivo es generar de
manera estable, la frecuencia que mantendrá la sincronización de operaciones del
microprocesador.
Figura # 4.25, Detalle del cristal de cuarzo de 2MHZ.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 REGULADOR DE VOLTAJE A 5V:
Tiene la función de regular o mantener el nivel de tensión de 5V en su terminal de
salida, necesario ello para el funcionamiento del sistema basado en el
139
CAPÍTULO IV
microprocesador; el procesamiento de instrucciones en el Z80 ameritA la
alimentación fija y estable de corriente continua. Dicho regulador puede ser visto
en detalle en la figura # 4.26.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
Figura #4.26,
Oen detalle del regulador de voltaje a 5V.
HVista
C
E
DER
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 TRANSFORMADOR DE 110V-9V 1.5A:
Este dispositivo eléctrico tiene la función de reducir el nivel de tensión de un valor
de 110V AC al valor de 9V AC. Dicho nivel de tensión reducido es entregado a un
rectificador de onda completa.
9 BUZZER:
La contribución de éste dispositivo al funcionamiento del equipo, está asociada a
la función de reloj descendente. Contribución que se limita a emitir un sonido una
vez finalizada la cuenta regresiva previamente programada por el usuario. Este
dispositivo puede ser visto en detalle a continuación en la figura # 4.27.
140
CAPÍTULO IV
Figura # 4.27, Vista en detalle del Buzzer.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
S
O
D
VA
R
E
S
9 FOTORRESISTENCIA:
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Está situada al final del bloque de lectura adherida a una de sus paredes; ésta es
excitada por los haces de luz resultantes después de atravesar todos los filtros
dispuestos a lo largo del conducto direccionador, y su función dentro del
dispositivo LAB-COMPUTER es variar su impedancia en función a la intensidad de
luz a la que están expuesta sus caras, esto con la finalidad de generar distintos
valores de frecuencia a partir de las variaciones de impedancia de la
fotorresistencia.
Para ésta aplicación se seleccionó una fotorresistencia de 5 Ω la cual puede ser
vista en detalle en la figura # 4.28.
Figura # 4.28, Vista de la fotorresistencia.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 FOCO O BOMBILLA DE 5V 0. 5W 100ma:
141
CAPÍTULO IV
Es empleado como fuente de luz, en función de la cual se realiza el estudio a la
muestra. Este dispositivo se alimenta a través del regulador de tensión a 5V. Sus
características técnicas son, una bombilla de 5V, 0.5W, 100ma de luz
incandescente.
Este elemente puede visto en detalle en la figura # 4.29.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.29, Foco o bombilla de luz incandescente.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 FILTROS:
Éste equipo cuenta con los siguientes filtros nombrados a continuación, los cuales
se emplean para eliminar o seleccionar ciertas frecuencias del espectro
electromagnético.
9 FILTRO DE INTERFERENCIA:
142
CAPÍTULO IV
Se encuentra en la cercanía del bloque de lectura y tiene la función de eliminar o
impedir el paso ciertas frecuencias del espectro óptico, así mismo el filtro de
interferencia depende de la longitud de onda que se utilice.
Este filtro de interferencia puede ser visto en detalle en la figura # 4.30.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.30, Filtro de interferencia.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 FILTRO PARA INFRARROJO:
La función principal de éste filtro es de solo permitir el paso de rayos de luz cuyas
frecuencias sean superiores a los 340nm. Ésta ubicado en la pared fija del bloque
de lectura y puede ser visto en detalle en la figura # 4.31.
143
CAPÍTULO IV
S
O
D
A
Figura # 4.31, Filtro colimador y filtro
Vinfrarrojo.
R
E
S
E
R
OS
H
C
E
DER
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 FILTRO COLIMADOR:
Este filtro brinda el enfoque necesario a los rayos de luz, ya que permite
obtener a partir de un foco luminoso, un haz de rayos de luz paralelos. Esta
ubicado en el frente de una de las caras del bloque de lectura, y su función es
homogeneizar y direccionar las trayectorias de los rayos emitidos por la fuente
de luz, los cuales salen en distintos sentidos, para impedir que dichos rayos se
dispersen, y por lo contrario impacten una de las caras del fotorresistor de
manera uniforme; el filtro colimador es de un material vidrioso de color azul y
puede ver visto en detalle en la figura # 4.31.
Una vez realizada la revisión general al fotómetro LAB-COMPUTER, se obtuvo la
noción general de cómo opera, desde el punto de vista electrónico, el equipo; sin
embargo, para emprender el rediseño de cualquier dispositivo es necesario
conocer también su modo de operación, el cual fue determinado en base a la
información recolectada en las entrevistas mencionadas en capítulos anteriores,
144
CAPÍTULO IV
como también del manual del equipo y de las experiencias al realizar distintas
pruebas con el fotómetro. De dicha información recolectada se obtuvo lo siguiente.
4.5 MODO DE OPERACIÓN DEL FOTÓMETRO LAB-COMPUTER:
Luego de haber estudiado el equipo en su totalidad y solicitando asesoría al
S
O
D
A del equipo, el cual
investigación se instruyó sobre el procedimiento de V
manejo
R
E
S final, sea en su modalidad de
E
aplica solo para realizar pruebas deRpunto
OEl Sprocedimiento se resume en operaciones
H
concentración o absorbancia.
C
E
R
E
D
sencillas descritas a continuación.
personal técnico que labora en la empresa SERVEQUIP C.A, el grupo de
En primera instancia se debe encender el equipo LAB-COMPUTER; luego de esto,
el siguiente paso es cerciorarse que el equipo esté preparado. De ser así se
deberá observar en el arreglo de displays la presencia de un cero (0). Luego de
realizar lo mencionado anteriormente, el usuario debe de decidir qué
procedimiento desea emplear para realizar una prueba específica, procedimiento
que varía entre concentración o absorbancia, los cuales serán desarrollados por
separado como lo muestra el flujograma en el anexo # 3.
Para realizar pruebas mediante el procedimiento del cálculo de la concentración,
se debe oprimir el botón “CON” ubicado en el arreglo de pulsadores lo que hará
posible leer la abreviación “Zro” en el arreglo de displays seguido de ésta la
abreviación “BLK”, abreviación mediante la cual el equipo pide que se realice la
operación de blanqueo, para así conocer o asumir el punto de máxima
transmitancia de luz, por lo que el usuario procede a realizar dicha operación. Para
ello se debe introducir un tubo de ensayo con reactivo a emplear en el bloque de
lectura y luego oprimir el botón “BLK” ubicado en el arreglo de pulsadores.
145
CAPÍTULO IV
Una vez realizado dicho blanqueo, se observará en el arreglo de displays de
manera oscilante, las abreviaciones “STD”, “or” y “FAC” a manera de mensaje,
significando éstas abreviaciones: “Standard”, “o” y “Factor” respectivamente,
mensaje mediante el cual el Fotómetro LAB-COMPUTER solicita al usuario,
información sobre en qué forma habrá éste de suministrarle la data, ya sea ésta
en forma de Estándar o Concentración. El usuario, deberá responder a éste
S
O
D
A
conociera el valor del factor a utilizar, responderá V
oprimiendo
el pulsador de
R
E
S
función doble número uno (1), ubicadoR
enE
el teclado matricial 4x3 (tipo teléfono)
S
HOasuma
con la finalidad de queEelC
equipo
en calidad de factor la data que se le
R
E
D
suministrará próximamente
mediante del uso del nombrado teclado matricial 4x3
mensaje realizando una de dos acciones dependiendo del caso; Si el usuario
(tipo teléfono). Una vez suministrada dicha data se deberá oprimir la tecla
“ENTER” ubicada también en el teclado para que el equipo asuma dicho valor.
De desconocer el usuario éste factor, éste deberá ser calculado mediante el uso
del estándar por lo que el usuario, deberá responder oprimiendo el pulsador de
función mixta número 3. Luego de haber sido realizada dicha operación, el LABCOMPUTER responderá mostrando en el arreglo de displays de manera oscilante
las abreviaciones “Ent” y “STD”, solicitando que se introduzca el estándar de la
prueba a realizar, por lo que el usuario deberá introducir mediante el uso del
teclado matricial 4x3 (tipo teléfono) el valor de concentración
del estándar
conocido, valor el cual es suministrado por los fabricantes de reactivos para
realizar pruebas específicas. Una vez introducido dicho valor, se deberá oprimir la
tecla “ENTER” para que el equipo lo almacene.
Realizado esto, se deberá introducir en el bloque de lectura, un tubo de ensayo
que contenga una sustancia o filtro conocido, cuya absorbancia sea representativa
del valor estandarizado para el tipo de prueba a realizar. Una vez introducido en el
146
CAPÍTULO IV
bloque de lectura el tubo de ensayo que contiene dicha sustancia o filtro conocido,
el equipo procederá a medir la cantidad de luz que éste absorbe, para luego dividir
la cantidad de luz absorbida entre el valor del estándar.
Posteriormente, el LAB-COMPUTER informa al usuario, por medio del arreglo de
displays, la cantidad representativa del calculado factor a emplear para la
realización de dicha prueba. Una vez desaparecida la cantidad representativa del
S
O
D
lo cual indica que el equipo está listo para realizar lecturas,
VA las cuales puedan
R
E
S
realizarse con el factor calculado. Con R
ello,Eserá cuestión de colocar la muestra a
S
Oy se
H
estudiar en el bloque de
lectura
podrá observar en el arreglo de displays el
C
E
R
E
Dprueba, siendo ésta una cantidad numérica representativa de la
resultado de la
factor, podrá apreciarse en el arreglo de displays de nuevo la presencia de un cero
concentración de algún componente específico presente en la muestra, finalizando
de esta manera el procedimiento de lectura en calidad de concentración, en el
anexo # 4 se muestra un flujograma de funcionamiento de la función
concentración.
Por otro lado, para realizar pruebas mediante el procedimiento del cálculo de la
absorbancia, se
debe seguir la misma secuencia de inicio realizada para las
pruebas mediante el método del cálculo de la concentración hasta el momento de
seleccionar el procedimiento para realizar una prueba específica, momento en el
cual, para éste caso el usuario deberá oprimir el botón “ABS” ubicado en el arreglo
de pulsadores lo que desencadenará un intercambio de mensajes y/o solicitudes,
por acciones y/o suministro de data por parte del LAB-COMPUTER y el usuario
respectivamente, similar al realizado en el procedimiento del cálculo de la
concentración, con la diferencia que durante éste procedimiento el equipo no
permite al usuario escoger entre suministrarle el valor del factor a trabajar sino que
solicita directamente que se introduzca la sustancia para determinar la luz que
ésta absorbe.
147
CAPÍTULO IV
Este último procedimiento es empleado para conocer la cantidad de luz absorbida
por una sustancia; no obstante es posible de determinar a través de él, la
concentración de algún componente existente en la sustancia a estudiar pero
implica el realizar de manera manual el cálculo del factor a emplearse para una
prueba específica, calculando previamente la cantidad de luz absorbida por la
sustancia estándar de dicha prueba, realizando el producto mencionado
S
O
D
mismo por la absorbancia de la muestra a estudiar. Al igual
VAque en el anexo # 5 se
R
E
S
E
muestra un flujograma de los pasos que
se debe seguir para la obtención de
R
HOSdel cálculo de la absorbancia.
resultados mediante el E
procedimiento
C
DER
anteriormente para luego, una vez conocido el factor, realizar el producto del
Todos los resultados emitidos por el equipo LAB-COMPUTER son obtenidos en
base a la absorción de luz; esta absorción, incide sobre el comportamiento de un
circuito astable, constituido por una fotorresistencia, capacitancia y un arreglo
lógico de negadores TTL Schmitt Trigger. La frecuencia de la señal lógica
regulada por el astable, será una función de la resistencia ofrecida por el
fotorresistor. Con ello, la luz es traducida en frecuencia para luego ser almacenada
en registros del microprocesador el cual gobierna el comportamiento del equipo.
Para calcular la cantidad de luz absorbida por una muestra, el fotómetro LABCOMPUTER determina el negativo del logaritmo de base diez del cociente entre el
equivalente en frecuencia de la luz que logra atravesar la muestra en estudio,
valor que considera como potencia de salida (Po) y el equivalente en frecuencia
de la luz absorbida por el reactivo (para cada prueba en especifico) contenido en
el tubo de ensayo para realización del blanqueo, valor el cual asume como
potencia de entrada (Pi), el cual ya fue almacenado previamente; esto es:
Ecuación: 4.1
148
CAPÍTULO IV
donde:
A = Absorbancia.
Pi = Potencia de entrada.
S
O
D
VA
R
E
S
Po = Potencia de salida.
E
R
S
HO
Una vez comprendido el dispositivo LAB-COMPUTER en todo sus aspectos
EC
R
E
emprender el D
rediseño del equipo con la finalidad de atender y/o solucionar las
(componentes y modo de operación) y conociendo sus limitaciones, fue posible
carencias que éste presenta. Dicho rediseño fue dividido en varias etapas con la
finalidad de tratar cada uno de los nuevos componentes y/o elementos por
separados.
Para comenzar un rediseño es necesario conocer también lo que se desea
obtener con el mismo, razón por la cual la primera etapa de éste rediseño abarcó
lo siguiente.
4.6 DETERMINACIÓN DE LAS FUNCIONES QUE TENDRÁ EL NUEVO
EQUIPO:
De las entrevistas nombradas en el capítulo tres, se extrajo que una de las
razones para el rediseño de este fotómetro es la incapacidad de poder realizar
pruebas del tipo cinética; para ello es necesario prever el control de temperatura
en el bloque de lectura de la muestra, variable que debe de mantenerse en 37°C
durante el proceso de recopilación de datos.
149
CAPÍTULO IV
Además de nuevas funciones, se decidió añadir mejoras o ampliaciones a las
capacidades del dispositivo anterior, como lo es el cambiar a una interfaz gráfica
mucho más amigable y amplia, lo cual permita mostrar resultados con una
cantidad mayor de números decimales y por ende más precisos y así también
brindar al usuario, mediante la nueva interfaz, una guía interactiva para la
operación del dispositivo. Junto con estas nuevas funciones ya nombradas, se
S
O
D
la finalidad de reducir los pasos a realizar por el personal
VAque manipula el LABR
E
Scon el dispositivo.
E
COMPUTER a la hora de realizar operaciones
R
OS
H
C
E
R
E
D
Estas nuevas funciones propuestas fueron discutidas con representantes de
decidió agregar la función de auto-calibración y almacenamiento de la misma con
SERVEQUIP C.A, aprobándose dicha propuesta por considerarse que incluye
todas las mejoras necesarias para optimizar y/o ampliar la funcionabilidad del
fotómetro LAB-COMPUTER.
La aprobación de esta propuesta dio por concluida la primera etapa del rediseño
del fotómetro digital basado en el LAB-COMPUTER, iniciándose la segunda etapa
la cual abarcó el determinar los componentes necesarios para implementar las
nuevas funciones descritas. El primer punto en ser tratado en ésta etapa fue la
imprecisión debido a que el equipo genera resultados de solo dos cifras decimales
y la carencia de una interfaz gráfica amigable. Para dar solución a ello se realizó lo
siguiente.
4.7
EVALUACIÓN
AMIGABLES:
DE
ALTERNATIVAS
DE
INTERFACES
GRÁFICAS
150
CAPÍTULO IV
Para esto se realizó una exploración en el mercado, focalizando la misma en los
dispositivos que permiten expresar caracteres de forma digital, es decir, brindar
una interfaz gráfica entre el hombre y la máquina, entre los cuales se
contemplaron el uso ya sea de displays alfanuméricos, pantalla de cristal líquido
(LCD) o el uso de la interfaz brindada por el monitor de un computador personal
(PC). Cada opción fue evaluada en los aspectos nombrados en el capítulo tres, es
decir: capacidad de generación de caracteres, disponibilidad en el mercado y
S
O
D
que brindaría la opción a elegir en el nuevo dispositivo.VA
ER
S
E
R
S
O
A continuación se específica
CH en detalle cada una de las consideraciones
E
R
DEopción.
realizadas a cada
factibilidad de mantenimiento, además del valor agregado en el aspecto funcional
9 DISPLAYS DE 7 SEGMENTOS:
Es la opción más económica y de mayor accesibilidad en el mercado de las tres
contempladas, además de concordar con el tipo de interfaz gráfica del actual LABCOMPUTER, lo cual reduciría el trabajo a una simple ampliación del arreglo de
displays existente, solventando el problema de brindar cifras decimales escasas;
esto llevaría ha obtener un equipo más preciso. Por otra parte, la opción de
ampliar el arreglo de displays existente, brindaría un mínimo o nulo aporte a la
intención de solventar la carencia de una interfaz más amigable que permita
brindar una guía interactiva al usuario al momento de operar el equipo y no
brindaría ningún valor agregado a la funcionabilidad del nuevo dispositivo. En la
figura # 4.32, se puede mostrar una vista en detalle del displays de 7 segmentos.
151
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
Figura # 4.32, Vista en detalle del dysplay de 7 segmentos.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
9 DYSPLAYS ALFA NUMÉRICOS:
Esta opción permite, a diferencia de los display de siete segmentos, una mejor
imagen de mensajes alfanuméricos, esto debido a su construcción mediante el
concepto de matriz de puntos, la cual permite delinear curvas para letras
complejas de reproducir mediante siete segmentos. Ejemplo de ello la letra “S”.
Esto junto con el uso de una línea de displays alfanuméricos, ofrece la posibilidad
de un espacio mayor para situar caracteres, solventando el problema de cifras con
bajo número de decimales y mejorando en parte la comunicación equipo-usuario
pero no brindaría ningún aporte a la funcionabilidad del fotómetro. En la figura #
4.33 se muestra una vista en detalle de éstos displays.
Figura # 4.33, Vista en detalle del displays alfanuméricos.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
152
CAPÍTULO IV
9 PANTALLA DE CRISTAL LÍQUIDO (LCD):
Esta opción es más costosa que la anterior, pero dicha diferencia en el costo es
compensado por sus capacidades programables puesto que con un solo
dispositivo se puede decidir la cantidad específica de cifras decimales a mostrar y
darle esa potestad al usuario, lo que también solventaría el problema de la
imprecisión, pero con una capacidad mayor para almacenamiento de caracteres
S
O
D
A para el uso del
una interfaz amigable y capaz de prestar una guía
Vdictada
R
E
S de caracteres.
E
dispositivo, teniendo como limitante su capacidad
R
OS
H
C
E
R
E
D
Por otra parte se encontraron en el mercado una gran variedad de modelos de
(con respecto al uso de un arreglo de displays), le es posible a esta opción brindar
ésta opción, los cuales varían tanto en precios como capacidad de caracteres,
terminales, alimentación y modo de conexión, donde por parte de distintos
proveedores de la región no se obtuvo garantía alguna de un suministro seguro y
constante de algún modelo por un tiempo prudencial o aceptable para emprender
a desarrollar un dispositivo en serie, lo cual lleva a cualquier modelo de pantalla
LCD a ser un dispositivo difícil de adquirir en el mercado a lo largo del tiempo lo
que generaría dificultades al momento del remplazo de piezas a la hora de realizar
mantenimiento correctivo al nuevo dispositivo.
En el aspecto de brindar un valor agregado al funcionamiento del nuevo
dispositivo, el uso de esta opción se reduce al mejoramiento de la interfaz ya que
el dispositivo continuaría de la siguiente manera pero brindando resultados de una
manera más amplia y amigable. En la figura # 4.34, se muestra una vista en
detalle de la pantalla LCD.
153
CAPÍTULO IV
Figura # 4.34, Vista en detalle de la pantalla LCD.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
9 MONITOR DE UN COMPUTADOR PERSONAL (PC):
EC
R
E
Dcontemplada debido a la universabilidad del uso del computador
Esta opción fue
personal, realidad de la cual no se escapan los laboratorios de bioanálisis en la
actualidad, por lo cual se consideró utilizar esta poderosa herramienta como lo es
el computador personal como orientación a la cual migrar tanto el uso de interfaz
gráfica del fotómetro como su funcionamiento general.
El uso de esta herramienta implica una inversión mayor, puesto que requiere de
un computador personal (ver figura # 4.35)., pero es compensada por su
funcionabilidad ya que brindaría solución a todas las carencias presentadas por el
dispositivo actual, como lo son la imprecisión, la carencia de una interfaz más
amigable, y de una guía para el funcionamiento, aportando un gran valor agregado
ya que dejaría la puerta abierta a otras mejoras en el dispositivo debido al gran
potencial que brinda el uso de un computador personal. Estas mejoras podrían ser
enfocadas hacia una posible impresión de resultados o hacia el almacenamiento
de información del paciente, entre otras, las cuales podrían realizarse de una
manera más sencilla puesto que se lograría a través de la implementación de un
lenguaje de programación.
154
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
Figura # 4.35, Vista en detalle
HOde la pantalla de un computador personal.
C
E
DER
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
El hecho de haberse inclinado por la opción del uso del monitor de un computador
personal (PC) como medio para brindar interfaz gráfica, convertiría al mencionado
monitor en un dispositivo periférico de salida del equipo, lo que facilitaría las
labores de mantenimiento correctivo, puesto que el acceder a piezas de
reemplazo del monitor, es posible gracias a la presencia de proveedores
autorizados de las distintas marcas de estos dispositivos distribuidos en el país.
Las consideraciones ya nombradas respecto a cada opción de interfaces fueron
expuestas también a representantes de la empresa SERVEQUIP C.A, sugiriendo
inclinarse por la opción del uso de un computador personal, esto debido a sus
bondades y al valor agregado que este brinda al funcionamiento del nuevo
dispositivo.
El hecho de haberse inclinado por la opción: uso del monitor de un computador
para el diseño digital de una interfaz gráfica, ocasionó que fuese sin sentido
modificar las instrucciones del software del equipo anterior, debido que el uso de
155
CAPÍTULO IV
un computador personal implica trabajar con un procesador distinto al Z80, lo cual
amerita que la elaboración del software del nuevo equipo se realice en un lenguaje
de programación compatible con el procesador de un computador personal, razón
por la cual se realizó lo siguiente.
4.8 DETERMINACIÓN DEL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN A UTILIZAR:
S
O
D
Se consideró la clasificación de los lenguajes de programación,
VA basada ésta en el
R
E
S
E
nivel de abstracción, la forma de ejecución
y el paradigma de programación que
R
S
O
H
poseen cada uno de ellos
de
los
distintos
programas.
C
E
R
E
D
Estudiando la clasificación de los lenguajes de programación según el nivel de
abstracción, se contemplaron los siguientes niveles: bajo, medio y alto.
Observando que el lenguaje de bajo nivel, se caracteriza por trabajar directamente
con el código de la máquina lo que lo lleva a ser un lenguaje poco amigable,
alejándolo de ser una solución factible a los requerimientos técnicos del nuevo
fotómetro digital. Por otra parte los lenguajes de mediano nivel se caracterizan por
poseer instrucciones o líneas de códigos diseñadas pensando un poco más en el
programador que en el lenguaje de la máquina, lo cual lo hace estar más cerca de
los requerimiento del nuevo fotómetro, pero no lo convierte en la opción ideal ya
que existen en la actualidad los lenguajes de alto nivel, que son aquellos cuyas
instrucciones o líneas de códigos están formadas por elementos de lenguajes
naturales o bien dicho idiomas, ejemplo de ello el inglés, el cual hace más fácil su
uso y aprendizaje, lo que convierte en el nivel más factible a emplear.
Una vez decidido el uso de programación de alto nivel se precisó el determinar el
paradigma o enfoque del lenguaje de programación a emplear, y considerando la
necesidad de una interfaz gráfica amigable para el usuario del nuevo fotómetro
156
CAPÍTULO IV
digital, se escogió el paradigma o enfoque de la programación orientada a objetos
(POO), debido a que éste permite al programador asociar una determinada
función, con un objeto específico representativo de la misma, lo cual facilitaría de
manera gráfica al usuario, el manejo del nuevo equipo creando de esta manera
una interfaz gráfica amigable.
Se revisaron varias opciones de lenguajes de programación con enfoque en la
S
O
D
determinar cuál lenguaje se adaptaría más a los requerimientos
VA técnicos del nuevo
R
E
S y Visual Basic 6.0, las cuales
E
fotómetro. Dichas opciones fueron: C++,
Smalltalk
R
S
Ouna
H
fueron analizadas en detalle
cada
de ellas, considerando sus cualidades, junto
C
E
R
E
D y desventajas.
con sus ventajas
orientación hacia objetos disponibles en la actualidad, con la finalidad de
9 C++:
C++ es un lenguaje orientado a temas el cual se compila utilizando tecnología
convencional y utiliza un editor para crear el programa fuente por lo que un
compilador traduce el programa fuente a código objeto ejecutable y luego se
cumple el programa. Este lenguaje, no es quizás el más fácil de aprender para un
usuario nuevo a causa de un diseño de bajo nivel de las estructuras de datos,
aunque para programadores experimentados permite desarrollar programas muy
eficientes.
C++ proporciona una ampliación lógica del lenguaje C al diseño orientado a
objetos, por lo que es capaz de proporcionar un mayor control por tener tipos más
fuertes que C. Este lenguaje tiene una ventaja sobre otros lenguajes, en cuanto a
que la implementación subyacente de características de lenguaje es bastante
transparente, lo que produce programas que se ejecutan con eficiencia. Sin
embargo, al limitar algunas de éstas estructuras a las que se ejecutan con
157
CAPÍTULO IV
eficiencia, el lenguaje deja al programador el desarrollo de códigos para
operaciones complejas.
9 SMALLTALK:
Smalltalk difiere de otros lenguajes en dos aspectos muy importantes, primero fue
S
O
D
desarrollar programas; y en segundo lugar el que seaV
unAprograma a orientación
R
E
S en oposición a la adición de
E
de objetos fue un concepto primitivo R
integrado,
OS como el de C++.
H
herencia a los mecanismos
ya
existentes
C
E
DER
proyectado como un sistema total y no simplemente como una notación para
Para poder programar en Smalltalk se tiene que invertir cierta energía mental en el
aprendizaje del paradigma de pasos de mensajes para la ejecución, pero una vez
ya aprendido, es fácil manipular el lenguaje ya que solo se basa en la construcción
de clases y métodos para esas clases, lo que hace fácil ampliar el programa para
manejar problemas más grandes. Su capacidad de generar herencia automática
permite desarrollar operaciones básicas para todos los objetos, y que éstas se
hereden automáticamente a todas subclases derivadas.
Una debilidad del Smalltalk es que el ambiente es parte del concepto, lo que
dificulta el desarrollar programas y luego enviarlos a otros sistemas sin incluir el
sistema completo. Luego de haber evaluado éste lenguaje, se puede catalogar
como interesante pero al conocer que son pocos los sistemas comerciales que se
han implementado en el mismo, debido a la dificultad de encontrar traductores, se
considera al Smalltalk como una opción poco factible para el desarrollo del
software requerido para el nuevo equipo.
158
CAPÍTULO IV
9 VISUAL BASIC 6.0:
Visual Basic 6.0 forma parte del entorno de desarrollo Visual Studio de Microsoft
por lo que posiblemente sea la manera más rápida y sencilla de crear aplicaciones
para Microsoft Windows, ya que proporciona un completo juego de herramientas
que facilitan el desarrollo rápido de aplicaciones RAD (Rapid Application
Development).
S
O
D
A sobre su enfoque, ya
De el nombre de éste lenguaje se puede entender unV
poco
R
E
S
E
que la palabra “Visual” hace referencia
a el método que utiliza para crear la
R
S
Opara
H
Interfaz Gráfica del Usuario
(IGU)
una aplicación específica, en vez de crear
C
E
R
E
D mediantes extensas líneas de códigos para dar la apariencia y
dichas aplicaciones
la ubicación de los elementos de la interfaz, sino que por el contrario, éste
lenguaje recurre a la técnica de la agregación/eliminación de objetos prefabricados
dentro de la pantalla. Y la palabra “Basic” procede del acrónimo Beginners AllPurpuse Symbolic Instruction Code, cuyo significado en el español es Código de
Instrucción Simbólico Multipropósito para Principiantes.
Visual Basic 6.0 es un lenguaje ideal para el principiante por su facilidad para
comenzar a realizar pequeñas aplicaciones, y al mismo tiempo para profesionales
ya que pueden acometer proyectos más complejos con alta garantía de éxito. Este
lenguaje de programación se utiliza también junto con otras aplicaciones de
Microsoft tales como Excel, Access y VMScript, etc.
Considerando
algunas de las bondades del lenguaje de programación Visual
Basic, como lo son: su facilidad para ser manejado por principiantes, su rapidez
para realizar aplicaciones para Windows, y su relación o conexión de trabajo con
otros programas del paquete Microsoft Office como los son: Excel, Access y
VMScript entre otros, coloca a éste lenguaje como la mejor opción o alternativa
159
CAPÍTULO IV
para diseñar el software que ofrezcan solución a la carencia de una interfaz gráfica
amigable por parte del equipo LAB-COMPUTER, y también controlar el mismo.
Conociendo ya el lenguaje de programación indicado para la elaboración del
software del nuevo equipo se emprendió el diseño del mismo.
S
O
D
VA
R
E
S
4.9 DISEÑO DEL SOFTWARE PARA EL NUEVO EQUIPO:
E
R
S
HO
El diseño de éste software se emprendió considerando los principios expuestos
EC
R
E
el lenguaje deD
programación Visual Basic 6.0, dividiendo el software o sistema en
por Luis Joyanes Aguilar (2003) (ver capítulo II), con instrucciones diseñadas bajo
formularios independientes para cada aplicación, esto con la finalidad de cumplir
con el principio de modularidad mediante diseño descendente. En dichos
formularios el usuario tendría a la vista una gama de opciones o comandos
específicos dentro de un entorno de trabajo, donde se especifican mediante
rótulos o mensajes las entradas o salidas de información para dichas aplicaciones,
generando así una interfaz de usuario dentro de los parámetros expuestos por
Luis Joyanes Aguilar (2003).
Por motivo de la existencia de un formulario específico para cada aplicación, se
diseño una red de formularios conectados entre sí para permitir al usuario
interactuar con todas las aplicaciones de una manera sencilla, dicha red al
principio estuvo constituida por un formulario de inicio, el cual permitía seleccionar
de una lista el análisis a realizar; a éste se le asignó el nombre: “formulario menú
principal”. En dicha lista fueron incluidas dos de los análisis realizados por el
equipo anterior: cálculo de absorbancia y cálculo de concentración junto con tres
nuevas funciones y/o opciones: cálculo mediante el método cinético, llamada a
una guía o ayuda para el manejo del nuevo equipo y la opción salir del sistema.
160
CAPÍTULO IV
A cada unas de las funciones mencionadas se le asignó un formulario llamado de
manera alusiva a la tarea o cálculo que realizan: “absorbancia”, “concentración”,
“cinética” (cálculo mediante el método cinético), “ayuda” y “salir del sistema”, los
cuales fueron dotados a excepción de “salir del sistema”, con la capacidad de
regresar al formulario de inicio (menú principal), para formar una interconexión
entre los seis elementos.
S
O
D
Dicha interconexión puede ser vista en el anexo # 6 flujograma
VA inicio de software.
R
E
S
E
R
OS fueron empleadas unas líneas de código
A partir del flujograma inicio de
software,
H
C
REde menú (ver anexo # 7), la cual permitiese al usuario
para generar D
unaEbarra
trasladarse hacia el formulario deseado; el resultado del uso de dichas líneas de
código puede ser visto en la figura # 4.36, la cual representa la pantalla de inicio o
menú principal del software diseñado.
Figura # 4.36, Vista de la pantalla menú principal.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
161
CAPÍTULO IV
Una vez realizada la interconexión entre los formularios principales, dándole un
enfoque visual al sistema, se proporcionó un camino para solventar la carencia de
una interfaz gráfica amigable.
Haciendo referencia al modo de operación del equipo anterior, es de carácter
obligatorio para el usuario ejecutar la siguiente secuencia: realizar el blanqueo,
brindar el valor de concentración del estándar del reactivo e introducir el estándar
S
O
D
equipo, tanto para realizar análisis de absorbancia como
VAde concentración, esto
R
E
S
E
como consecuencia de que el software
del equipo anterior no determina la
R
Ola S
H
variación que pudo haber
sufrido
fuente de luz por efecto de desgaste.
C
E
R
E
D
a usar para cada prueba específica y en cada oportunidad que se emplease el
Para evitar que dicha secuencia se repita en el modo de operación del nuevo
equipo, se emprendió en el diseño de una rutina para la autocalibración del
mismo, la cual permita al usuario elegir cuándo cumplir con la secuencia
obligatoria para la realización de cada prueba (realizar blanqueo, brindar el valor
de concentración del estándar, etc.) y cuándo obtener resultados en base a una
posible información o data previamente almacenada específicamente para cada
prueba, con el fin de reducir tanto pasos, como el tiempo en la secuencia de
operación para la de obtención de resultados.
La necesidad de tener acceso a la información o data previamente almacenada
para una prueba específica, condujo al diseño de dos formularios independientes
para solventar ésta situación. Uno para crear y actualizar un registro contenedor
de data específica para cada prueba y otro que permita seleccionar de dicho
registro la prueba que se desee realizar. Tanto el diseño de la rutina para la
autocalibración, como los formularios para la creación y/o actualización de registro
y la selección de una prueba específica se describen a continuación.
162
CAPÍTULO IV
9 DISEÑO DE LA RUTINA PARA AUTOCALIBRACIÓN:
Para esto se emplearon una serie de instrucciones que actúan automáticamente al
inicio del sistema con la finalidad de censar la intensidad de luz emitida por la
fuente, para posteriormente compararla con un registro histórico de la misma.
Dicho registro fue establecido mediante el uso de una base de datos la cual fue
S
O
D
hardware; éste se almacena en un cuadro de textoVelAcual recibe el nombre
R
E
S
E
“fuente.text”.
R
S
O
CH
E
R
E
Dcomparación,
La mencionada
se realiza dando un 5% de margen de error al valor
nombrada “PUNTO_FINAL”, a partir de la información transmitida desde el
de la intensidad anterior (ecuación # 4.2), obtenida a partir de la información
contenida en la base de datos “PUNTO_FINAL”, asumiendo dicha cantidad, como
máxima variación permitida, para posteriormente realizar la diferencia entre ésta
intensidad anterior y la nueva intensidad obtenida a través del cuadro de texto
“fuente.text”, el cual representa la intensidad de luz emitida por la fuente al
momento de iniciar el sistema; el resultado de dicha diferencia es empleado en los
siguientes criterios # 1 y 2 para determinar el porcentaje del cambio sufrido en la
intensidad generada por la fuente. Esto puede comprenderse mejor observando lo
siguiente:
Ecuación # 4.2
Ecuación # 4.3
Donde:
163
CAPÍTULO IV
Criterio # 1
Criterio # 2
S
O
D
culminado el proceso de evaluación de criterios, V
asumiera
A como valor de
R
E
S con la finalidad de realizar un
intensidad anterior a la recién obtenidaR
intensidad,
E
OS el estado físico de la fuente de luz para
proceso cíclico que monitoree
constante
H
C
ERE
minimizar los D
errores
por imprecisión al momento de trabajar con información
Adicionalmente se emplearon unas instrucciones para que el sistema, una vez
previamente almacenada para una prueba específica.
Las instrucciones empleadas tanto para la creación y actualización de la base de
datos “PUNTO_FINAL” junto con la rutina de auto calibración se muestra en el
anexo # 8, como también en el anexo # 9 se muestra un flujograma de
funcionamiento del programa para la nueva función de autocalibración.
9 DISEÑO DEL FORMULARIO PARA CREACIÓN Y/O ACTUALIZACIÓN DE
REGISTRO CONTENEDOR DE DATA PARA UNA PRUEBA ESPECÍFICA:
Este formulario fue nombrado “agregar prueba” y consiste básicamente en el
manejo de una base de datos la cual fue llamada “PUNTO_FINAL”. Esta base de
datos cuenta con los siguientes campos: “nombre de la prueba”, “proveedor”,
“valor del estándar” (del reactivo a emplear), y su finalidad es crear un registro a
partir del cual el usuario pueda seleccionar un tipo de prueba sin la necesidad de
suministrar algún tipo de información referente al reactivo durante el proceso de
164
CAPÍTULO IV
lectura, con la excepción del caso de una nueva prueba. Las instrucciones que
conforman este formulario y la base de datos que contiene pueden ser analizadas
en el anexo # 10, además en la figura # 4.37 se muestra una pantalla del
funcionamiento del mismo.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.37, Vista de la pantalla agregar prueba.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Como se muestra en la figura # 4.37, el formulario “AGREGAR PRUEBA” además
de los campos nombrados presenta cuatro botones en el siguiente orden:
“agregar”, “eliminar”, “actualizar”, “cerrar” cuyas funciones son: habilitar la base de
datos para el proceso de escritura el cual comienza haciendo enfoque en el campo
“nombre”, eliminar la prueba que se encuentre mostrada en pantalla, actualizar la
base datos almacenando la información recientemente suministrada y salir del
formulario respectivamente.
9 DISEÑO DE LA RUTINA PARA LA SELECCIÓN DE UNA PRUEBA
ESPECÍFICA:
165
CAPÍTULO IV
Esta rutina se encuentra contenida en el formulario “AGREGAR_PRUEBA” y fue
nombrada “seleccionar_prueba”; básicamente cuenta con una lista desplegable, la
cual permite al usuario seleccionar la prueba deseada entre las contenidas en la
base de datos. Al igual las líneas de código empleadas para los formularios
anteriores, las empleadas en el diseño de éste se encuentran contenidas en el
anexo # 11 y su implementación puede ser vista en la figura # 4.38.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.38, Vista de la pantalla seleccionar prueba a realizar.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Como se muestra en la figura # 4.38, la ventana generada por la rutina
“seleccionar_prueba”, incluye dentro de sus funciones dos botones: uno nombrado
“inicio”, empleado para luego de haber seleccionado la prueba desde la lista
desplegable, poder acceder al formulario “absorbancia” para el cálculo de la
misma y el otro nombrado “agregar prueba”, cuya función es acceder al formulario
“AGREGAR_PRUEBA” y en consecuencia a la tabla punto final.
Ahora bien, con un sistema capaz de:
9
Detectar cambios en el estado físico de la fuente de luz del equipo
9
Almacenar la información técnica sobre los reactivos ya empleados
9
Seleccionar de una lista la prueba deseada,
166
CAPÍTULO IV
es posible recomendar el uso o no de la información previamente almacenada
sobre los reactivos, esto a través de los criterios # 4.1 y 4.2, lo cual genera dos
rutas o caminos para acceder a los formularios “absorbancia”, “concentración” y
“cinética”, como se muestra en el anexo # 9.
S
O
D
VA
R
E
S
9 DISEÑO DEL FORMULARIO PARA EL CÁLCULO DE CONCENTRACIÓN:
E
R
S
HO
Como se observa en el flujograma anterior el caso en que el criterio # 4.2 sea
EC
R
E
D con la siguiente información: “La fuente de luz ha sufrido una
(caja de mensaje)
cierto, desencadena la siguiente secuencia, la cual se inicia con un message box
variación mínima o nula. Se recomienda el uso de los valores previamente
almacenados.”, seguido por otro message box el cual contiene el mensaje:
“seleccione análisis a realizar”, donde el usuario debe seleccionar un análisis en la
barra de menú que se encuentra en la pantalla de inicio, acción la cual realiza una
llamada directa a la rutina “seleccionar_ prueba”, para que el usuario seleccione
una prueba de la lista desplegable y oprima el botón “iniciar”, para acceder al
formulario “concentración” respectivamente. Una vez cargado el formulario a
seleccionado, mediante el caso de cambios menores o iguales al 5% el software
pedirá al usuario la inserción de la muestra a estudiar, para arrojar resultados
directamente, en base a la información almacenada para cada prueba específica
en la base de datos “PUNTO_FINAL”.
A continuación se muestran el proceso realizado por el sistema para la obtención
de resultados en el caso cambios menores o iguales al 5%, el cual se fundamenta
en la ecuación # 4.1:
167
CAPÍTULO IV
1. Toma el valor almacenado en el campo “blanqueo” de la base de datos
“PUNTO_FINAL” y lo coloca en el cuadro de texto blanqueo.text, el cual
asume como potencia de entrada (Po).
2. Toma el valor almacenado en el campo “factor” de la mencionada base
de datos y lo almacena en el cuadro de texto factor.text.
3. Toma el valor contenido en el “fuente.text” colocándolo en el cuadro de
texto “absorción.text”, el cual asume como potencia de salida (Pi), para
S
O
D
VA
R
E
S
luego aplicar la ecuación # 4.1 brindando de ésta manera la cantidad de
luz absorbida por la muestra,.
E
R
S
HO
4. Para el caso de estar operando con el formulario concentración, el
EC
R
E
D por la muestra y por el valor contenido en el campo “factor”.
absorbida
resultado final se obtiene mediante el producto de la cantidad de luz
En el anexo # 12 y 13, se muestra las líneas de código utilizada para el caso
cambios menores o igual al 5% del estado físico de la fuente de luz del equipo y
un flujograma para el no uso de la data almacenada en la base de datos, por otra
parte en la figura # 4.39, se muestra las secuencias de mensajes emitidos por el
equipo para la conducción al formulario de “concentración” respectivamente, para
la obtención de resultados.
168
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.39, Vista de los mensajes para la obtención de resultados, criterio # 4.1.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Mientras que en el caso que el criterio # 4.1 sea cierto, se inicia la secuencia con
un message box el cual contiene la siguiente información: “La fuente de luz ha
sufrido una variación considerable en su estado físico. Se recomienda recalcular
los valores previamente almacenados”, seguido de otro message box el cual
informa: “seleccione análisis a realizar”, donde el usuario debe seleccionar un
análisis en la barra de menú que se encuentra en la pantalla de inicio, acción la
cual llama directamente a la rutina “seleccionar prueba”, de la misma manera el
usuario debe seleccionar una prueba de la lista desplegable y oprimir el botón
“iniciar”, para acceder al formulario de “concentración”.
Esta vez el programa solicita de manera obligatoria, que se realice el blanqueo,
que se ingrese el valor de concentración del estándar del reactivo y por último
introducir el estándar a usar, para calcular el nuevo factor de dicha prueba
específica en función del nuevo estado físico de la fuente de luz mediante la
siguiente cadena de mensajes de cumplimiento obligatorio figura # 4.40.
169
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.40, Vista de los mensajes para la obtención de resultados, criterio # 4.2.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Proceso mediante el cual el software determina el resultado de la prueba con los
nuevos valores y a la vez actualiza la base de datos “PUNTO_FINAL” para su uso
posterior hasta el momento que existan cambios en el estado físico de la fuente de
luz mayores al 5%.
1. Para realizar el blanqueo el sistema iguala el valor del cuadro de
texto “blanqueo.text” a la información contenida en “fuente.text”.
2. Para almacenar el valor del estándar el sistema se enfoca en el
cuadro de texto valor del “estándar.text” habilitando al mismo para
almacenar data del tipo numérica, la cual es suministrada por el
usuario a través del teclado del computador personal.
3. Para determinar la cantidad de luz absorbida por el estándar el
sistema iguala el cuadro de texto “absorción del estándar.text” al
valor en “fuente.text”.
4. Luego realiza el producto entre el valor en “absorción del
estándar.text” entre el valor en “estándar.text”, esto con la finalidad
170
CAPÍTULO IV
de determinar el factor el cual será implantado en el cuadro de texto
“factor.text”.
5. Para determinar la cantidad de luz absorbida por la muestra, el
sistema aplica la ecuación # 4.1 análogamente al caso anterior.
En el anexo # 14 y 15, se muestra las líneas de código utilizada para el caso
cambios mayores al 5% del estado físico de la fuente de luz del equipo como
S
O
D
VA
R
E
S
también un flujograma para el no uso de la data almacenada.
E
R
S
HO
En ambos casos el formulario perteneciente al tipo de análisis elegido, termina su
EC
R
E
concentración,D
ejemplo de ello la figura # 4.41, en la que puede observarse en la
función brindando como resultado la cantidad de luz absorbida por la muestra o su
parte inferior de la pantalla, tres botones los cuales indican las siguientes
acciones: atrás, realizar prueba del mismo tipo y realizar prueba de otro tipo.
Figura # 4.41, Vista de la pantalla de obtención de los resultados.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
El botón “atrás” conduce directamente al formulario inmediato anterior a través de
las instrucciones que se muestran en el anexo # 16.
A su vez el botón “realizar prueba del mismo tipo” limpia el cuadro de texto que
contiene el resultado y el cuadro de texto fuente.text, para que el software solicite
171
CAPÍTULO IV
únicamente la inserción de la nueva muestra para someterla a estudio, y obtenga
el resultado en función del blanqueo y factor empleado en la realización de la
prueba anterior. Estas líneas de código pueden ser vistas en el anexo # 17.
Al igual que los botones anteriores, el botón “realizar prueba de otro tipo” ejecuta
una función específica la cual es: limpiar los cuadros de textos, “absorción del
estándar.text”, “factor.text” y “fuente.text”, para que luego el sistema indique al
S
O
D
“seleccionar_prueba”, permitiendo que los cuadros nombrados
VA sean rellenados
R
E
S
E
con la información contenida en la base
de datos “PUNTO_FINAL”. Una vez
R
OlistoSpara solicitar que se inserte la muestra que
H
finalizado esto el sistema
estará
C
E
R
E
D
será sometida a estudio para arrojar el resultado. Las instrucciones que gobiernan
usuario que seleccione la nueva prueba a realizar a través de la rutina
este botón pueden ser vistas en el anexo # 18.
9 DISEÑO DEL FORMULARIO PARA LA APLICACIÓN DEL MÉTODO
CINÉTICO:
Este formulario fue diseñado mediante el mismo concepto de diseño empleado en
los formularios “absorbancia” y “concentración”, es decir cuenta con dos rutas de
acceso las cuales dependen de las variaciones o no del estado físico de la fuente
de luz, además de contar con una base de datos donde almacenar información
técnica sobre los reactivos ya empleados y la capacidad de seleccionar desde una
lista desplegable la prueba a utilizar.
A diferencia de los formularios basados en el método de punto final (absorbancia y
concentración), los cuales se basan en una única lecturas para emitir resultados,
el método cinético requiere de un número de lecturas el cual varia según las
especificaciones que brinda el proveedor del reactivo que se emplea en la prueba
en estudio, razón por la cual se procedió al diseño de los formularios y/o rutinas:
172
CAPÍTULO IV
“agregar_cinética”, “seleccionar prueba cinética” y “cinética” (cálculo mediante el
método cinético) en base a los diseñados para las pruebas anteriores con las
siguientes modificaciones:
9 DISEÑO DEL FORMULARIO AGREGAR CINÉTICA:
S
O
D
A “cinética”, la cual a
para almacenar información referente a los reactivos, V
llamada
R
E
S
E
diferencia de la tabla “PUNTO_FINAL”
cuenta con los siguientes campos:
R
OS
Hde
“prueba”, “proveedor”, E
“tiempo
incubación”, “tiempo de lectura”, “cantidad de
C
R
E
D (ver figura # 4.42 vista en detalle de la pantalla agregar
lecturas” y “factor”,
Está conformado en similitud con su homólogo “agregar_prueba” por una tabla
cinética). Campos que deben ser obligatoriamente llenados por el usuario para
concluir el proceso de actualización de dicha base de datos.
Figura # 4.42, Vista de la pantalla agregar prueba cinética.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Con la finalidad de facilitar al usuario la inserción de data en los campos “tiempo
de lectura” y “tiempo de incubación”, estos fueron dotados de una lista
desplegable la cual contiene las siguientes unidades de tiempo: hora, minuto y
segundos, donde automáticamente el sistema realiza la conversión interna de la
data suministrada a segundos, que es la unidad de tiempo en la que se realiza el
173
CAPÍTULO IV
cálculo. Esta conversión se realiza debido a que cada proveedor suministra sus
tiempos en una unidad distinta.
9 DISEÑO DE LA RUTINA SELECCIONAR PRUEBA CINÉTICA:
Esta se encuentra contenida dentro del formulario “cinética” y básicamente está
S
O
D
contenida en la base de datos “PUNTO_FINAL” mediante
VAla visualización de los
R
E
Sesta manera realizar la selección
E
campos: “nombre” y “proveedor”, para
de
R
OSy posteriormente al accionar el botón “inicio”
H
mediante un clic en la opción
a
elegir,
C
E
R
E
D
continuar con el proceso de operación en el formulario “cinética”. En la figura #
conformada por una lista desplegable la cual brinda acceso a la información
4.43, se muestra una vista en detalle de la pantalla de selección de prueba
cinética.
Figura # 4.43, Vista de la pantalla selección de prueba.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 DISEÑO DEL FORMULARIO CINÉTICA:
Este también se alimenta de la data proveniente del hardware del equipo, a través
del cuadro de texto: “fuente.text”, de igual manera que sus homólogos
“absorbancia” y “concentración” con la diferencia de que éste habilita una cantidad
174
CAPÍTULO IV
de registros temporales, la cual es proporcional al valor almacenado en el campo
“cantidad de lecturas” de la tabla “cinética”.
A continuación se describe el principio de funcionamiento del presente formulario:
1. Toma el valor del campo “tiempo de lectura” y lo divide entre el del campo
“número de lecturas” para determinar el tiempo que debe aguardar el sistema
S
O
D
2. Toma el valor del campo “tiempo de incubación”
(el cual ya se encuentra
VA
R
E
Sel tiempo de espera para realizar la
E
convertido a segundos), y lo asume R
como
S
O
H
primera lectura, durante
éste
período
el sistema se bloquea para que el usuario
C
E
R
E
D operación contraria.
no realice ninguna
entre lectura y lectura.
3. Toma el valor del campo “número de lecturas” y lo asume como la cantidad
de registros temporales a recrear. Dichos registros temporales son creados a
partir de cuadros de textos los cuales reciben el nombre de A0, A1….An,
respectivamente, siendo n igual al valor del campo “cantidad de lecturas”.
4. Luego de concluir el tiempo de incubación, se iguala el valor de campo de
texto: “A0.text” a la cantidad resultante de aplicar:
Ecuación # 4.4.
lo que sería igual a la absorbancia obtenida a partir de la primera lectura (A0).
175
CAPÍTULO IV
5. Al concluir la realización de la primera lectura el sistema aguarda el tiempo
calculado entre lectura y lectura para realizar la segunda análogamente a la
primera almacenado esta vez, el resultado obtenido en “A1.text”.
6. Este proceso se repite hasta que la sumatoria de los tiempos aguardados
entre lecturas sea igual al valor que contiene el campo “tiempo de lectura”,
luego de esto el sistema toma la cantidad de absorbancias almacenadas y el
promedio de ellas para posteriormente dividirla entre la cantidad de lecturas
S
O
D
7. Una vez transcurrido la totalidad del tiempo de lectura,
VA el sistema obtiene el
R
E
S
E
resultado de la prueba, es decir el valor
de concentración de la misma a través
R
OS
H
de la siguiente ecuación:
C
E
DER
obteniendo un resultado para luego ser multiplicada por el factor del reactivo.
Ecuación # 4.5
Dicho resultado se muestra al usuario en el en la parte inferior del formulario
cinética. En los anexos # 21 y 22, se encuentran las instrucciones empleadas en el
diseño de los formularios “agregar cinética”, “cinética” y la rutina seleccionar
“prueba cinética”.
Al igual que los formularios “absorbancia” y “concentración”, “cinética” cuenta con
los botones: “atrás”, “realizar prueba del mismo tipo” y “realizar prueba de otro
tipo” dispuestos en la parte inferior de la pantalla y realizando exactamente las
mismas funciones pero con las variaciones referente al caso.
Por otra parte en los anexos # 23 y 24 se muestran flujagramas de la prueba
cinética dependiendo como se desee trabajar sea por el uso de la data
almacenada o el no uso de la data almacenada en la base de datos.
176
CAPÍTULO IV
Para cumplir con el principio de abstracción, los cuadros de textos empleados en
todos los formularios diseñados, fueron programados como no visibles durante el
proceso de operación y/o lectura, dejando a la vista las bases de datos, listas
desplegables, y botones que tuvieran relación con la aplicación a realizar en un
momento determinado.
Una vez concluido el diseño del software cumpliendo con los requerimientos
S
O
D
VA
R
E
S
expuestos en éste mismo capítulo se procedió a evaluar el mismo.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
4.10 EVALUACIÓN DEL SOFTWARE DISEÑADO:
Para constatar la calidad y eficiencia del software diseñado para el nuevo equipo,
a éste le fueron aplicadas una serie de pruebas mediante simulaciones en las que
se determinaron valores mediante el método de punto final y método cinético, a
partir de valores aleatorios como señal de entrada (Po). Este software también fue
sometido a muchas pruebas para verificar su correcto funcionamiento.
Los resultados emitidos por éste software, son realizados mediante cálculos
basados en la ley de Beer, la cual define la cantidad de luz absorbida por un
cuerpo, razón por la cual cada uno de dichos resultados pueden ser verificados
por el usuario en cualquier momento para corroborar su validez.
Para depurar el software de errores, se decidió realizar pruebas al mismo para
evaluar la calidad de éste factor, pero ésta vez con la finalidad de comprobar, que
dicho software solo responde a instrucciones específicas en el momento
determinado para la misma, para así evitar errores capaces de ocasionar
desviaciones en la secuencia de operación o que ésta se detenga por causa de
error redundante.
177
CAPÍTULO IV
En
las
simulaciones
mencionadas
fueron
detectados
errores
con
las
características descritas (redundantes), los cuales fueron depurados y solventados
invalidando cualquier tecla o comando a excepción de los requeridos por la
secuencia de operación, además fueron incluidas caja de mensajes o message
box para realizar una confirmación a la orden o instrucción emitida por el usuario.
Posteriormente realizadas las correcciones y acciones necesarias para solventar
S
O
D
cuales constataron que éste mantendría su funcionamiento
VA aun bajo condiciones
R
E
S de entrada de datos.
E
anormales de uso del teclado o algún otro
dispositivo
R
OS
H
C
E
R
E
D
Se probó que el software diseñado goza de un buen grado de eficacia ya que está
los errores detectados, se corrió de nuevo el software mediante simulaciones, las
sujeto a las especificaciones del hardware donde ejecuta funciones, y éste sólo
ocupa un pequeño espacio de memoria (MB). Posteriormente éste software posee
una aplicación portable ya que le fue anexado al mismo un archivo ejecutable, el
cual permite su instalación en cualquier equipo que
funcione bajo ambiente
Windows.
También se constató que el software cuenta con una guía en línea para el uso
correcto del mismo, realizada mediante mensajes dirigidos al usuario para
indicarle el próximo paso a ejecutar y/o datos a ingresar, además de un formulario
de ayuda, el cual puede ser empleado durante el proceso de operación, hecho el
cual facilita su manejo y reduce el tiempo de adaptación para nuevos usuarios.
Para evitar el uso no autorizado del software diseñado, éste fue protegido
mediante el uso de una clave de acceso para su instalación, como también el
código fuente del mismo, la clave de acceso es conocida sólo por la empresa que
lo provee.
178
CAPÍTULO IV
La actuación del software diseñado en función de todos los factores de calidad, los
mismos fueron discutidos con representantes de la empresa SERVEQUIP C.A, los
cuales expresaron estar de acuerdo con las conclusiones expuestas.
4.11 DISEÑO DEL HARDWARE PARA EL NUEVO EQUIPO:
S
O
D
partió de la idea de que éste debe de realizar las funciones
VA del anterior y a la vez
R
E
Sa diseñar las partes del nombrado
E
incluir algunas otras, por lo que se emprendió
R
OS
H
nuevo equipo en función
o
en
base
a las características, materiales y dimensiones
C
E
R
E
D considerando algunas holguras para la inclusión de partes o
del anterior pero
Para el diseño y la construcción del hardware o parte física del nuevo equipo, se
dispositivos adicionales.
El primer elemento en ser rediseñado y construido fue el dispositivo de medición
de luz, el cual sirve de soporte para el recipiente que contiene la muestra a
estudiar, para posicionarlo a una altura específica y en la línea de acción del haz
de luz emitido por la fuente, minimizando así los errores por reflejo en las lecturas.
Este nuevo dispositivo de medición de luz está compuesto en similitud con el
anterior, de las siguientes partes o elementos:
9 Bloque de lectura:
• Pared móvil
• Pared fija contenedora de filtro infrarrojo
• Pared fija contenedora del fotorresistor
179
CAPÍTULO IV
9 Filtros:
• Filtro de interferencia
• Filtro para infrarrojo
• Filtro colimador
9 Base
S
O
D
VA
R
E
S
9 Bobillo halógeno de 6V (fuente de luz)
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Y al mismo le fue anexado lo siguiente:
9 Sensor de posición para la muestra
9 Control de temperatura
A continuación se define por separado cada una de las partes o elementos que
conforman el hardware.
9 BLOQUE DE LECTURA:
Fue diseñado en similitud al anterior conservando sus principios de aplicación,
funcionamiento y componentes principales; entre los cuales podemos mencionar:
pared para la fijación del fotorresistor, pared fija contenedora de filtro UV, pared
móvil sujeta recipiente con filtro y resortes de sujeción, los cuales pueden ser
vistos en la figura # 4.44.
180
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
E#C
Figura
4.44, Vista lateral del bloque de lectura.
R
E
D
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Este bloque de lectura fue fabricado uniendo láminas de material acrílico de 3 mm
de espesor, esto con la finalidad de crear un grosor final capaz de impedir el paso
de la luz emitida por la fuente a través de sus paredes, a excepción de los haces
que recorren un conducto llamado direccionador de luz, el cual atraviesa todo el
bloque uniendo en línea recta al filamento de la fuente y la cara del fotorresistor.
De esta manera se logra que el nombrado fotorresistor sea estimulado únicamente
por la intensidad de luz resultante al atravesar todo los filtros situados (descritos
mas adelantes) a lo largo del conducto y la muestra en estudio.
Debido a que dicha muestra debe ser atravesada por la luz emitida desde la
fuente, se diseñó un mecanismo para la sujeción del recipiente contenedor, para
evitar que éste fuese mal posicionado, es decir situado fuera de la trayectoria que
describe el conducto direccionador de luz.
181
CAPÍTULO IV
Este mecanismo está compuesto por dos paredes fijas y una móvil, las cuales
serán definidas a continuación.
9 PARED MOVIL:
Esta se vale de la ayuda de dos resortes para realizar la sujeción del recipiente
S
O
D
impedir que este se desplace horizontalmente.
VA
R
E
S
E
R
S
HOpróxima
Debido que ésta pared E
esC
la más
a la fuente de luz le fue adherido el filtro
R
E
colimador en D
unas de sus caras, como puede ser visto en detalle en la figura #
contenedor ajustándose al tamaño del mismo, ejerciendo la presión suficiente para
4.44.
9 PARED FIJA CONTENEDORA DE FILTRO INFRARROJO:
Sirve de apoyo a la pared móvil para que ésta pueda realizar su desplazamiento, y
en conjunto ambas paredes forman una guía vertical para que el recipiente de la
muestra sea posicionado perpendicularmente a la línea de acción del haz de luz,
dicha guía puede ser observada en la figura # 4.45.
Como su nombre lo indica ésta pared contiene el filtro para frecuencias infrarrojas,
el cual le fue adherido a unas de sus caras; en la figura # 4.44 se muestra en
detalle la pared contenedora del filtro infrarrojo.
182
CAPÍTULO IV
9 PARED FIJA CONTENEDORA DEL FOTORRESISTOR:
Esta pared sirve de base para fijar el fotorresistor, el cual está situado en su cara
posterior, igualmente ésta pared al ser unida a la pared móvil contenedora del filtro
infrarrojo mediante los tornillos y los resortes para la sujeción, forma una guía para
la inserción de los filtros de interferencia. Esta pared contenedora del fotorresistor
junto con la ranura para la inserción de los filtros de interferencia pueden ser vistas
S
O
D
VA
R
E
S
en detalle en la figura # 4.44.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.45, Vista superior del bloque de lectura.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Los materiales empleados en la construcción del bloque fueron:
9 1 Pared móvil
9 1 Pared fija contenedora
de filtro UV
9 1 Pared fija contenedora
del fotorresistor
9 4 Arandelas de hierro
1/8”
9 2 Resortes
9 2 Tornillos de 1/8”
182
CAPÍTULO IV
9 4 Tuercas de hierro de
9 4 Arandelas de plástico
1/8”
de
1/8”
En la figura # 4.46, se puede ver en detalle los elementos que componen el bloque
de lectura.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.46, Elementos del bloque de lectura.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 FILTROS:
Se incluyeron en el diseño todos los filtros con los que cuenta el LABCOMPUTER, los cuales fueron previamente descritos. Adicionalmente se incluyó
otro filtro de interferencia para la realización de pruebas del tipo cinética.
183
CAPÍTULO IV
9 FILTRO DE INTERFERENCIA PARA PRUEBA CINÉTICA:
Para este tipo de prueba se seleccionó un filtro que solo permite el paso de haces
de luz UV. La parte frontal de este dispositivo presenta una tonalidad de color
rojiza, por tal motivo se construyó el soporte para filtro en material acrílico de color
rojo, para facilitar su selección en función de alusión de colores.
S
O
D
se reemplazó el antiguo soporte del filtro de 530nm para
VApruebas del tipo punto
R
E
S
final por otro de color verde, siendo ésteR
suE
color alusivo al dicho filtro.
OS
H
C
E
R
E
D
En la figura # 4.47 se muestra tanto el filtro para pruebas del tipo de punto final
En función del uso de colores alusivos para seleccionar los filtros de interferencia,
como el de pruebas del tipo cinética.
Figura # 4.47, Vista en detalle de los filtros para pruebas del tipo de punto final como el de
pruebas del tipo cinética.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
184
CAPÍTULO IV
9 BASE:
La función principal de esta parte o pieza es de servir de soporte para los demás
componentes que conforman el dispositivo de medición de luz.
Fue construida en aluminio desnudo en forma rectangular escalonada, para así
permitir una superficie plana para posicionar los mencionados componentes y a la
S
O
D
VA
R
E
S
vez dos superficies también planas para asegurar la base.
E
R
S
HO
En la figura # 4.48 se puede observar una vista detalla de dicha base.
EC
R
E
D
Figura # 4.48, Vista lateral de la base del bloque de lectura.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
9 BOMBILLO HALÓGENO DE 6V:
A diferencia del equipo anterior para este caso se empleó un bombillo halógeno ya
que para la realización de las pruebas del tipo cinética (función incluida en el
185
CAPÍTULO IV
nuevo equipo) se necesita una fuente de luz capaz de generar frecuencias de por
lo menos 220nm en una longitud de onda de rayos UV, valor imposible de generar
con una bombilla de luz incandescente.
Las especificaciones técnicas del bombillo empleado fueron 6V, 10W y fue
conectado a un sócate o base de bombillo halógeno (base redonda). Ambos
pueden ser vistos en detalles en la figura # 4.49.
S
O
D
El sócate o base de bombillo halógeno fue dispuesto en
VlaAparte central de una de
R
E
S
E
las caras de la base del bloque de lectura,
a una altura específica la cual permite
R
HOS del bombillo en la cara opuesta de la
visualizar la totalidad E
del
filamento
C
R de esta manera lograr que la mayor parte de la luz emitida
DEpara
mencionada base,
por la fuente sea dirigida hacia el frente, sin impactar de forma directa en las
paredes de la base. La disposición del sócate puede observase en la figura # 4.50.
Figura # 4.49, Vista frontal del bombillo halógeno.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
186
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.50, Vista lateral del bombillo halógeno.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Luego de concluir con el diseño del bloque de lectura y todos sus periféricos
correspondientes, se prosigue al diseño de la circuitería electrónica del hardware,
la cual esta conformada por los: circuitos para la conversión, procesamiento y
transmisión de data, circuito traductor luz-tensión y circuito para el control de
temperatura, todos estos circuitos están gobernados por un microcontrolador PIC
16F873a, éste es de vital importancia, ya que en el se encuentra alojadas todas
las instrucciones que gobiernan todos los procesos automáticos de los circuitos
nombrados. En la figura # 4.51 se tiene una vista en detalle del microcontrolador
PIC 16F873a.
Figura # 4.51, Vista en detalle del microcontrolador PIC 16F873a.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
187
CAPÍTULO IV
9 SENSOR DE POSICIÓN PARA LA MUESTRA:
Este dispositivo es una de las innovaciones implementadas en el nuevo equipo, y
esta compuesto por un microswitch o fin de carrera con pulsador (N/A), que se
encuentra situado en la parte inferior de la superficie plana de la base para la
sujeción de componentes. La finalidad de este sensor es generar una señal que
indique si el recipiente contenedor está alineado con la trayectoria del haz de luz
S
O
D
A receptoras de la
y conservar su trayectoria hasta impactar las V
celdas
R
E
S
fotorresistencia, esto con la finalidad R
deE
minimizar errores al momento de la
OS
H
lectura.
C
E
DER
emitido por la fuente, el cual debe atravesar el recipiente que contiene la muestra
La posición y sujeción a la base de este sensor pueden ser vistas en la figura #
4.52.
Figura # 4.52, Detalle de posicionamiento del microswitch.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Lo siguiente en ser rediseñado fue el circuito traductor luz- frecuencia el cual
anteriormente estaba compuesto por un circuito integrado (CI) Inversor 7404, un
188
CAPÍTULO IV
SCHMITT TRIGGER (disparador) 7414 y un amplificador operacional 358N, de
dicho rediseño se obtuvo lo siguiente.
9 NUEVO CIRCUITO CONVERTIDOR LUZ-TENSIÓN:
Se realizó un cambio en la variable a cuantificar es decir de frecuencia a tensión,
S
O
D
pueda perderse cierta información al momento de emitir
VAun resultado, para esta
R
E
Sa la precisión del equipo.
E
aplicación no afecta en un grado considerable
R
OS
H
C
E
R
E
D
Este nuevo circuito se basa en divisor de tensión conformado por una resistencia
debido que esta última es más fácil de medir, aunque a través de su medida
fija y un fotodetector, cuya tensión de salida es comparada con una referencia
para así obtener un valor representativo de la cantidad de luz que absorbe una
muestra específica en función de un nivel de tensión.
Se optó por realizar las lecturas en la región visible y en la región ultravioleta del
espectro por separado debido que no se tuvo acceso a un fotodetector con un alto
porcentaje de respuesta contra longitud de onda integrado para ambas regiones.
Para la región visible se empleó un fotorresistor elaborado a partir de placas de
sulfuro de cadmio, cuya gráfica porcentaje de respuesta versus longitud de onda
puede ser vista en la figura # 4,53.
189
CAPÍTULO IV
S
O
D
A
empleado. ERV
S
E
R
HOS
Figura # 4.53, Gráfica capacidad de respuesta vs longitud de onda del fotorresistor
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
EC
R
E
Para la regiónD
ultravioleta del espectro se propone el uso del fotodiodo SG01S-5,
el cual ofrece un alto porcentaje de respuesta versus longitud de onda como lo
muestra la figura # 4.54.
Figura # 4.54, Gráfica capacidad de respuesta vs longitud de onda del fotodiodo SG01S-5.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
190
CAPÍTULO IV
En ambas regiones para obtener una referencia constante de tensión le fue
anexado al respectivo divisor de tensión en su entrada un diodo zener de 5.1V, y
un capacitor de 1uf en paralelo al fotorresistor para estabilizar la señal de tensión
de salida.
Una vez convertida en valores de tensión, la luz absorbida por la sustancia en
estudio con la ayuda del divisor de tensión, se plantea la necesidad de cuantificar
S
O
D
misma el software diseñado pueda determinar los resultados
VA que se requieren
R
E
S dicha cuantificación y transmisión
E
para una prueba específica. Para hacerR
posible
HOS
fue necesario diseñar loE
siguiente.
C
DER
y transmitir dicha data hacia el computador personal, para que en función de la
El circuito empleado para la región visible puede apreciarse en la figura # 4.55.
V1
12V
+V
R4
1k
R2
980k
D1
1N229B
+
R1
C1
10uF
U2
LM324/NS
R3
12k
Salida al
microcontrolador
C2
68uF
Figura # 4.55, Circuito empleado para la región visible.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
191
CAPÍTULO IV
9 CIRCUITOS PARA LA CUANTIFICACÍON Y TRANSMISIÓN DE DATA :
Este básicamente está compuesto por un circuito integrado programable (PIC)
16F873 junto con sus periféricos asociados (condensadores y cristal de cuarzo) y
un CI LM 324N, este último implementado con la finalidad de evitar errores de
lectura. El programa en el microcontrolador, permite que éste funcione como un
S
O
D
comparación de la tensión existente en fotorresistor
VAy un valor referencial,
R
E
S
E
interpreta la onda electromagnética de la
luz
que atraviesa el filtro, proveniente de
R
OS
H
la muestra en estudio, convirtiendo
esta en paquetes de información de 8 bits para
C
E
R
E
D el computador personal a través de un puerto de comunicación
ser enviada hacia
comparador de tensión, además de poseer otras funciones, a través de la
Db 25. En las figuras # 4.56 y # 4.57 puede apreciarse el diagrama circuital final
del equipo y una vista en detalle del cable empleado para dicha transmisión
respectivamente.
Figura # 4.56, Circuitería electrónica empleada en el nuevo equipo.
192
CAPÍTULO IV
Fuente Julio Sánchez y José Lamontanara.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
Figura # 4.57, Cable de transmisión de data Db25.
EC
R
E
D
Fuente Julio Sánchez y José Lamontanara.
El programa dentro del microcontrolador permite la cuantificación, ordenación,
agrupación y envío en paquetes de información de la data obtenida mediante la
mencionada señal. Este se encuentra contenido en su totalidad en el anexo # 25
(instrucciones para cuantificación, agrupación, ordenación y envío de data).
Se diseñó un formulario adicional en Visual Basic 6.0, con la finalidad de
interpretar y/o decodificar la data entrante al computador, mediante el puerto de
Db25 proveniente del mencionado circuito.
Las instrucciones que conforman dicho formulario adicional pueden ser vistas en
el anexo # 26 (formulario para la interpretación y/o decodificación de la data
proveniente del puerto Db25).
9 CIRCUITO DE CONTROL DE TEMPERATURA:
Éste fue diseñado en respuesta a la necesidad de mantener la muestra en estudio
a la temperatura de 37ºC. Para ello se empleo un sensor LM35, el cual reproduce
193
CAPÍTULO IV
en su terminal de salida (Vout) un nivel de voltaje linealmente proporcional a la
temperatura que sensa. Éste dispositivo fue situado en la base para el bloque de
lectura, de manera que estuviese en contacto con una temperatura próxima a la
de la muestra. La data recreada por el LM35 es enviada al microcontrolador, el
cual mediante una serie de instrucciones (anexo # 18) la descodifica en un valor
en grados Celsius para en función del mismo determinar si encender el FAN
COOLER para refrescar el interior de la carcasa del fotómetro hasta descender a
S
O
D
VA
R
E
S
una temperatura que mantenga a la muestra en un rango entre 36.5°C y 37.5°C.
E
R
S
HO
Para esto se prefijo en la memoria del microcontrolador la magnitud de 30°C para
EC
R
E
D de un tubo de ensayo de lo cual se extrajo una diferencia de
situado en el interior
comenzar medir el comportamiento en temperatura mediante un termómetro
7°C entre la temperatura de la muestra y la sensada en la base del bloque de
lectura.
La acción de encendido o apagado de dichos FAN COOLERS se logra a través de
un relay, el cual recibe ordenes del PIC para cada fin.
En la figura # 4.58 se muestra una vista de éste como también el fan cooler
implementado.
194
CAPÍTULO IV
Figura # 4.58, Circuito de control de temperatura salidas de tensión (12V, 5V) y fan cooler
implementado.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
La circuitería que conforma el hardware, se observa en la figura # 4,54 de manera
conjunta. La alimentación de los circuitos nombrados fue establecida a partir de un
transformador 120-12VAC
3A
junto con un puente rectificador y los filtros
necesarios para lograr una señal DC; en todos los niveles de tensión en los
circuitos se emplearon
reguladores de tensión específicos para proteger los
S
O
D
VA
R
E
S
integrados en la tarjeta y garantizar el correcto funcionamiento del fotómetro.
E
R
S
HO
Por último se dispuso de una caja plástica del tipo fusilera con dimensiones de
EC
R
E
D
15X20X10 centímetros, dentro de la cual se alojaron los circuitos que constituyen
el hardware del fotómetro rediseñado. En la figura # 4.59 se muestran las vista
exteriores del hardware.
Figura # 4.59, Vistas exteriores de la carcasa implementada.
Fuente Julio Sánchez y José Lamontanara.
195
CAPÍTULO IV
Una vez culminada la construcción del dispositivo éste fue probado en las
instalaciones de SERVEQUIP C.A, donde se concluyó que éste satisface las
expectativas propuestas para el rediseño del mismo.
Posteriormente se realizó un manual del usuario el cual contiene información de
cómo instruir a nuevos usuarios en los procesos de instalación, mantenimiento del
equipo y pasos que debe seguir el usuario para el estudio de cada muestra, como
S
O
D
VA
R
E
S
también la descripción de los componentes externos del mismo.
E
R
S
HO
EC
R
E
D
4.12. MANUAL DEL USUARIO:
Según Luis Joyanes Aguilar (2003) la documentación de usuario es un
instrumento comercial importante. Una buena documentación de usuario hará al
programa más accesible y asequible. El manual de usuario contiene una
introducción a las funciones del software, una sección que explica cómo instalar el
programa y una sección de referencia que describe los detalles de cada función
del software.
Es recomendable que cada vez que se diseñe un equipo o un software éste tenga
una manual de ayuda ya que por medio de él, el usuario tendrá la ayuda necesaria
para conocer el mismo como también sus partes. En el anexo # 16 se muestra el
manual de usuario del nuevo equipo.
Una vez culminadas las fases necesarias para la consecución de todos los
objetivos planteados en éste trabajo de grado, se procedieron a realizar pruebas
en tiempo y condiciones reales con el fotómetro producto del rediseño para
estimar su error porcentual al momento de emitir resultados.
196
CAPÍTULO IV
Dichas pruebas fueron realizadas gracias a la dirección de la Escuela de
Bioanálisis de la Facultad de Medicina LUZ, ente que facilitó las instalaciones del
Laboratorio de Análisis Instrumental y todo el material necesario para la
realización de las mismas, las cuales abarcaron la medición de absorbancia a un
patrón certificado de concentración conocida de la marca HEMOGLOWEINER,
además de cinco (5) muestras derivadas del mismo patrón y a doce (12) muestras
de sangre completa para determinar su concentración de hemoglobina. Los
S
O
D
tabulados y posteriormente comparados con los emitidos
por un espectrofotómetro
VA
R
E
S
E
modelo SPECTRONIC 20 de la compañía
SPECTRONIC . Dicha comparación
R
S
O
H
se muestra en las tablas
#
4.1
y
4.2
C
E
DER
resultados obtenidos de la medición realizada con el fotómetro rediseñado, fueron
+
®
Tabla # 4.1, Comparación de resultados SPECTRONIC® 20+ Vs SISMAC en Estándares.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
197
CAPÍTULO IV
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Tabla # 4.2, Comparación de resultados SPECTRONIC® 20+ Vs SISMAC en muestras
de sangre completa.
Fuente: Julio Sánchez y José Lamontanara.
Una vez comparados los resultados obtenidos con los dos instrumentos de
medición, se procedió a calcular el error porcentual del SISMAC (fotómetro
rediseñado) tomando como valor
teórico los resultados emitidos por el
SPECTRONIC 20+. A continuación se muestra el error calculado en función de la
lectura realizada al estándar certificado HEMOGLOWEINER a partir de la
ecuación # 4.1.
% Error = (Vt-Ve/Vt) x 100
Ecuación # 4.6.
% Error estándar concentrado = (0,436-0,437/0,436) x 100 = -0,1
Se observa un reducido margen de error lo que indica que el prototipo producto
del rediseño goza de un buen grado de precisión que lo capacita para emitir
resultados confiables. Adicionalmente a la comparación de resultados, a cada uno
de los instrumentos de medición empleados en las pruebas le fue calculado su
factor de correlación lineal (R), el cual se emplea para verificar la linealidad de los
resultados emitidos y la calibración de un instrumento de análisis fotométrico,
198
CAPÍTULO IV
donde la obtención de un valor de (R) cercano a la unidad se refiere a un
instrumento con buena linealidad en sus resultados y cuenta con una calibración
apropiada. En las figuras # 4.60 y 4.61 se muestran los valores de absorbancia
calculados por ambos instrumentos y su factor de correlación.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.60, Gráfica Concentración Vs Absorbancia en patrones concentrados medidos
con SPECTRONIC® 20+
Fuente Julio Sánchez y José Lamontanara.
Figura # 4.61, Gráfica Concentración Vs Absorbancia en patrones concentrados
medidos con SISMAC
Fuente Julio Sánchez y José Lamontanara.
199
CAPÍTULO IV
Las gráficas indican que ambos instrumentos gozan de buena linealidad en sus
resultados y de una calibración apropiada que les permiten emitir resultados
correctos y precisos.
En la figura # 4.62 se muestra de manera gráfica la diferencia entre lecturas y/o
resultados emitidos por los dos instrumentos de medición donde se aprecia una
pequeña diferencia en ambas rectas.
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Figura # 4.62, Gráfica Concentración Vs Absorbancia en patrones concentrados medidos
con SISMAC y SPECTRONIC® 20+
Fuente Julio Sánchez y José Lamontanara.
La veracidad de los datos presentados en la realización de las pruebas finales
aplicadas al prototipo producto del rediseño, son validados a través de un informe
emitido por la Escuela de Bioanálisis de la Facultad de Medicina de la Universidad
del Zulia, el cual puede ser consultado en el anexo # 28.
200 CONCLUSIONES CONCLUSIONES
9 Se realizó un estudio sobre el fotómetro LAB-COMPUTER para establecer
su funcionamiento y así determinar la cantidad de luz absorbida por un
componente específico dentro de una sustancia específica.
9
S
O
D
Se recurrió a la realización de entrevistas no estructuradas
VA para determinar
R
E
S para el rediseño del LABE
los requerimientos técnicos necesarios
R
OSel desarrollo del mismo.
H
COMPUTER, para C
emprender
E
DER
9 El equipo resultante del rediseño realiza pruebas mediante el método de
punto final, a diferencia de su antecesor, goza de gran precisión, es de fácil
manejo y además cuenta con una guía paso a paso para nuevos usuarios.
9 El mejoramiento de la interfaz gráfica y la implementación de la guía para el
manejo fueron concebidas gracias al uso de un monitor de PC como medio
de comunicación.
9 El haber empleado un PC para realización de pruebas da un gran aporte a
la capacidad de ampliación de las funciones del equipo, las cuales podrían
dirigirse por ejemplo hacia diseñar bases de datos para el historial de
pacientes.
9 El haber dotado al sistema de la capacidad de autocalibración facilita el
proceso de realización de pruebas y obtención de resultados, puesto que
permite al usuario emplear data previamente almacena sobre los reactivos
empleados.
201 CONCLUSIONES 9 Haber empleado un microcontrolador facilitó la labor de cuantificar la luz
absorbida por la muestra en función de un valor de tensión, y transmitir el
mismo hacia el PC.
9 El producto final del nuevo fotómetro es de gran ayuda debido a que el
software diseñado consta con una ayuda en línea como también consta de
un manual útil para nuevos usuarios con una claridad de redacción factible.
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
202 RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES
Una vez formuladas las conclusiones derivadas del análisis y discusión de los
resultados, se emiten las siguientes recomendaciones:
9
S
O
D
Adquirir el fotodetector propuesto, y efectuarV
laA
implementación de los
R
E
S lecturas en la región UV del
E
circuitos diseñados para así poder
realizar
R
OS
H
espectro.
C
E
DER
9 Analizar los circuitos del equipo diseñado con la finalidad de determinar si
es factible reducir costos en su implementación.
9 Fomentar investigaciones y desarrollos de proyectos en el área de
electrónica.
9 Diseñar módulos que permitan el manejo de los resultados obtenidos en
manejadores de texto para imprimir resultados y para el manejo del historial
de los pacientes.
203 BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA
1. TEXTOS:
S
O
D
VA
R
E
S
9 Morales Lozano, Ángel, Segovia Pérez, Francisco J. “Programación
orientada a objetos” aplicaciones con Smalltalk, Editorial Paraninfo, S.A,
E
R
S
Bavaresco, A. “Proceso
HOMetodológico
C
E
Edición,D
Editorial
ER EDILUZ 2.001.
España (2003).
9
de la Investigación”, Cuarta
9 Chávez, N. “Introducción a la Investigación Educativa”, Primera edición,
España 1.994.
9 Douglas a. Skoog, Donald M. West, F. James Holder, Stanley R. Crouch
“Química Analítica”, Séptima edición, Editorial McGraw-Hill México
(2001).
9 Douglas A. Skoog, F. James Holler, Timothy A. Nieman. “Principios de
Análisis Instrumental”, Quinta edición, Editorial McGraw-Hill España
(2001).
9 Hernández, R; Fernández, C; y Baptista, P. “Metodología de la
Investigación”, México, McGraw-Hill Interamericana 1.994.
9 Angulo Uzcategui, José Mª, Romero Yesa, Susana, Angulo Martínez,
Ignacio “Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones”,
Segunda parte, PIC16F87X, McGraw-Hill 2000.
9 Johanes Aguilar, Luis. “Fundamentos de programación” Algoritmos,
estructuras de datos y objetos, Tercera edición, Editorial McGraw-Hill
España (2003).
9 Johanes Aguilar, Luis, Muñoz Clemente, Antonio. “Microsoft Visual Basic
6.0” inicialización y referencia, Editorial McGraw-Hill, España. 1.999.
204 BIBLIOGRAFÍA 9 Méndez, C. “Metodología, Diseño y Desarrollo del Proceso de
Investigación”, Tercera Edición, Editorial McGraw-Hill, Colombia. 2.001.
9 Sabino, Carlos. “Como hacer una tesis y elaborar todo tipo de
escritos”, Segunda Edición, Editorial Panapo, 1992.
9 Sierra Bravo, R. “Técnicas de Investigación Social”, Editorial Paraninfo,
S
O
D
A
9 Tamayo y Tamayo. “Metodología formal de laV
investigación
científica”,
R
E
S
E
Editorial Lumusa. 2000.
R
S
HO V. Zelkowitz. “Lenguajes de programación
C
9 Terrence W. Pratt,
Marvin
E
DER
S.A, Madrid 1.995.
diseño
e
implementación”,
Tercera
edición,
Prentice-Hall
hispanoamericana, S.A., 1998.
2. TESIS DE GRADO:
9 Max Frederic Balestra, “Desarrollo de un prototipo de microscopio
computarizado para la visualización de muestras a través de una
interfaz digital aplicada a un computador personal”, Universidad Dr.
Rafael Belloso Chacín ubicada en la Ciudad de Maracaibo, Estado Zulia,
Venezuela, Facultad de ingeniería, Escuela de computación, en el año
2001.
3. PÁGINAS WEB:
9 Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004
Microsoft Corporation (Reservados todos los derechos).
9 www.nodo50.org/ciencia_ popular/ articulos/Einstein5.htm
205 BIBLIOGRAFÍA 9 www.es.wikipedia.org
9 www.monografias.com
9 http://www.national.com/mpf/LM/LM331.html
9 http://www.national.com/mpf/LM/LM35.html
9 http://doc.chipfind.ru/stmicroelectronics/bta08600tw.htm
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
S
O
D
VA
R
E
S
EC
R
E
D
E
R
S
HO
ANEXOS
Anexo # 1
PIC 16F87XA
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 2
INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE DATA RELACIONADA CON EL LABCOMPUTER.
FECHA:
/
/
.
1. NOMBRE Y APELLIDO ________________________________
S
O
D
VA
R
E
S
2. CARGO ________________________________
E
R
S
HO
3. TIEMPO EN EL CARGO __________________
EC
R
E
4. ¿Qué es unD
fotómetro?
5. ¿Qué es el LAB-COMPUTER?
6. ¿Para qué sirve el LAB-COMPUTER?
7. ¿De qué dispositivos electrónicos está equipado el LAB-COMPUTER?
8. ¿Qué funciones realiza cada dispositivo electrónico?
9. ¿Cuáles son las características de cada dispositivo electrónico del LABCOMPUTER?
10. ¿Qué aporte tiene cada dispositivo electrónico en el funcionamiento del LABCOMPUTER?
11. ¿Cómo funciona el LAB-COMPUTER?
12. ¿Qué tipos de pruebas realiza el LAB- COMPUTER?
13. ¿Qué es Absorbancia?
14. ¿Qué es Concentración?
15. ¿Cuáles son los procedimientos a seguir para que el LAB-COMPUTER realice
pruebas en el modo de Absorbancia y Concentración?
S
O
D
A
V
R
E
17. ¿Qué son los filtros de absorción E
yS
para que sirven dentro
R
COMPUTER?
OS
H
C
E
DER
16. ¿Qué es el blanqueo y para qué sirve?
18. ¿De qué color
del LAB-
debe ser el filtro para realizar pruebas de absorbancia y
concentración?
19. ¿Para qué sirven las pruebas de absorbancia y concentración realizadas en
una sustancia?
20. ¿Cuál es el rango de lectura del LAB-COMPUTER?
21. ¿Cómo hace el LAB-COMPUTER para arrojar resultados en números
decimales?
22. ¿Cuáles son las limitantes que presenta el actual LAB-COMPUTER?
23. ¿Qué es la prueba cinética?
24. ¿Cuál es el procedimiento a seguir para que el LAB-COMPUTER realice
pruebas del tipo cinética?
25. ¿De qué instrumentos debe estar dotado el LAB-COMPUTER para realizar las
pruebas del tipo cinética?
26. ¿Cuáles nuevos requerimientos técnicos se aspira tenga el producto obtenido
del rediseño del fotómetro digital?
E
R
S
FIRMA___________________
HO
C
E
DER
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 3
FLUJOGRAMA INICIO DE SOFTWARE LAB-COMPUTER
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 4
FLUJOGRAMA INICIO DE LA FUNCIÓN CONCENTRACIÓN
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 5
FLUJOGRAMA INICIO DE LA FUNCIÓN ABSORBANCIA
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 6
FLUJOGRAMA INICIO DEL SOFTWARE DISEÑADO
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 7
BARRA DE MENÚ EN LA PANTALLA PRINCIPAL
Private Sub absorb_Click()
If (Data2.Recordset.Fields("resp") = 1) Then
'pre_absorbancia.Show
absorbancia1.Show
ElseIf (Data2.Recordset.Fields("resp") = 2) Then
absorbancia1.Show
S
O
D
VA
R
E
S
End If
End Sub
Private Sub cinet_Click()
cinetica.Show
End Sub
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Private Sub concen_Click()
If (Data2.Recordset.Fields("resp") = 1) Then
pre_concentracion.Show
ElseIf (Data2.Recordset.Fields("resp") = 2) Then
concentracion.Show
End If
End Sub
ANEXO # 8
INSTRUCCIONES EMPLEADAS TANTO PARA LA CREACIÓN Y
ACTUALIZACIÓN DE LA BASE DE DATOS B1 JUNTO CON LA RUTINA DE
AUTO CALIBRACIÓN
Private Sub Timer1_Timer()
' Mv: maxima variacion permitida
' Ai: variacion de intensidad
' I0: intensidad anterior
' I1: intensidad nueva
Dim Mv As Double, Ai As Double
Dim I0 As Double, I1 As Double
S
O
D
VA
R
E
S
Data4.Recordset.MoveFirst
I0 = Data4.Recordset("valor")
E
R
S
HO
b = fuente.Text
EC
R
E
D
If (b = 0) Or (b = "") Then
Exit Sub
ElseIf (b <> 0) Then
Timer1.Enabled = False
I1 = b
Mv = I0 * 0.05
Ai = Abs(I0 - I1)
If (Ai <= Mv) Then
Timer2.Enabled = False
Select Case MsgBox("La fuente de luz ha sufrido una variación mínima o nula." _
& vbCrLf & "Se recomienda el uso de los valores previamente almacenados" _
, vbOKCancel Or vbInformation Or vbSystemModal Or vbDefaultButton1, "Información")
Case vbOK
Data2.Recordset.MoveFirst
Data2.Recordset.Edit
Data2.ReadOnly = False
Data2.Recordset.Fields("resp") = 1
Data2.Recordset.Update
Data2.Refresh
Data3.Recordset.MoveFirst
Data3.Recordset.Edit
Data3.ReadOnly = False
Data3.Recordset.Fields("estado") = 1
Data3.Recordset.Update
Data3.Refresh
Call MsgBox("Seleccione análisis a realizar", vbInformation Or vbSystemModal, "SISMAC")
Case vbCancel
Data2.Recordset.MoveFirst
Data2.Recordset.Edit
Data2.ReadOnly = False
Data2.Recordset.Fields("resp") = 2
Data2.Recordset.Update
Data2.Refresh
Data3.Recordset.MoveFirst
Data3.Recordset.Edit
Data3.ReadOnly = False
Data3.Recordset.Fields("estado") = 2
Data3.Recordset.Update
Data3.Refresh
Call MsgBox("Seleccione análisis a realizar", vbInformation Or vbSystemModal, "SISMAC")
'Data4.Recordset.MoveFirst
'Data4.Recordset.Edit
'Data4.ReadOnly = False
'Data4.Recordset.Fields("estado") = I1
'Data4.Recordset.Update
'Data4.Refresh
End Select
S
O
D
VA
R
E
S
ElseIf (Ai > Mv) Then
Timer2.Enabled = False
Data4.Recordset.MoveFirst
Data4.Recordset.Edit
Data4.ReadOnly = False
Data4.Recordset.Fields("valor") = I1
Data4.Recordset.Update
Data4.Refresh
EC
R
E
D
E
R
S
HO
Select Case MsgBox("La fuente de luz ha sufrido una variación considerable en su estado físico." _
& vbCrLf & "Se recomienda recalcular los valores previamente almacenados" _
, vbOKCancel Or vbInformation Or vbSystemModal Or vbDefaultButton1, "Información")
Case vbOK
Data2.Recordset.MoveFirst
Data2.Recordset.Edit
Data2.ReadOnly = False
Data2.Recordset.Fields("resp") = 2
Data2.Recordset.Update
Data2.Refresh
Data3.Recordset.MoveFirst
Data3.Recordset.Edit
Data3.ReadOnly = False
Data3.Recordset.Fields("estado") = 2
Data3.Recordset.Update
Data3.Refresh
Call MsgBox("Seleccione análisis a realizar", vbInformation Or vbSystemModal, "SISMAC")
Case vbCancel
Data2.Recordset.MoveFirst
Data2.Recordset.Edit
Data2.ReadOnly = False
Data2.Recordset.Fields("resp") = 1
Data2.Recordset.Update
Data2.Refresh
Data3.Recordset.MoveFirst
Data3.Recordset.Edit
Data3.ReadOnly = False
Data3.Recordset.Fields("estado") = 1
Data3.Recordset.Update
Data3.Refresh
Call MsgBox("Seleccione análisis a realizar", vbInformation Or vbSystemModal, "SISMAC")
End Select
ANEXO # 9
FLUJOGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DEL PROGRAMA PARA LA NUEVA
FUNCIÓN DE AUTOCALIBRACIÓN
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 10
INSTRUCCIONES QUE CONFORMAN EL FORMULARIO AGREGAR PRUEBA
Private Sub Form_Load()
Data1.DatabaseName = App.Path & "\BD_punto_final.mdb"
Data1.RecordSource = "punto_final"
End Sub
Private Sub cmdAdd_Click()
If (Text1.Text = "") Or (Text2.Text = "") Or (Text3.Text = "") Then
MsgBox "Datos no ingresados o información imcompleta", 48 + 0 + 0, "SISMAC"
Exit Sub
End If
Data1.Recordset.AddNew
Text1.SetFocus
End Sub
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
S
HO
Private Sub cmdDelete_Click()
'this may produce an error if you delete the last
'record or the only record in the recordset
If (Text1.Text = "") Or (Text2.Text = "") Or (Text3.Text = "") Then
MsgBox "No hay datos que eliminar", 48 + 0 + 0, "SISMAC"
Data1.UpdateControls
Exit Sub
End If
Data1.Recordset.Delete
Data1.Recordset.MoveNext
End Sub
EC
R
E
D
Private Sub cmdUpdate_Click()
If (Text1.Text = "") Or (Text2.Text = "") Or (Text3.Text = "") Then
Exit Sub
End If
Data1.UpdateRecord
Data1.Recordset.Bookmark = Data1.Recordset.LastModified
End Sub
Private Sub cmdClose_Click()
If (absorbancia.Visible = True) Then
Data1.RecordSource = "UPDATE punto_final"
Unload absorbancia: absorbancia.Show
ElseIf (concentracion.Visible = True) Then
Data1.RecordSource = "UPDATE punto_final"
Unload concentracion: concentracion.Show
End If
Unload Me
End Sub
Private Sub Data1_Error(DataErr As Integer, Response As Integer)
'This is where you would put error handling code
'If you want to ignore errors, comment out the next line
'If you want to trap them, add code here to handle them
MsgBox "Data error event hit err:" & Error$(DataErr)
Response = 0 'throw away the error
End Sub
Private Sub Data1_Reposition()
Screen.MousePointer = vbDefault
On Error Resume Next
'This will display the current record position
'for dynasets and snapshots
Data1.Caption = "Registro: " & (Data1.Recordset.AbsolutePosition + 1)
'for the table object you must set the index property when
'the recordset gets created and use the following line
'Data1.Caption = "Record: " & (Data1.Recordset.RecordCount * (Data1.Recordset.PercentPosition * 0.01)) + 1
End Sub
Private Sub Data1_Validate(Action As Integer, Save As Integer)
'This is where you put validation code
'This event gets called when the following actions occur
Select Case Action
Case vbDataActionMoveFirst
Case vbDataActionMovePrevious
Case vbDataActionMoveNext
Case vbDataActionMoveLast
Case vbDataActionAddNew
Case vbDataActionUpdate
Case vbDataActionDelete
Case vbDataActionFind
Case vbDataActionBookmark
Case vbDataActionClose
End Select
End Sub
Private Sub Text1_KeyPress(KeyAscii As Integer)
Call OnlyChar(KeyAscii) ' llamada al metodo
End Sub
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
Private Sub Text2_KeyPress(KeyAscii As Integer)
Call OnlyChar(KeyAscii) ' llamada al metodo
End Sub
EC
R
E
D
Private Sub Text3_KeyPress(KeyAscii As Integer)
Call OnlyNumbers(KeyAscii) ' llamada al metodo
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
If (Timer1.Interval > 1) Then
Call cmdAdd_Click
End If
Timer1.Enabled = False
End Sub
ANEXO # 11
RUTINA PARA LA SELECCIÓN DE UNA PRUEBA ESPECÍFICA
Private Sub Command1_Click()
If (Combo1.Text = "") Then
Call MsgBox("Debe seleccionar una prueba a realizar", vbCritical Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
Exit Sub
End If
Dim nom, prov, nomprov As Variant
Data1.Recordset.MoveFirst
Data3.Recordset.MoveFirst
'data1 punto_final / data2 frecuencia
Do While Not Data1.Recordset.EOF
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
nom = Data1.Recordset.Fields("Nombre")
prov = Data1.Recordset.Fields("Proveedor")
nomprov = nom + " " + prov
Data2.Recordset.MoveFirst
Do While Not Data2.Recordset.EOF
If (nomprov = Combo1.Text) And (nomprov = Data2.Recordset.Fields("nombre_prueba")) Then
absorbancia.Text2.Text = Data3.Recordset.Fields("valor")
absorbancia.Text3.Text = Data2.Recordset.Fields("concentracion_estandar")
absorbancia.Text4.Text = Data2.Recordset.Fields("frecuencia_estandar")
absorbancia.Text5.Text = Data2.Recordset.Fields("factor_emplear")
absorbancia.Text1.Visible = True
absorbancia.Text1.Locked = False
absorbancia.Combo1.Visible = False
absorbancia.Command2.Visible = False
absorbancia.Command5.Visible = False
absorbancia.Label1.Visible = False
GoTo flag
End If
If ((nomprov = Combo1.Text) = False) Then
GoTo flg
End If
Data2.Recordset.MoveNext
Loop
flg:
Data1.Recordset.MoveNext
Loop
flag:
'MsgBox "Insertar la muestra a estudiar", , "Lab-Computer plus"
absorbancia.Label8.Caption = "Absorbancia de " + nom
Unload Me: absorbancia.Show
End Sub
ANEXO # 12
LÍNEAS DE CÓDIGO PARA CAMBIOS MENORES O IGUALES AL 5% DEL
ESTADO FÍSICO DE LA FUENTE DE LUZ DEL EQUIPO
Private Sub Command6_Click()
If (Combo1.Text = "") Then
Call MsgBox("Debe seleccionar una prueba a realizar", vbCritical Or vbSystemModal, "Prueba de Concentración")
Exit Sub
End If
Dim a, b, c, d, e As Variant
Data3.Recordset.MoveFirst
Data4.Recordset.MoveFirst
If ((Data3.Recordset.Fields("resp") = 2) And (Data4.Recordset.Fields("estado") = 1)) Then
Command6.Visible = False
a = Combo1.Text
E
R
S
HO
Data1.Recordset.MoveFirst
EC
R
E
D
Do While (Not Data1.Recordset.EOF)
b = Data1.Recordset.Fields("Proveedor")
d = Data1.Recordset.Fields("Nombre")
e=d+""+b
If (e = a) Then
c = Data1.Recordset.Fields("Valor de Concentracion del Estandar")
Text3.Text = c
Text3.Visible = False
Label5.Visible = False
Text2.Locked = False
Text2.Visible = False
Text2.Text = Data4.Recordset.Fields("valor")
Text2.SetFocus
Text7.Visible = True
Text7.Locked = False
Text7.SetFocus
MsgBox "Ingresar absorción del estandar", vbExclamation, "SISMAC"
Timer3.Enabled = True
Text7.SetFocus
Call cadena
Exit Sub
End If
Data1.Recordset.MoveNext
If (b <> a) And (Data1.Recordset.EOF = True) Then
MsgBox "no se encuentra el registro", , "no hay registro"
Exit Sub
End If
Loop
End If
If ((Data3.Recordset.Fields("resp") = 1) And (Data4.Recordset.Fields("estado") = 1)) Then
Data2.Recordset.MoveFirst
Do While Not Data2.Recordset.EOF
If (Combo1.Text = Data2.Recordset.Fields("nombre_prueba")) Then
Combo1.Text = Data2.Recordset.Fields("nombre_prueba")
Text2.Text = Data4.Recordset.Fields("valor")
Text3.Text = Data2.Recordset.Fields("concentracion_estandar")
Text4.Text = Data2.Recordset.Fields("frecuencia_estandar")
Text5.Text = Data2.Recordset.Fields("factor_emplear")
Call cadena
Text1.Visible = False
Text1.Locked = False
Text2.Visible = False
S
O
D
VA
R
E
S
Text3.Visible = False
Text4.Visible = False
Text5.Visible = False
Label3.Visible = False
Label4.Visible = False
Label5.Visible = False
Label7.Visible = False
Combo1.Visible = False
Command2.Visible = False
Command6.Visible = False
Command7.Visible = False
Command5.Visible = True
Timer3.Enabled = False
MsgBox "Insertar la muestra a estudiar", , "SISMAC"
Timer3.Enabled = True
Exit Sub
End If
S
O
D
VA
R
E
S
Data2.Recordset.MoveNext
Loop
ElseIf ((Data3.Recordset.Fields("resp") = 2) And (Data4.Recordset.Fields("estado") = 2)) Then
E
R
S
HO
If (Text2.Text = "") Then
Timer3.Enabled = False
MsgBox "Realizar Blanqueo", vbExclamation, "SISMAC"
EC
R
E
D
Command6.Visible = False
Text7.Visible = True
Text7.Locked = False
Timer3.Enabled = True
Else
a = Combo1.Text
Data1.Recordset.MoveFirst
Do While (Not Data1.Recordset.EOF)
b = Data1.Recordset.Fields("Proveedor")
d = Data1.Recordset.Fields("Nombre")
e=d+""+b
If (e = a) Then
c = Data1.Recordset.Fields("Valor de Concentracion del Estandar")
Text3.Text = c
Text3.Visible = True
Label5.Visible = True
Call cadena
Timer3.Enabled = False
MsgBox "Ingresar absorción del estandar", vbExclamation, "SISMAC"
Timer3.Enabled = True
Exit Sub
End If
Data1.Recordset.MoveNext
If (b <> a) And (Data1.Recordset.EOF = True) Then
MsgBox "no se encuentra el registro", , "no hay registro"
Exit Sub
End If
Loop
End If
Data4.Recordset.Edit
Data4.ReadOnly = False
Data4.Recordset.Fields("estado") = 1
Data4.Recordset.Update
Data4.Refresh
Call cadena
End If
End Sub
ANEXO # 13
FLUJOGRAMA PARA EL USO DE LA DATA ALMACENADA EN LA BASE DE
DATOS
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 14
LÍNEAS DE CÓDIGO PARA CAMBIOS MAYORES AL 5% DEL ESTADO FÍSICO
DE LA FUENTE DE LUZ DEL EQUIPO
Private Sub Command1_Click()
If (Combo1.Text = "") Then
Call MsgBox("Debe seleccionar una prueba a realizar", vbCritical Or vbSystemModal, "Prueba de Concentración")
Exit Sub
End If
S
O
D
VA
R
E
S
Dim nom, prov, nomprov As Variant
Data1.Recordset.MoveFirst
Data3.Recordset.MoveFirst
'data1 punto_final / data2 frecuencia
Do While Not Data1.Recordset.EOF
EC
R
E
D
E
R
S
HO
nom = Data1.Recordset.Fields("Nombre")
prov = Data1.Recordset.Fields("Proveedor")
nomprov = nom + " " + prov
Do While Not Data2.Recordset.EOF
If (nomprov = Combo1.Text) And (nomprov = Data2.Recordset.Fields("nombre_prueba")) Then
concentracion.Combo1.Text = Data2.Recordset.Fields("nombre_prueba")
concentracion.Text7.Visible = True
concentracion.Text7.Locked = False
concentracion.Text2.Text = Data3.Recordset.Fields("valor")
concentracion.Text3.Text = Data2.Recordset.Fields("concentracion_estandar")
concentracion.Text4.Text = Data2.Recordset.Fields("frecuencia_estandar")
concentracion.Text5.Text = Data2.Recordset.Fields("factor_emplear")
concentracion.Combo1.Visible = False
concentracion.Command6.Visible = False
concentracion.Command7.Visible = False
concentracion.Timer3.Enabled = True
GoTo flag
End If
If ((nomprov = Combo1.Text) = False) Then
GoTo flg
End If
Data2.Recordset.MoveNext
Loop
flg:
Data1.Recordset.MoveNext
Loop
flag:
concentracion.Label6.Caption = "Concentración de " + nom
Unload Me: concentracion.Show
MsgBox "Insertar la muestra a estudiar", , "Lab-Computer plus"
End Sub
Private Sub Command2_Click()
agregar_prueba.Show
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim a, b, c, d, e As Variant
Combo1.Clear
Data1.Recordset.MoveFirst
Data1.UpdateControls
Do While (Not Data1.Recordset.EOF)
a=a+1
Data1.Recordset.MoveNext
Loop
b=1
c=0
Data1.Recordset.MoveFirst
For b = 1 To a
d = Data1.Recordset.Fields("Nombre")
e = Data1.Recordset.Fields("Proveedor")
Combo1.List(c) = d + " " + e
Data1.Recordset.MoveNext
c=c+1
Next b
Timer1.Enabled = False
End Sub
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 15
FLUJOGRAMA PARA EL NO USO DE LA DATA ALMACENADA EN LA BASE
DE DATOS
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 16
LÍNEAS DE CÓDIGO PARA EL BOTÓN DE ATRÁS
PRIVATE SUB COMMAND5_CLICK()
DIM NUEVO AS BOOLEAN
DATA3.RECORDSET.MOVEFIRST
DATA4.RECORDSET.MOVEFIRST
'DATA3.RECORDSET.FIELDS("RESP") = 2) AND (DATA4.RECORDSET.FIELDS("ESTADO") = 1)
IF (DATA3.RECORDSET("RESP") = 2 AND DATA4.RECORDSET("ESTADO") = 2) THEN
DATA2.RECORDSET.MOVEFIRST
NUEVO = TRUE
S
O
D
VA
R
E
S
DO WHILE NOT DATA2.RECORDSET.EOF
IF (DATA2.RECORDSET.FIELDS("NOMBRE_PRUEBA") = COMBO1.TEXT) THEN
NUEVO = FALSE
CALL CMDADD_CLICK
GOTO FLAG
END IF
E
R
S
HO
EC
R
E
D
DATA2.RECORDSET.MOVENEXT
LOOP
END IF
IF (NUEVO = TRUE) THEN
DATA2.RECORDSET.ADDNEW
CALL CMDADD_CLICK
GOTO FLAG
END IF
DIM A AS VARIANT
A = MSGBOX("DESEA SALIR DE LA PRUEBA", 48 + VBYESNO, "PRUEBA DE ABSORBANCIA")
IF (A = VBYES) THEN
FLAG:
IF (TEXT2.TEXT = "") THEN
UNLOAD ME
END IF
DATA4.RECORDSET.MOVEFIRST
IF (TEXT2.TEXT = "") THEN
GOTO FLAG1
END IF
DATA4.RECORDSET.EDIT
DATA4.READONLY = FALSE
DATA4.RECORDSET.FIELDS("VALOR") = TEXT2.TEXT
DATA4.RECORDSET.UPDATE
DATA4.RECORDSET.MOVENEXT
FLAG1:
UNLOAD ME: MENU_PRINCIPAL.SHOW
END IF
ANEXO # 17
REALIZAR PRUEBA DEL MISMO TIPO
Private Sub Command3_Click()
Dim a As Variant
a = MsgBox("¿Seguro desea realizar prueba del mismo tipo?", vbYesNo, "SISMAC")
If (a = 6) Then
Text6.Text = ""
Text7.Text = ""
Text8.Text = ""
S
O
D
VA
R
E
S
MsgBox "Ingresar la muestra a estudiar", , "SISMAC"
Command3.Visible = False
Command4.Visible = False
EC
R
E
D
Text8.Visible = False
Label8.Visible = False
Text1.SetFocus
End If
End Sub
E
R
S
HO
ANEXO # 18
LÍNEAS DE CÓDIGO PARA EL BOTÓN DE PRUEBAS DE OTRO TIPO
Private Sub Command4_Click()
Dim a As Variant
a = MsgBox("¿Seguro desea realizar nueva prueba?", vbYesNo, "SISMAC")
If (a = 6) Then
Text1.Text = ""
Text3.Text = ""
Text4.Text = ""
Text5.Text = ""
Text6.Text = ""
Text7.Text = ""
Text1.Visible = False
Text3.Visible = False
Text4.Visible = False
Text5.Visible = False
Text6.Visible = False
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Command2.Visible = False
Command4.Visible = False
Label2.Visible = False
Label4.Visible = False
Label5.Visible = False
Label6.Visible = False
Label7.Visible = False
Label1.Caption = ""
Combo1.Text = ""
MsgBox "Seleccionar prueba a realizar", vbExclamation, "SISMAC"
Timer3.Enabled = False
Command6.Visible = True
Command7.Visible = True
Combo1.Visible = True
Combo1.SetFocus
Combo1.Text = ""
Command6.Visible = True
End If
End Sub
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 19
CÁLCULO DE LA ABSORBANCIA
Private Sub cmdResult_Click()
'Call MsgBox("Inserte el Blanqueo", vbInformation Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
If (Data1.Recordset.Fields("resp") = 1) Then
Call MsgBox("Inserte la Muestra a estudiar", vbInformation Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
Timer1.Enabled = True
Timer2.Enabled = True
cmdResult.Visible = False
S
O
D
VA
R
E
S
ElseIf (Data1.Recordset.Fields("resp") = 2) Then
Call MsgBox("Inserte el Blanqueo", vbInformation Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
Timer1.Enabled = True
Timer2.Enabled = True
cmdResult.Visible = False
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Private Sub Form_Activate()
Data1.Recordset.MoveFirst
Data2.Recordset.MoveFirst
Timer1.Enabled = True
If (Data1.Recordset("resp") = 1 And Data2.Recordset("estado") = 1) Then
txtBlanqueo.Text = Data2.Recordset("valor")
Call MsgBox("Inserte la muestra a estudiar", vbInformation Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
txtEntrada.SetFocus
Timer2.Enabled = True
'ElseIf (Data1.Recordset("resp") = 2 And Data2.Recordset("estado") = 2) Then
'Call MsgBox("Inserte Blanqueo", vbInformation Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
'txtEntrada.SetFocus
End Sub
Private Sub Timer2_Timer()
If (txtBlanqueo.Text = "") Then
txtBlanqueo.Text = txtEntrada.Text
Timer2.Enabled = False
Call MsgBox("Inserte la muestra a estudiar", vbInformation Or vbSystemModal, "Prueba de Absorbancia")
txtEntrada.Text = ""
Timer2.Enabled = True
Exit Sub
ElseIf (txtAbs.Text = "") Then
Timer2.Enabled = False
Timer1.Enabled = False
txtAbs.Text = txtEntrada.Text
txtEntrada.Text = ""
Dim a As Double
'w=Y/X
' esto se pide en la cinetica
'o = (Log(w)) / (Log(10))
a = -(Log(txtBlanqueo.Text / txtAbs.Text) / Log(10))
Text1.Text = Abs(Mid(a, 1, 8))
cmdMismo.Visible = True
Text1.Visible = True
Label3.Visible = True
If (Data1.Recordset("resp") = 2 And Data2.Recordset("estado") = 2) Then
Data2.Recordset.MoveFirst
Data2.Recordset.Edit
Data2.ReadOnly = False
Data2.Recordset.Fields("valor") = txtBlanqueo.Text
Data2.Recordset.Update
Data2.Refresh
End If
Exit Sub
S
O
D
VA
R
E
S
End If
End Sub
EC
R
E
D
E
R
S
HO
ANEXO # 20
FLUJOGRAMA PARA EL NO USO DE LA DATA O PARA EL USO DE LA DATA
ALMACENADA EN LA BASE DE DATOS PARA LA PRUEBA DE
ABSORBANCIA
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 21
LÍNEAS DE CÓDIGO PARA EL FORMULARIO AGREGAR CINÉTICA
PRIVATE SUB FORM_LOAD()
DATA1.DATABASENAME = APP.PATH & "\BD_PUNTO_FINAL.MDB"
DATA1.RECORDSOURCE = "CINETICA"
END SUB
PRIVATE SUB CMDADD_CLICK()
IF (TXTFIELDS(0) = "") OR (TXTFIELDS(1) = "") OR (TXTFIELDS(2) = "") OR (TXTFIELDS(3) = "") OR (TXTFIELDS(4) = "")
THEN
S
O
D
VA
R
E
S
MSGBOX "DATOS NO INGRESADOS O INFORMACIÓN IMCOMPLETA", 48 + 0 + 0, "LAB-COMPUTER PLUS"
DATA1.UPDATECONTROLS
EXIT SUB
E
R
S
HO
END IF
EC
R
E
D
IF (COMBO2.TEXT = "") OR (COMBO1.TEXT = "") THEN
MSGBOX "DEBE INGRESAR UNA DENOMINACION DE TIEMPO", 48 + 0 + 0, "LAB-COMPUTER PLUS"
EXIT SUB
END IF
IF (TXTFIELDS(3) < 30) AND (COMBO2.TEXT = "SEGUNDO(S)") THEN
MSGBOX "EL TIEMPO DE LECTURA DEBE SER MAYOR A 30 SEGUNDOS", 48 + 0 + 0, "LAB-COMPUTER PLUS"
EXIT SUB
END IF
DATA1.RECORDSET.ADDNEW
END SUB
PRIVATE SUB CMDDELETE_CLICK()
IF (TXTFIELDS(0) = "") AND (TXTFIELDS(1) = "") AND (TXTFIELDS(2) = "") AND (TXTFIELDS(3) = "") AND
(TXTFIELDS(4) = "") THEN
MSGBOX "NO HAY DATOS QUE ELIMINAR", 48 + 0 + 0, "LAB-COMPUTER PLUS"
DATA1.UPDATECONTROLS
EXIT SUB
END IF
DATA1.RECORDSET.DELETE
DATA1.RECORDSET.MOVENEXT
END SUB
PRIVATE SUB CMDUPDATE_CLICK()
DATA1.UPDATERECORD
DATA1.RECORDSET.BOOKMARK = DATA1.RECORDSET.LASTMODIFIED
END SUB
PRIVATE SUB CMDCLOSE_CLICK()
DATA1.UPDATECONTROLS
UNLOAD ME
END SUB
PRIVATE SUB DATA1_ERROR(DATAERR AS INTEGER, RESPONSE AS INTEGER)
'THIS IS WHERE YOU WOULD PUT ERROR HANDLING CODE
'IF YOU WANT TO IGNORE ERRORS, COMMENT OUT THE NEXT LINE
'IF YOU WANT TO TRAP THEM, ADD CODE HERE TO HANDLE THEM
MSGBOX "DATA ERROR EVENT HIT ERR:" & ERROR$(DATAERR)
RESPONSE = 0 'THROW AWAY THE ERROR
END SUB
PRIVATE SUB DATA1_REPOSITION()
SCREEN.MOUSEPOINTER = VBDEFAULT
ON ERROR RESUME NEXT
END SUB
PRIVATE SUB DATA1_VALIDATE(ACTION AS INTEGER, SAVE AS INTEGER)
'THIS IS WHERE YOU PUT VALIDATION CODE
'THIS EVENT GETS CALLED WHEN THE FOLLOWING ACTIONS OCCUR
SELECT CASE ACTION
CASE VBDATAACTIONMOVEFIRST
CASE VBDATAACTIONMOVEPREVIOUS
CASE VBDATAACTIONMOVENEXT
CASE VBDATAACTIONMOVELAST
CASE VBDATAACTIONADDNEW
CASE VBDATAACTIONUPDATE
CASE VBDATAACTIONDELETE
CASE VBDATAACTIONFIND
CASE VBDATAACTIONBOOKMARK
CASE VBDATAACTIONCLOSE
END SELECT
END SUB
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
EC
R
E
D
PRIVATE SUB TIMER1_TIMER()
CALL CMDADD_CLICK
COMBO1.ADDITEM ("HORA(S)")
COMBO1.ADDITEM ("MINUTO(S)")
COMBO1.ADDITEM ("SEGUNDO(S)")
COMBO2.ADDITEM ("HORA(S)")
COMBO2.ADDITEM ("MINUTO(S)")
COMBO2.ADDITEM ("SEGUNDO(S)")
TIMER1.ENABLED = FALSE
END SUB
ANEXO # 22
LÍNEAS DE CÓDIGO PARA EL FORMULARIO CINÉTICA
Dim min As Long, hor As Long
Dim hora As Long, minuto As Long
Dim cont As Long, timp As Long, timp2 As Long
Dim a() As Double, Tiempo_Incubacion As Long
Dim c As Integer, Intervalo_Mayor As Long
Dim tmpdiv As Integer, tlecturas As Integer, clecturas As Integer
Private Sub Command1_Click()
Dim nomprov As Variant
Data1.Recordset.MoveFirst
Do While Not Data1.Recordset.EOF
nomprov = Data1.Recordset.Fields("nombre_prueba") + " " + Data1.Recordset.Fields("nombre_proveedor")
If (Combo1.Text = nomprov) Then
S
O
D
VA
R
E
S
If (Data1.Recordset.Fields("denominacion") = "Hora(s)") Then
temp2.ListIndex = 0
E
R
S
HO
ElseIf (Data1.Recordset.Fields("denominacion") = "Minuto(s)") Then
temp2.ListIndex = 1
EC
R
E
D
ElseIf (Data1.Recordset.Fields("denominacion") = "Segundo(s)") Then
temp2.ListIndex = 2
End If
If (Data1.Recordset.Fields("denominacion2") = "Hora(s)") Then
temp.ListIndex = 0
ElseIf (Data1.Recordset.Fields("denominacion2") = "Minuto(s)") Then
temp.ListIndex = 1
ElseIf (Data1.Recordset.Fields("denominacion2") = "Segundo(s)") Then
temp.ListIndex = 2
End If
txtIncubacion.Visible = True
txtTiempo.Visible = True
txtLecturas.Visible = True
Label.Visible = True
lblLabel(3).Visible = True
lblCantidad.Visible = True
temp.Visible = True
temp2.Visible = True
cmdGenerar.Visible = True
Exit Sub
End If
Data1.Recordset.MoveNext
Loop
If (Data1.Recordset.EOF = True) Then
MsgBox "Datos no existentes", 48 + 0 + 0, "Lab-Computer Plus"
Data1.Recordset.MoveFirst
End If
End Sub
Private Sub Command2_Click()
agregar_cinetica.Show
End Sub
Private Sub Command3_Click()
Unload Me: menu_principal.Show
End Sub
'X = Text2.Text 'frecuencia de blanqueo (potencia de entrada)
'Y = Text6.Text ' frecuencia de la muestra (potencia de salida)
'w = Y / X
' esto se pide en la cinetica
'o = (Log(w)) / (Log(10))
Private Sub cmdGenerar_Click()
Select Case temp.ListIndex
Case 0: hor = 60
min = 60
Case 1: hor = 1
min = 60
Case 2: hor = 1
min = 1
End Select
espera.Interval = 1000
Select Case temp2.ListIndex
Case 0: hora = 60
minuto = 60
S
O
D
VA
R
E
S
Case 1: hora = 1
minuto = 60
Case 2: hora = 1
minuto = 1
E
R
S
HO
End Select
EC
R
E
D
Tiempo_Incubacion = txtIncubacion
Call espera_Timer
End Sub
Private Sub procesos()
tlecturas = txtTiempo
clecturas = txtLecturas
tmpdiv = tlecturas / clecturas
Intervalo_Mayor = tlecturas
'Timer.Interval = tmpdiv
Timer.Interval = 1000
Call Timer_Timer
'*************************************************************
End Sub
Private Sub procefin()
Timer.Interval = 0
Dim total As Double, c As Long
Flex.Row = 0
Flex.Text = "Lecturas"
Flex.ColWidth(0) = 2000
Flex.Rows = clecturas + 2
Dim j As Integer
For j = 0 To clecturas
Flex.Row = j + 1
Flex.Text = a(j)
If (c = clecturas) Then
GoTo flag
Else
total = total + (a(j) - a(j + 1))
c=c+1
End If
Next j
flag:
total = total / clecturas
txtResultado.Text = total
Flex.Visible = True
lblLabel(2).Visible = True
txtResultado.Visible = True
Screen.MousePointer = 0
End Sub
Private Sub datos()
Dim nom, prov, nomprov As Variant
Data1.Recordset.MoveFirst
Do While Not Data1.Recordset.EOF
nom = Data1.Recordset.Fields("nombre_prueba")
prov = Data1.Recordset.Fields("nombre_proveedor")
nomprov = nom + " " + prov
Combo1.AddItem (nomprov)
Data1.Recordset.MoveNext
Loop
MsgBox "Antes de realizar la prueba, revisar el filtro a utilizar" & vbCrLf & _
"Filtro adecuado a utilizar en la prueba: 480 Nm", 48 + 0 + 0, "Lab-Computer Plus"
End Sub
S
O
D
VA
R
E
S
Private Sub Timer_Timer()
Dim entrada As Double, salida As Double, result As Single
Dim i As Integer
ReDim Preserve a(clecturas) As Double
E
R
S
HO
Screen.MousePointer = 11
timp = timp + 1
timp2 = timp2 + 1
EC
R
E
D
If (timp * 60) >= (Intervalo_Mayor * 60) * min * hor Then
GoTo flag2
Else
If (timp2 * 60 = tmpdiv * 60) Then
flag2:
Randomize
entrada = Rnd
Randomize
salida = Rnd
result = ((Log(salida / entrada)) / (Log(10))) * (-1)
For i = 1 To clecturas
If (c = clecturas) Then
Call procefin
ElseIf (a(i) = 0) Then
a(i) = result
c=c+1
timp2 = 0
GoTo flag
End If
'///////// proceso de sumar o restar
'GoTo flag
Next i
End If
'txtResultado = result
flag:
End If
' If (c = clecturas) Then
'Timer.Enabled = False
'End If
End Sub
Private Sub espera_Timer()
cont = cont + 1
pruebalbl.Caption = cont
If (cont * 60) >= (Tiempo_Incubacion * 60) * minuto * hora Then
espera.Interval = 0
Dim entrada As Double, salida As Double, result As Single
ReDim Preserve a(clecturas) As Double
Randomize
entrada = Rnd
Randomize
salida = Rnd
result = ((Log(salida / entrada)) / (Log(10))) * (-1)
a(0) = result
Call procesos
End If
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
S
O
D
VA
R
E
S
Call datos
Timer1.Enabled = False
End Sub
EC
R
E
D
E
R
S
HO
ANEXO # 23
USO DE LA DATA ALMACENADA PARA REALIZAR PRUEBA CINÉTICA
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 24
NO USO DE LA DATA ALMACENADA PARA REALIZAR PRUEBA CINÉTICA
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 25
PROGRAMA DENTRO DEL MICROCONTROLADOR QUE PERMITE LA
CUANTIFICACIÓN, ORDENACIÓN, AGRUPACIÓN Y ENVÍO DE
INFORMACIÓN
list
p=16f873
#include <p16f873.inc>
; list directive to define processor
; processor specific variable definitions
__CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _BODEN_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC &
_WRT_ENABLE_OFF & _LVP_OFF & _CPD_OFF
S
O
D
A
V
;**********************************************************************
R
E
ORG
0x000
; processor
vector
S;reset
E
R
nop
nop
required
for icd
S
O
goto
main
; go to beginning of program
H
C
E
R
E
ORG
; interrupt vector location
D0x005
AUXL
AUXH
EQU
EQU
0x20
0x21
bcf
T1CON,0
clrf TMR1L
;borra la parte baja del TMR1
clrf PIR1
bsf
INTCON,PEIE
;permiso de interrupciones no
contempladas en el INTCON
bsf
T1CON,0
retfie
main
bcf
STATUS,RP1
bsf
STATUS,RP0
clrf TRISB
movlw 0xFF
movwf
TRISC
clrf INTCON
bcf
STATUS,RP1
bcf
STATUS,RP0
;se elige el banco 1
;se elige el banco 1
movlw b'00000101'
movwf
CCP1CON
clrf PORTC
;enciende el TMR1
;enciende el TMR1
;puertaC como entrada
;puertaC como entrada
;se elige el banco 0
;se elige el banco 0
bsf
INTCON,GIE
;permiso global de
interrupciones
bsf
INTCON,PEIE
;permiso de interrupciones no
contempladas en el INTCON
movlw b'00000001'
;enciende el TMR1
movwf
T1CON
;enciende el TMR1
bsf
STATUS,RP0
;pasa al banco 1
;bsf
PIE1,TMR1IE
;habilita la interrupcion por
desbordamiento del TMR1
bsf
PIE1,CCP1IE
;habilita la interrupcion por
captura del modulo CCP1
bcf
clrf
clrf
STATUS,RP0
TMR1H
TMR1L
;pasa al banco 0
;borra la parte alta del TMR1
;borra la parte baja del TMR1
;************************************************************************
**************************
ciclo call convertir
bcf
PORTC,2
call DELAY
call DELAY
call DELAY
call convertir
call DELAY
call DELAY
call DELAY
goto ciclo
DALE
movlw
subwf
btfss
goto
bcf
0x13
AUX4,W
STATUS,C
DALE
PORTC,2
subwf
btfsc
goto
bsf
DELAY
goto
AUX4,W
STATUS,C
DALE0
PORTC,2
E
R
S
HO
EC
R
E
D
movlw 0x12
DALE0 call
S
O
D
VA
R
E
S
ciclo
;************************************************************************
***********************************
;retardos de tiempo
DELAY
movlw
0x05
;retardo aproximado de siete
milisegundos
movwf
CONTA4
delay1
movlw
0x20
movwf
CONTA3
goto delay2
DELAY3
movlw
0x10
movwf
CONTA3
clrf CONTA4
delay2
decf
movf
btfss
goto
nop
btfss
goto
return
CONTA3
CONTA3,1
STATUS,Z
delay2
STATUS,Z
delay1
;************************************************************************
*******************************************
;Rutina para la conversion AD de la senñal de referencia de voltaje del
cananal0.
convertir
sigue movlw
b'10000001'
movwf ADCON0
culminacion de convercion
bsf
ADCON0,GO
espera
btfsc ADCON0,GO
pase a cero....
goto espera
conversion
bcf
bsf
movf
STATUS,RP1
STATUS,RP0
ADRESL,W
;...coloca ren alto el bit de
;espera a que el bit dos de ADCON0
;...indicando que se culmino la
;se elige el banco 1
;se elige el banco 1
;guarda la parte alta de la conversion
S
O
D
VA
R
E
S
en WREG
bcf
bcf
STATUS,RP1
STATUS,RP0
movwf AUX3
ADRESH,W
EC
R
E
D AUX4
movwf
movf
en WREG
E
R
S
HO
;se elige el banco 1
;se elige el banco 1
;guarda la parte alta de la conversion
;pasa el calor de WREG a AUX4
movwf AUX3
movf AUX4,W
movwf PORTB
return
;************************************************************************
************************
END
; directive 'end of program'
ANEXO # 26
FORMULARIO PARA LA INTERPRETACIÓN Y/O DECODIFICACIÓN DE LA
DATA PROVENIENTE DEL PUERTO Db 25
Dim BAJA As Double
Dim ALTA As Double
Dim FRECUENCIA As Double
Dim TEMPERATURA As Double
Dim LECTURA As String
Private Sub Command1_Click()
Form2.Show
S
O
D
VA
R
E
S
Private Sub Command2_Click()
Timer6.Enabled = True
Private Sub Form_Load()
LECTURA = "frec"
End Sub
EC
R
E
D
E
R
S
HO
Private Sub Timer1_Timer()
Out 890, 35
Timer4.Enabled = True
Timer1.Enabled = False
End Sub
Private Sub Timer2_Timer()
Out 890, 45
Timer5.Enabled = True
Timer2.Enabled = False
End Sub
Private Sub Timer3_Timer()
FRECUENCIA = Round(100 * (1 / ((((ALTA * 256 And 65535) Or (BAJA And 65535)) + 6) * 0.0000005))) / 100
FRECUENCIA = Round(100 * (FRECUENCIA / 1000)) / 100
Text3.Text = FRECUENCIA & " kHz"
End If
If Text3.BackColor = vbWhite Then
Text3.BackColor = vbGreen
Else
Text3.BackColor = vbWhite
End If
End Sub
Private Sub Timer4_Timer()
BAJA = Inp(888)
Text1.Text = BAJA
Timer2.Enabled = True
Timer4.Enabled = False
End Sub
Private Sub Timer5_Timer()
ALTA = Inp(888)
Text2.Text = ALTA
If LECTURA = "frec" Then
Timer1.Enabled = True
Timer5.Enabled = False
Else
Timer1.Enabled = False
Timer5.Enabled = False
End If
End Sub
Private Sub Timer6_Timer()
If LECTURA = "frec" Then
LECTURA = "temp"
Timer3.Enabled = False
Timer7.Enabled = True
Timer8.Enabled = True
Text3.BackColor = vbYellow
Else
LECTURA = "frec"
Timer7.Enabled = False
Timer8.Enabled = False
Timer3.Enabled = True
Timer1.Enabled = True
End If
Timer6.Enabled = False
End Sub
S
O
D
VA
R
E
S
Private Sub Timer7_Timer()
Out 890, 40
End Sub
E
R
S
HO
Private Sub Timer8_Timer()
TEMPERATURA = Round((Inp(888) * 1.85 - 32) * (5 / 9))
Text4.Text = TEMPERATURA & " ºC"
End Sub
EC
R
E
D
ANEXO # 27
MANUAL PARA EL USUARIO DEL NUEVO EQUIPO
Abrir el archivo SISMAC MANUAL.doc en la carpeta CONCLUSIONES
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S
ANEXO # 28
CARTA
EXPENDIDA
DESDE
EL
LABORATORIO
DE
ANÁLISIS
INSTRUMENTAL DE LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA CERTIFICANDO LA DATA
RECOLECTADA DURANTE LAS PRUEBAS FINALES DEL SISMAC
EC
R
E
D
E
R
S
HO
S
O
D
VA
R
E
S