sistema de control d’una incubadora …deeea.urv.cat/public/propostes/pub/pdf/1092pub.pdf · es...

SISTEMA DE CONTROL D’UNA INCUBADORA MITJANÇANT UN MICROCONTROLADOR.

TOMO I

1 ÍNDEX GENERAL 2 MEMÒRIA DESCRIPTIVA 3 MEMÒRIA DE CÀLCULS

Titulació: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrial.

AUTOR: José Manuel Cruz Huertas.

DIRECTOR: Joaquim Cruz Pérez

DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Índex General

2

1 ÍNDEX GENERAL.

1 ÍNDEX GENERAL. ................................................................................................................ 2

2 MEMÒRIA DESCRIPTIVA. ................................................................................................. 5 ÍNDEX MEMÒRIA DESCRIPTIVA ...................................................................................................... 6 2.1 OBJECTE. ......................................................................................................................... 7 2.2 ABAST: ............................................................................................................................ 7 2.3 ANTECEDENTS. ................................................................................................................. 7

2.3.1 Generalitats de les incubadores.[1] ........................................................................ 7 2.3.2 Consideracions fisiològiques................................................................................... 8 2.3.3 Maneig terapèutic. .................................................................................................. 9 2.3.4 Incubadores. ........................................................................................................... 9

2.4 NORMES I REFERÈNCIES TÈCNIQUES................................................................................. 16 2.4.1 Compliment de les Normes UNE, IEC o EN i de la Reglamentació......................... 16 2.4.2 Característiques Tècniques de l’equip. .................................................................. 16 2.4.3 Referències. .......................................................................................................... 17 2.4.4 Bibliografia. ......................................................................................................... 19 2.4.5 Programes de càlcul. ............................................................................................ 19 2.4.6 Pla de gestió de la qualitat aplicat durant la redacció del projecte. ....................... 20

2.5 DEFINICIONS I ABREVIATURES.......................................................................................... 20 2.6 REQUISITS DE DISSENY.................................................................................................... 21 2.7 ANÀLISI DE SOLUCIONS. .................................................................................................. 21

2.7.1 Algunes families de microcontroladors:................................................................. 22 2.7.2 Primera opció el MC68HC11 de Motorola. ........................................................... 23 2.7.3 Segona opció el PIC18F676 de Microchip................................................................. 26

2.8 RESULTATS FINALS.......................................................................................................... 32 2.9 PLANIFICACIÓ. ............................................................................................................... 34 2.10 MILLORES. ..................................................................................................................... 35

3 MEMÒRIA DE CÀLCULS. ................................................................................................. 36 3.1 ÍNDEX DE LA MEMÒRIA DE CÀLCULS. .............................................................................. 37 3.2 DOCUMENTACIÓ DE PARTIDA. ......................................................................................... 38 3.3 ORGANIGRAMA DE PROGRAMA PRINCIPAL. ..................................................................... 39 3.4 MEMÒRIA DE CÀLCULS. .................................................................................................. 41

3.4.1 Càlculs Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal................................................. 41 3.4.2 Càlculs Placa 2: LEDSMONI. Monotorització de Bus amb Leds............................ 43 3.4.3 Càlculs 3: TENSIÓ. Alimentació de 12 i 5 Vcc....................................................... 44 3.4.4 Càlculs 4: COMRS232: Connexió RS232 amb PC. ................................................ 46 3.4.5 Càlculs 5: POTENCIA: Connexió de Sortida per els Relés..................................... 54 3.4.6 Càlculs 6: LCD16X2: Pantalla LCD de 16x2. ....................................................... 55 3.4.7 Càlculs 7: SENSORS: Sensors de Temperatura i Humitat...................................... 60

3.5 CODIS EN ENSAMBLADOR DEL PROGRAMA PRINCIPAL DEL MICROCONTROLADOR. ............. 76 4 PLÀNOLS. ............................................................................................................................ 89

4.1 ÍNDEX DELS PLÀNOLS. .................................................................................................... 90 4.2 PLÀNOL 1: MCHBOARD1. PLACA PRINCIPAL. ............................................................... 91 4.3 PLÀNOL 1 BIS PCB: MCHBOARD1. ............................................................................... 92 4.4 PLÀNOL 2 : LEDSMONI. MONOTORITZACIÓ DE BUS AMB LEDS....................................... 93 4.5 PLÀNOL 2 BIS PCB: LEDSMONI. ................................................................................... 94 4.6 PLÀNOL 3: TENSIÓ. ALIMENTACIÓ DE 12 I 5 VCC. .......................................................... 95 4.7 PLÀNOL 3 BIS PCB : TENSIÓ.......................................................................................... 96 4.8 PLÀNOL 4: COMRS232: CONNEXIÓ RS232 AMB PC. ....................................................... 97 4.9 PLÀNOL 5: POTENCIA: CONNEXIÓ DE SORTIDA PER ELS RELÉS. ..................................... 98 4.10 PLÀNOL 4 BIS PCB: COMRS232..................................................................................... 99 4.11 PLÀNOL 6: LCD16X2: PANTALLA LCD DE 16X2. .......................................................... 100 4.12 PLÀNOL 6 BIS PCB: LCD16X2...................................................................................... 101


3

4.13 PLÀNOL 7: SENSORS: SENSORS DE TEMPERATURA I HUMITAT...................................... 102 4.14 PLÀNOL 7 BIS PCB: SENSORS. .................................................................................... 103

5 PLEC DE CONDICIONS. .................................................................................................. 106 5.1 ÍNDEX DEL PLEC DE CONDICIONS. ................................................................................. 106 5.2 CUMPLIMIENT DE LES NORMES D’INSTAL·LACIÓ. CONEIXEMENT DELS

REQUERIMIENTS I NECESITATS DE L’ÀREA ON ES REALIZARÀ LA INSTAL·LACIÓ. ............... 107 5.3 NECESITAT DE LA COMPATIBILITAT AMB L’EQUIP EXISTENT (SI HI CORRESPON). .............. 107 5.4 DOCUMENTACIÓ D’ACOMPANYAMENT: ......................................................................... 107 5.5 FORMACIÓ DEL PERSONAL SANITARI I TÈCNIC. ............................................................... 108 5.6 CONDICIONS DE MANTENIMIENT EN EL PERÍODE DE CESSIÓ. ............................................ 108 5.7 CONDICIONS DEL MANTENIMENT FORA DEL PERÍODE DE CESSIÓ...................................... 108 5.8 CONTRACTES DE MANTENIMIENT FORA DEL PERÍODE DE CESSIÓ. .................................... 108 5.9 CRITERIS DE VALORACIÓ............................................................................................... 109

6 ESTAT DELS MESURAMENTS. ...................................................................................... 110 6.1 ÍNDEX DE L’ESTAT DELS MESURAMENTS. ...................................................................... 111 6.2 PLACA 1: MCHBOARD1. PLACA PRINCIPAL. ............................................................... 112 6.3 PLACA 2: LEDSMONI. PLACA AUXILIAR. MONOTORITZACIÓ DE BUS AMB LEDS. ........... 112 6.4 PLACA 3: TENSIÓ. PLACA D’ALIMENTACIÓ DE 12 I 5 VCC............................................. 113 6.5 PLACA 4: COMRS232: PLACA PER A LA CONNEXIÓ RS232 AMB PC............................... 113 6.6 PLACA 5: POTENCIA: CONNEXIÓ DE SORTIDA PER ELS RELÉS. ..................................... 114 6.7 PLACA 6: LCD16X2: PLACA AUXILIAR. PANTALLA LCD DE 16X2.................................. 114 6.8 PLACA 7: SENSORS: PLACA DELS SENSORS DE TEMPERATURA I HUMITAT. ................... 115

7 PRESSUPOST..................................................................................................................... 117 7.1 ÍNDEX DEL PRESSUPOST. ............................................................................................... 118

7.1.1 Quadre de preus unitaris..................................................................................... 119 7.1.2 Quadre de preus. Descompossats........................................................................ 120 7.1.3 Quadre de preus Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal. ................................. 120 7.1.4 Quadre de preus Placa 2: LEDSMONI. Placa auxiliar. Monotorització de Bus amb

Leds.................................................................................................................... 121 7.1.5 Quadre de preus Placa 3: Placa d’Alimentació de 12 i 5 Vcc .............................. 121 7.1.6 Quadre de preus Placa 4: COMRS232: Placa per a la Connexió RS232 amb PC. 122 7.1.7 Quadre de preus Placa 5: Connexió de Sortida per els Relés. .............................. 122 7.1.8 Quadre de preus Placa 6: Placa auxiliar per pantalla LCD16x2 ......................... 123 7.1.9 Quadre de preus Placa 7: Placa del Sensors de Temperatua i humitat. ................ 123 7.1.10 Resum del Pressupost.......................................................................................... 124

8 ESTUDIS AMB ENTITAT PRÒPIA.................................................................................. 127 8.1 ÍNDEX DE ESTUDI BÀSIC DE SEGURETAT I SALUT. .......................................................... 127 8.2 DADES DEL PROJECTE. .................................................................................................. 128

8.2.1 Tipus de projecte................................................................................................. 128 8.2.2 Emplaçament d’aquest tipus d’aparells ............................................................... 128 8.2.3 Unitats construïdes ............................................................................................. 128 8.2.4 Promotor ............................................................................................................ 128 8.2.5 Tècnic redactor de l'Estudi Bàsic de Seguretat i Salut.......................................... 128

8.3 COMPLIMENT DEL R.D. 208/2005 DE 25 DE FEBRER SOBRE APARELLS ELÈCTRICS I ELECTRÒNICS I LA GESTIÓ DELS SEUS RESIDUS I R.D. 1890/2000, DE 20 DE NOVEMBRE SOBRE EL PROCEDIMENT PER A L’EVALUACIÓ DE CONFORMITAT DELS APARELLS DE TELECOMUNICACIONS. .................................................................................................. 128

8.3.1 Introducció. ........................................................................................................ 128 8.3.2 Principis Generals Aplicable durant l’execució del projecte. ............................... 129 8.3.3 Identificació dels Riscos...................................................................................... 130 8.3.4 Mesures de Prevenció i Protecció........................................................................ 131 8.3.5 Primers Auxilis. .................................................................................................. 132 8.3.6 Símbol per a marcar aparells elèctrics o electrònics............................................ 132


4

9 ANNEXES. .......................................................................................................................... 135 9.1 ÍNDEX DELS ANNEXES................................................................................................... 136

9.1.1 Datasheets dels components. ............................................................................... 136 9.1.2 Datasheets Placa 1 i 2: MCHBOARD1. Placa Principal i LEDSMONI.

Monotorització de bus amb leds: DIODES. ...............¡Error! Marcador no definido. 9.1.3 Datasheets Placa 3:TENSIONS D’ALIMENTACIÓ.. .¡Error! Marcador no definido. 9.1.4 Datasheets Placa 4:COMUNICACIONS RS232........¡Error! Marcador no definido. 9.1.5 Datasheets Placa 5: PLACA POTÈNCIA.:Relés . .....¡Error! Marcador no definido. 9.1.6 Datasheets Placa 6: Pantalla LCD 16 X 2. ...............¡Error! Marcador no definido. 9.1.7 Datasheets Placa 7: Placa SENSORS: Sensor de Temperatura LM35, Humitat

SHT11 i regulador de tensió programable: LM336. ...¡Error! Marcador no definido.


2 Memòria Descriptiva.



DATA: Abril / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Memoria Descriptiva.

6

Índex memòria descriptiva

2 MEMÒRIA DESCRIPTIVA. ................................................................................................. 5 ÍNDEX MEMÒRIA DESCRIPTIVA ...................................................................................................... 6 2.1 OBJECTE. ......................................................................................................................... 7 2.2 ABAST: ............................................................................................................................ 7 2.3 ANTECEDENTS. ................................................................................................................. 7

2.3.1 Generalitats de les incubadores.[1] ........................................................................ 7 2.3.2 Consideracions fisiològiques................................................................................... 8 2.3.3 Maneig terapèutic. .................................................................................................. 9 2.3.4 Incubadores. ........................................................................................................... 9

2.4 NORMES I REFERÈNCIES TÈCNIQUES................................................................................. 16 2.4.1 Compliment de les Normes UNE, IEC o EN i de la Reglamentació......................... 16 2.4.2 Característiques Tècniques de l’equip. .................................................................. 16 2.4.3 Referències. .......................................................................................................... 17 2.4.4 Bibliografia. ......................................................................................................... 19 2.4.5 Programes de càlcul. ............................................................................................ 19 2.4.6 Pla de gestió de la qualitat aplicat durant la redacció del projecte. ....................... 20

2.5 DEFINICIONS I ABREVIATURES.......................................................................................... 20 2.6 REQUISITS DE DISSENY.................................................................................................... 21 2.7 ANÀLISI DE SOLUCIONS. .................................................................................................. 21

2.7.1 Algunes families de microcontroladors:................................................................. 22 2.7.2 Primera opció el MC68HC11 de Motorola. ........................................................... 23 2.7.3 Segona opció el PIC18F676 de Microchip................................................................. 26

2.8 RESULTATS FINALS.......................................................................................................... 32 2.9 PLANIFICACIÓ. ............................................................................................................... 34 2.10 MILLORES. ..................................................................................................................... 35


7

2.1 Objecte.

Aquest projecte té com a finalitat el disseny d’una incubadora estàndard per els controls de la temperatura corporal, temperatura i humitat ambiental de nens prematurs neonats en una unitat de pediatria d’un hospital qualsevol. S’utilitzaran diferents disciplines con l’Electrònica, Informàtica i Telecomunicacions, tanmateix el sistema físic es realitzarà mitjançant un microcontrolador (en aquest apartat s’utilitzarà un microcontrolador marca PIC).

Per tot això, es dissenyarà un sistema de control mitjançant un microcontrolador, i un conjunt de plaques que interrelacionaràn entre elles a més d’una sèrie de senyals analògiques que podrien ésser trasmeses a un PC, on podrien ésser mostrades amb un aplicatiu. I els meus objectius seran:

1. Estudiar els sistemes de regulació de la temperatura corporal i instrumentació utilitzats en “electromedicina” (Maneig de les incubadores), els aparells i les seves connexions a nivell de xarxes de control i de comunicació.

2. Justificar la utilització de els components para la implementació del sistema i possibles soluciones.

3. Justificar la utilització de un determinat microcontrolador, coneixent diferències entre aquestos i tenint molt en compta els recursos disponibles i el objectiu final del projecte.

4. Disseny de la placa de control mitjançant un microcontrolador.

4. Disseny de les diferents plaques de comunicació amb la placa de control.

5. Disseny de la placa de potencia amb els relés per les maniobres de control.

6. Rutines de programació del microcontrolador de la placa de control.

2.2 Abast:

Aquest projecte té com a àmbit d’aplicació qualsevol centre de serveis sanitaris on hi hagi servei de neonatología i/o pediatria, i sigui necessari l’ús d’incubadores. També, fent-li al disseny les oportunes modificacions, podria tenir aplicació i seria útil el seu us en granges d’animals i/o plantes.

2.3 Antecedents.

2.3.1 Generalitats de les incubadores.[1]

Durant els darrers anys l’ús d’incubadores en sales de recent nascuts s’ha vist incrementat, principalment degut a que els seus ambients tèrmics són mes adequats a la quantitat de calor requerida per el nen, especialment p e r a aquells que són prematurs, aconseguint una supervivència major.

El recent nascut té característiques que el fan diferent al nen major o a l’adult, al no ser capaç de tolerar e ls mateixos límits de temperatura que e ls majors. La facilitat de refredament que exhibeixen els neonats i en especial els prematurs ha sigut una preocupació constant dels especialistes en aquesta matèria. El recent nascut te capacitat limitada per a defensar-se no sols dels ambients freds si no també de els ambients càlids.


8

Els nens que són protegits contra les excessives pèrdues de calor milloren les seves possibilitats de sobreviure en un percentatge important.

Es defineix la termorregulació com la capacitat de regular l’energia calòrica del cos. En les persones adultes aquesta és assolida per activitat muscular. Els recent nascuts de terme tenen una forta de producció de calor en la greix terrosa. En el cas dels prematurs e immadurs, que presenten un descens en la greix subcutània i menor capacitat de aïllament a mes de presentar una superfície corporal major en relació a el seu pes i disminució de greix terrosa, la termorregulació no és assolida.

2.3.2 Consideracions fisiològiques.

L’individu produeix calor de dos formes essencialment:

1) Per exercici.

2) Per moviments involuntaris.

El recent nascut té molt limitada la seva capacitat de produir calor mitjançant l’activitat muscular per la qual cosa sols li quedarà la capacitat de fer-lo per mig del metabolisme de les cèl·lules de la greix terrosa.

El calor com una forma de energia tendeix a igualar-se de tal manera que quan existeix un gradient tèrmic el calor se transmetrà a els objectes mes freds. Les formes de perdre calor son quatre i se descriuen a continuació:

1) Conducció: Es la transmissió de energia tèrmica entre dos cossos que se troben en contacte i està en relació a la magnitud de la superfície en contacte, la diferencia de temperatura i el coeficient de conducció.

2) Convecció: Equival a la conducció en moviment i això és aplicable per els gasos i líquid. El intercanvi estarà acord tant a la diferencia de temperatures com al mida dels objectes, així com a la velocitat del fluid.

3) Radiació: Es la transmissió de calor a distancia per mitjà de raigs infrarojos, en on la magnitud de els cossos, la superfície exposada i la distància juguen un paper important en el fenomen, al mateix temps que emeten o reflecteixen calor.

4) Evaporació: És un mecanisme pel qual és perd energia a raó de 0.58 cal. por gram evaporada.

En la figura 1 se mostra un diagrama con les quantitats para cada tipus de pèrdua de calor del nen quan se troba en un ambient tèrmic neutral (temperatura de 34ºC) i en una incubadora amb una paret (temperatura de 34ºC en una habitació a 21ºC):


9

Figura 1. Pèrdua de calor d’un nen de quatre dies d’ edat amb 1.5 Kg de pes i temperatura de 37ºC en un ambient sense corrent d’aire i amb humitat moderada (Font: www.tecnomedical.com). [2]

2.3.3 Maneig terapèutic.

L’objectiu primordial és mantenir al recent nascut en un ambient tèrmic neutral a on consum menys energia i la seva temperatura es mantingui entre els 36.7ºC i els 37.3ºC.

Mesures preventives:

El balanç tèrmic està determinat por la quantitat de calor que es perd des del cos al medi ambient i el calor provenint de les fonts externes. Para aconseguir això és realitzen dos procediments:

1) Bloquejar els camins de pèrdua de calor.

2) Assegurar les fonts de subministre de calor.

El primer pas consisteix en ajustar de una manera adequada en les sales de naixement i cures neonatals la temperatura i la humitat de les mateixes, les quals estaran de acord amb les recomanacions internacionals: entre els 22ºC a els 26ºC con una humitat relativa de a l’entorn del 60%.

2.3.4 Incubadores.

Des de el segle XVIII s’han efectuat intents per a preservar la calor en els nens recent nascuts. A mitjans del segle XX es va demostrà que la permanència en incubadores augmenta la sobrevida en els neonats prematurs i de baix pes.

La incubadora mes coneguda es la de paret senzilla amb un sistema de l’escalfament d’aire que manté la temperatura corporal principalment per convecció. Hi ha tres factors que intervenen per que es mantingui una zona de termoneutralitat:

1) Patrons de velocitat de l’aire.

2) Humitat.

3) Superfícies en les quals s’intercanvia calor per Radiació.


10

Un disseny important és el servocontrol de les incubadores el q ual manté el calor del neonat en els rangs seleccionats m i t j a n ç a n t un mecanisme electrònic, que rep les mesures de temperatura de la pell del nen. En un principi aquests dissenys es basaven en un mecanisme d’encesa i aturada de les fonts de calor en relació a una temperatura de la pell predeterminada. Això ocasionava grans oscil·lacions en la temperatura del aire que repercutien en múltiples problemes per els pacients, la qual cosa es va solucionar al manejar un sistema d’encesa i aturada proporcional, basat en una franja de control de temperatura cutània. La majoria de les incubadores tenen sistemes de humidificació que li permeten arribar fins el 95% de humitat relativa. El increment d’aquesta humitat redueixen les pèrdues de calor per evaporació.

A l’actualitat la majoria dels fabricants d’incubadores inclouen en el seu model una doble paret que agrega una superfície sense altra funció que la de interposar altra barrera que pugui evitar les pèrdues per radiació utilitzant una paret amb un gradïent de temperatura menor.

Entre els dissenys mes recents existeix aquell en el que se fa passar la columna de aire entre les dos parets escalfant d’una manera activa la segona paret i permeten que les radiacions tèrmiques fluïen ara al cos del petit; el sobrant de aquest aire calent surt mig d’uns orificis fins on es troba el nen escalfant l’espai i permeten l’intercanvi de CO2. Les incubadores de doble paret proporcionen una temperatura de operació i de la paret major que les de simple paret.

2.3.4.1 Incubadores del mercat actual.

A continuació es presentaran alguns dels models que s’ofereixen en el mercat junt amb les seves principals característiques. Finalment es compararan els models destacant les característiques principals de cada un.

1) Modelo MJ2001 (Tecnomedical SA, Argentina)

Característiques:

a) Sistema de mesura i control de temperatura.

b) Control de ventilació forçada.

c) Sistema de mesura de temperatura neonatal.

d) Sistema de mesura de humitat relativa, control de humidificació per calefacció i condensació.


11

Figura 2. Incubadora MJ2001 producida por Tecnomedical SA Argentina

(Font: www.tecnomedical.com).

La circulació d’aire es produeix entre les dues cúpules, com es mostra en la figura a continuació. Això permet l’escalfament i l’aïllació total a mes d’evitar pèrdua de calor per convecció e irradiació. El sistema d’escalfament é s con aire, sense vent, lo que li dona al habitàcul humitat estèril i la pressió atmosfèrica adequada.

Figura 3. Diagrama del sistema d’escalfament, on l’aire passa entre dos cúpules evitan la pèrdua de calor per convecció e irradiació (Font: www.tecnomedical.com).

Respecte al mecanisme de servocontrol es presentaven les següents característiques:

a) Protecció de sobre temperatura per interruptor termo-sensible.

b) Indicadors numèrics de temperatura neonatal, temperatura de recinte i humitat.

c) Tecles de programació manual de temperatures i humitats desitjades.

d) Polsadors d’increment i decrement.

e) Polsadors de mode de programació.

f) Inductor lluminós/acústic d’alarma per fallida del sistema.

g) Comandaments de monitoreig a distancia.

h) Alarma de software por fallida dels sensors de temperatura, calefactors i humificadors.


12

i) Sistema de mesura de pes (opcional).

Altres característiques a destacar són les següents:

a) Al treballar amb e l nen fora de la incubadora es manté la temperatura dins i sobre el habitàcul.

b) Sistema de ménsula que facilita la movilitat lateral i giro a 360º sobre si mateixa.

c) No hi ha pèrdua de calor per convecció.

d) Maneig a distancia controlada per mitjà d’una PC.

e) Lleugera per el transport.

f) Utilitzada amb taula d’operacions, amb sistema d’escalfament permanent durant l’acte quirúrgic.

g) Fàcil manteniment i neteja.

h) Està dotada amb un port sèrie, la qual cosa permet la comunicació amb una computadora formant una xarxa que permet connectar de 1 a 50 equips.

2) Modelo Care Plus 1000 (Ohmeda medical, EEUU)

Figura 4. Incubadora Care Plus 1000 producida por Ohmeda Medical EEUU

(Font:www.ohmedamedical.com).[3]

Característiques:

a) Paret simple.

b) Sistema de humidificació, amb o sense cabina mòbil.

c) Termorregulació accessible.

d) Moviment que permet girar la incubadora 10º de ambdós extrems.


13

e) Fàcil accés al recent nascut.

f) Tub de ingrés d’oxigen.

Respecte al sistema de servocontrol es poden destacar:

a) El control se realitza mitjançant un microprocessador que permet ajustar la temperatura desitjada.

b) Display a m b les dades del pacient, aire i alarmes de control de temperatura.

3) Modelo Care Plus 4000 (Ohmeda medical, EEUU)

Característiques:

a) Doble paret.

b) Humidificador Standard que permeti nivells ajustables des de el 10% al 75% de RH depenen de les condicions ambientals.

c) Balança opcional que permet p r e n d r e el pes del nen sense que sigui mogut.

d) Entrada d’aire calent a 10º que minimitza la caiguda de temperatura durant l’obertura

e) Control de temperatura tant de l’aire com de les parets.

f) Moviment vertical de la incubadora.

g) Ajust de inclinació de 0º a 12º.

h) Sistema de riel que permet la col·locació d’elements auxiliars com tubs o cables per controlar les condicions del recent nascut.

i) Accés lateral que permet un fàcil accés al nen i neteja.

Figura 5. Incubadora Care Plus 4000 producida por Ohmeda Medical EEUU

(Font: www.ohmedamedical.com).

El mecanisme de servocontrol consisteix en: a) Un microprocessador de control avançat que permeti un control total de la temperatura i un diagnòstic continuo. b) Un


14

controlador de humitat per a variar la mateixa entre un 40% i un 85% de RH independentment de les condicions ambientals.

c) Display amb les dades del pacient, aire i alarmes de control de temperatura.

4) Modelo Isolette C-2000 (AxMediTec, Polonia)

Figura 6. Incubadora Isolette C-2000 producida por AxMediTec Polonia

(Font : www.alltechmedical.com).[4]

Característiques:

a) Proveeix d’un ambient tèrmic neutral clau pel desenvolupament de nens prematurs.

b) Paret simple.

c) Monitor que recopila informació, la processa i emmagatzema.

d) Fàcil accés al recent nascut ja sigui per una o dos persones simultàniament.

e) Corrent d’aire bidireccional que evita pèrdues excessives de calor por Radiació. A mes redueix notablement fluctuacions de temperatura a l’o brir la incubadora.

f) Possibilitat de monitorejar dos nens a la vegada. Això es molt emprat en el cas de naixement de bessons.

Per el mecanisme de servocontrol s’utilitzen:

a) Sistema de sensat que rep dades de sensors i adquireix temperatura de l’aire, temperatura de la pell, oxigen, humitat i peso del pacient. A mes posseeix un sistema de alarma.

b) Microprocessador que c o n trola e ls paràmetres de la incubadora. Regula processos i guarda dades de temperatura, humitat i nivells de oxigen. La informació é s mostrada en forma gràfica cada 2, 4 ,8 ,16 i 24 hores. El pes del nen pot ésser monitorejat fins per 7 dies.

En la figura 7 es poden observar un resum comparant les característiques de cada un de els models de Incubadores anteriorment descrits.


15

Model Paret Mesura de Pes

MJ2001 (Tecnomedical)

Doble Opcional

CarePlus1000 (Ohmeda medical)

Simple No

CarePlus4000 (Ohmeda medical)

Doble Opcional

Issolette C-2000 (AxMeditec)

Simple Si

Alarma (tipus de fallides) Preu ($)

Sensors de temperatura. Sistema. Humidificador. Calefacció.

Control de temperatura

6.200 – 6.235

Control de temperatura (aire i parets)

Control de temperatura (aire i pell). Oxigen i Humitat

9,740-14,275

Pèrdua de calor evitada Adquisició de dades

Convecció PC

Convecció Displai

Convecció Displai

Radiació Displai

Figura 7. Taula comparativa.

2.3.4.2 Conclusions.

Les incubadores actuals han de tenir la capacitat de escalfar al neonat de preferència per mig de sistemes de servocontrol modern que impedeixi les oscil·lacions tèrmiques de la màquina i, per tant, del nen.

Deuen a més, comptar amb els sistemes de alarmes d’excessiu i baix e s calfament de l’aparell i del nen així com del refredament, detecció de fallides d’energia i de funcionament, capacitat de poder proporcionar la humitat desitjada i la possibilitat de efectuar fàcil neteja tant dels accessoris com de totes les parts de l’aparell.

a) Tipus de paret (simple o doble): Les incubadores de doble paret proporcionen una temperatura de operació i de la paret major que las de simple paret.


16

b) Alarma: Es requereix d’un sistema d’alarma per a controlar certs paràmetres del nen, principalment la temperatura a la que estigui essent sotmès, ja que una temperatura excessivament alta o baixa pugui causar-li seriosos danys.

c) Fàcil accés: És molt important poder tenir un fàcil accés al recent nascut quan es troba dintre de la incubadora, evitant pèrdues de calor quan se’l tracta.

d) Informació sobre les condicions del nen: Molts dels models del mercat actual permeten l’adquisició de dades de certs paràmetres del recent nascut, com e l seu pes, temperatura, nivells d’oxigen i humitat que permeten un monitoreig continuo del pacient.

e) Preu: El preu dels diferents fabricants varia molt, essencialment degut a les diferents funcions que posseeix cada incubadora.

Considerant els punts abans mencionats, es pot realitzar una bona elecció del tipus d’incubadora segons els requeriments i recursos estipulats prèviament.

2.3.4.3 Solució adoptada.

A l’estudi de camp realitzat a l’Hospital Universitari Joan XXIII de Tarragona, hem pogut veure que els models actuals d’incubadores més utilitzats són bàsicament: Air-Shields C500 QTTM XL i C550 QTTM XL. Ambdós models utilitzen dins de la placa mare el microcontrolador MC68HC11 de Motorola Semiconductors[5], i el dispositiu lògic programable GAL22V10 principalment, així com altres integrats.

En el nostre cas, i per motius com: cost (més barat) i implementació més fàcil i eines de software, així com característiques idònies, utilitzarem el PIC16F786 de Microchip[6].

2.4 Normes i Referències Tècniques.

2.4.1 Compliment de les Normes UNE, IEC o EN i de la Reglamentació.

L’Equip haurà de portar el marcat CE, complir la legislació vigent en els seus aspectes de fabricació i d’exigències de seguretat i de protecció, e ls R.R.D.D. 65/1994, 1231/1983, 2395/1986, 1891/1991, las Instruccions M.I.E. BT 025 y BT 026, las Normes UNE 20-613-83 o EN 60-601.1, UNE 20 615, en especial para equips Electromèdics el R.D. 414/1996 que regula los productes sanitaris.

2.4.2 Característiques Tècniques de l’equip.

− UNE 1 5 7-001-2002.- Criteris generals per a l’elaboració de projectes.

− UNE 20-550-79.- Classificació dels aparells elèctrics i electrònics en e l que e s refereix a la protecció contra els xocs elèctrics.

− UNE 20-572-80.- Efecte del corrent elèctric al passar por el cos humà.

− UNE 20-600-77.- Documentació a subministrar amb els aparells de mesura electrònics.

− UNE 20-611-79.- Aspectes bàsics del concepte de seguretat de l’equipo elèctric utilitzat a la practica mèdica.

− EN 60-601-1.- Equips Electromèdics. Requisits generals per a la seguretat.(Anul·la i substitueix a la UNE 20-613-83. Part 1: Requisits generals.).


17

− UNE 20-613-92 (2-10).- Equips Electromèdics. Requisits particulars de seguretat per a estimuladors nerviosos i musculars.

− UNE 20-613-93 (2-12).- Equips Electromèdics. Prescripcions particulars de seguretat per als ventiladors pulmonars per us mèdic.

− UNE 20-615-78.- Sistemes amb transformador de aïllament per us mèdic i e l s seus dispositius de control i protecció.

− UNE 20-615-80 1er.Complemento.- Sistemes amb transformador de aïllament para uso mèdic i els seus dispositius de control i protecció. Especificacions particulars de assaig.

− UNE 20-615-85 2ºComplemento.- Sistema amb transformador de aïllament per us mèdic, i el seu dispositiu de control i protecció.

− UNE 20-654-92 Parte 1.- Guia de manteniment d’equips. Introducció, exigències i programa de manteniment.

− UNE 20-901 95.- Seguretat d’aparells electromèdics per a la seva utilització per personal administratiu, mèdic i de infermeria.

− UNE 66-001-88.- Qualitat. Vocabulari.

− UNE 110-008.- Humidificadors.

− UNE-EN 60335-1.- Seguretat dels aparells electrodomèstics i anàlegs. Condicions generals.

− UNE-EN 60335-2-24.- Seguretat de los aparells electrodomèstics i anàlegs. Requisits particulars per als frigorífics, congeladors i fabricadors de gel.

− EN 475.- Productes sanitaris. Senyals d’alarma generades elèctricament.

− R.D. 1231/1983.- Normes tècniques de los aparells Electromèdics per monitorització de la vigilància intensiva de pacients.

− R.D. 414/1996.- De 1 de Març pel que es regulen els Productes Sanitaris.

2.4.3 Referències.

[1] Manuel M. Aceves Gómez “Control de la temperatura corporal en el recién nacido” Página Web http://www.arroba-ingenieria.com.mx/

[2] Página Web http://www.tecnomedical.com/

[3] Página Web http://www.ohmedamedical.com/

[4] Página Web http://www.all-techmedical.com/contactos_map.htm/

[5] Página Web www.motorola.com/

[6] Página Web http://www.microchip.com/


18

[7] Página Web http://www.marcombo.com/

[8] Página Web http://www.paraninfo.es/

[9] Página Web http://www.prentice-hall.es/

[10] Página Web http://www.thomsonparaninfo.com/

[11] Página Web http://www.mcgraw-hill.es/

[12] Página Web http: //www.microsoft.com/

[13] Página Web http://www.orcad.com/

[14] Página Web http://www.ic-prog.com/

[15] Página Web http://tinyurl.com/zdkj/

[16] Página Web http://www.eiba.org/

[17] Página Web http://www.konnex.org/

[18] Página Web http://www.ehsa.com/

[19] Página Web http://www.plcforum.org/

[20] Xavier Hesselbach Serra i Jordi Altés Bosch; Análisis de redes i sistemas de comunicaciones; Edicions UPC; 2002.

[21] AN1714 APLICATION NOTE, STMicroelectronics GROUP OF COMPANIES.

[22] UNE-EN 50065-1 Transmisión de señales por la red eléctrica de baja tensión en la banda de frecuencias de 3 kHz a 148.5 KHz.

[23] Página Web http://www.ds2.es/home/index_total.php

[24] Página Web http://www.tecnocom.es/

[25] Página Web http://www.siemens.es/ [26] José Luís Pelegrí Santamaría i José Antonio Barrado Rodrigo; Control de la Iluminación de una Vivienda Mediante la Red Eléctrica i un PC; proiecto de la ETSE; 2003.

[27] Página Web www.agilent.com/semiconductors/


19

[28] Página Web www.motorola.com/

[29] Página Web www.microchip.com/

[30] Página Web www.fairchildsemi.com/

[31] Página Web www.st.com/

[32] Página Web www.pujolmuntala.es/

[33] Página Web www.somfi.com/com/index.cfm/

2.4.4 Bibliografia.

[1] Ángel Bueno Martín i Ana I. De Soto Gorroño ; “Dessarrollo y construcción de prototipos electrónicos. (Tutoriales OrCAD 10 y LPKFS)”; Editorial Marcombo S.A [7].(681.02 Buc).

[2] Antonio Serna Ruiz i José Vicente García Gil; “Dessarrollo y construcción de prototipos electrónicos” ; Editorial Paraninfo [8]. (681.02.Ser).

[3] Roy W. Goody; “OrCAD Pspice para Windows, 3ª Edición”; Editorial Prentice Hall [9].

[4] José Mª Angulo i Susana Romero i Ignacio Angulo; “Diseño práctico con microcontroladores”; Editorial Thomson 2004 [10]. (004.30.144.Ang).

[5] José Mª Angulo i Susana Romero i Ignacio Angulo; “Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones. Ssegunda parte ”; Editorial Mc Graw Hill [11] (004.30.144.Ang).

[6] e. Martín Cuenca i J.M. Angulo Usategui i I.Angulo Martínez.; “Microcontroladores PIC. La solución en un CHIP”; Editorial Paraninfo.

[7] Antoni Mánuel Lázaro i Joaquín del Río Fernández;”LabVieW 7.1. Programación Gráfica para el Control de Instrumentación”; Editorial Thomson 2004 (621.3.049.Man).

[8] Canto Enric; Apunts de la asignatura de microcontroladors; Universitat Rovira i Virgili.

2.4.5 Programes de càlcul.

Els programari del projecte és molt divers, i segons la part del mateix s’han utilitzat diferents programes.

• Microsoft Word i Excel i Access [12].

• OrCAD [13]

• LabVieW

• Icprog [14]


20

• Mplab(microchip) [15]

2.4.6 Pla de gestió de la qualitat aplicat durant la redacció del projecte.

El present projecte està redactar segons la norma UNE 157001 – febrer 2002- Títol: Criteris generals per la elaboració de projectes.

També s’han consultat les següents normes:

• UNE 1026, UNE 1027 e ISO 5457 – Dibuixos tècnics. Plegat de plànols.

• UNE 1032, UNE 1035 e ISO 7200 – Dibuixos tècnics. Principis generals de representació i quadre de rotulació

• UNE 1023 e ISO 5455, UNE 1039 – Dibuixos tècnics. Escales i acotació.

2.5 Definicions i abreviatures. [1] C.I.: El Circuit Integrat és una pastilla o xip molt prima a la que s’hi troben milers o milions de

dispositius electrònics interconnectats, principalment diodes i transistors, i també components passius com resistència o capacitors. La seva ària pot ser de cm2 o fins i tot inferior.

[2] Controlador: Dispositiu emprat per al control automàtic d'un conjunt de processos. Controlador digital: Controlador amb lògica de control digital .

[3] Convecció: És el fenomen de traspàs de calor d’un material sòlid a un altre gasós quan el gasós passa a certa velocitat tocant el material sòlid. És el responsable que l'aire al voltant del dissipador es calenta, baixant la temperatura del dissipador. Quant major sigui l’ àrea de contacti entre els dues materials (gasós i sòlid) major serà aquest intercanvi. CPU: La unitat central de procés (CPU) o simplement processador. És el component en un computador digital que interpreta les instruccions processa els dades continguts en els programes de computat

[4] E/S: Un perifèric és un dispositiu de suport físic a una computadora, que li permet interactuar amb l'exterior per mitjà de l'entrada, sortida i l'emmagatzematge de dades així com la comunicació entre ordinadors. El terme sol aplicar-se als dispositius que no formen part indispensable d'una computadora (com ho són cpu i memòria) i que són, en certa forma, opcionals.

[5] EPROM: EPROM són les sigles de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM borrable programable). És un tipus de xip de memòria ROM inventat per l'enginyer Dov Frohman que reté les dades quan la font d'energia s'apaga. En altres paraules, és no volàtil. Està formada per cel·les de FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metall-Oxide Semiconductor) o transistors de porta flotant. Cadascun d'ells ve de fàbrica sense càrrega, pel que és llegit com un 1 (per això una EPROM sense gravar es llegix com FF en totes les seves cel·les). Es programen mitjançant un dispositiu electrònic que proporciona voltatges superiors als normalment utilitzats en els circuits electrònics. Les cel·les que reben càrrega es llegixen llavors com un 0. Una vegada programada, una EPROM es pot esborrar solament mitjançant exposició a una forta llum ultraviolada. Això és degut al fet que els fotons de la llum exciten als electrons de les cel·les provocant que es descarreguin. Les EPROMs es reconeixen fàcilment per una finestra transparent en la part alta de l'encapsulat, a través de la qual es pot veure el xip de silici i que admet la llum ultraviolada durant l'esborrat.

[6] Microcontrolador: Un microcontrolador (MCU) és un circuit integrat que incorpora una unitat central de procés (CPU) i una sèrie de recursos interns. La CPU permet que el microcontrolador pugui executar instruccions emmagatzemades en una memòria. Els recursos interns són memòria RAM, memòria ROM, memòria EEPROM, port sèrie, ports d'entrada/sortida, temporitzadors, comparadores, capturadores... Es pot dir que és una evolució del microprocessador, a l'afegir-li a aquest últim les funcions que abans era necessari situar externament amb altres circuits. L'exemple típic aquesta en els ports d'entrada/sortida i en la memòria RAM, en els sistemes amb microprocessadors és necessari desenvolupar una lògica de control i uns circuits per a implementar les funcions anteriors, amb un microcontrolador no fa mancada perquè ho duu tot incorporat, a més en el cas d'haver d'ampliar el sistema ja oferix recursos que faciliten això. En resum, un microcontrolador és un circuit integrat independent, que no necessita memòria ni ports externs doncs els duu en el seu interior, que facilita la tasca de disseny i reduïx l'espai, traduint-se tot a una aplicació final més econòmica i fiable.


21

[7] PINOUT: El és un terme anglosaxó que, en traducció lliure, significa patillatge, o més concretament assignació del patillatge. Té el seu us en electrónica per determinar la funció de cada

[8] RISC: En arquitectura computacional, RISC de l'anglès Reduced Instruction Set Computer (Computadora amb Conjunt d'Instruccions Reduït). Tipus de microprocessadors amb les següents característiques fonamentals: Instruccions de grandària fixa i presentades en un reduït nombre de formats. Només les instruccions de càrrega i emmagatzematge accedeixen a la memòria per dades.

[9] ROM: ROM és l'acrònim de Read-Only Memory (memòria de només lectura). És una memòria de semiconductor no destructible, és a dir, que no es pot escriure sobre ella, i que conserva intacta la informació emmagatzemada, fins i tot en el cas d'interrupció de corrent (memòria no volàtil). La ROM sol emmagatzemar la configuració del sistema o el programa d'arrencada de l'ordinador.

[10] Termorregulació: És la capacitat de regular l’energia calòrica del cos. [11] UART: UART són les sigles de "Universal Asynchronous Receiver-Transmitter" (en català,

"Transmissor-Receptor Asíncron Universal"). Es tracta d'un component que utilitzen certs sistemes digitals basats en microprocessador, per a convertir les dades en paral·lel, com els mana la CPU, en sèrie, amb la finalitat de comunicar-se amb altre sistema extern. També realitza el procés contrari, això és, converteix les dades sèrie, rebuts d'un sistema extern, en paral·lel per a ser processats per la CPU.

2.6 Requisits de disseny.

Per aquest projecte necessitarem un microcontrolador que ens control·li:

Entrades:

a) Dos sensors de temperatura: un per la temperatura ambient i l’altre per la corporal.

b) Un sensor d’humitat: Humitat relativa real mesurada.

Sortides:

a) Alarma: Es requereix d’un sistema d’alarma per a controlar certs paràmetres del nen, principalment la temperatura a la que estigui essent sotmès, ja que una temperatura excessivament alta o baixa pugui causar-li seriosos danys. Així doncs tindrent 4 possibles:

• Temperatura de l’aire: masa alta / baixa.

• Sonda neonat: alta / baixa / desconnectada.

• Fallida ventilador.

• Fallida llàmpara (escalfador).

b) Llàmpara per escalfar l’hàbitat.

c) Ventilador per refredar l’hàbitat.

c) Informació sobre les condicions del nen: Molts dels models del mercat actual permeten l’adquisició de dades de certs paràmetres del recent nascut, com e l seu pes, temperatura, nivells d’oxigen i humitat que permeten un monitoreig continuo del pacient. Opcional.

2.7 Anàlisi de solucions.

Hi ha molts fabricants de microcontroladors, els principals són ST Microelectronics, Texas Instruments, Infineon Technologies, Intel Corp, Royal Philips Electronics, Analog Devices, National Semiconductors, Motorola Semiconductors, Toshiba, Microchip, NEC Corp., Mitsubishi, Hitachi Corp i Atmel Corporation. Tots tenen les seves ventatges i inconvenients, i s’han de valorar factors molt diferents des de


22

prestacions, relació qualitat/preu, disponibilitat comercial i tipus d’eines disponibles com sofware, targetes entrenadores, etc.…

2.7.1 Algunes families de microcontroladors:

2.7.1.1 Intel 8051/8052

• CISC 8-bits

• Desenvolupada per Intel

• La més extendida

• Moltes variants (IP)

• Variants RISC i 16 bits

• Diferents fabricants

2.7.1.2 Microchip PIC

• RISC 8-bits

• Molt extendida

• Bona prestaci/preu

2.7.1.3 Motorola 68HC05 /HC08/HC11

• RISC 8-bits

2.7.1.4 SGS-Thomson ST62X/ST7

• 8-bits

2.7.1.5 Atmel AVR

• RISC 8-bits

2.7.1.6 Zilog Z80

• CISC 8-bits

2.7.1.7 TI (Texas Instruments) TMS370

• 8-bits SGS-Thomson ST10

• RISC 16-bits

2.7.1.8 ARM

• RISC 32-bits

• Disponible en IP para soluciones ‘embedded’


23

2.7.1.9 Intel EX

• CISC 16, 32-bits

• Basados en µP para PC

• Permet utilitzar Sw per a PC

2.7.1.10 Philips XA

• eXtended Architecture de la 8051

• 16 bits Motorola 683XX

• 16/32, 32-bits

• Basat en 68000

Per controlar l’incubadora d’aquest projecte hem reduït a dos els possible microcontroladors.

2.7.2 Primera opció el MC68HC11 de Motorola.

Motorola descriu al 68HC11 com un microcontrolador de 8- bits fabricat con tecnologia HCMOS, amb una freqüència de bus de 2 Mhz i amb una amplia llista de recursos interns. És capaç d’executar totes les instruccions del M6800 y M6801 i 91 més que se l’ha incorporat.

A la figura8 (següent) es mostren els models més importants que composen la familia. La principal diferència entre ells és en la quantitat de RAM, ROM, EPROM i EEPROM.

Figura 8. La familia MC68HC11 de Motorola.


24

A l’estudi de camp realitzat a l’Hospital Universitari Joan XXIII de Tarragona, hem pogut veure que els models actuals d’incubadores més utilitzats són bàsicament: Air-Shields C500 QTTM XL i C550 QTTM XL (figura 9). Ambdós models utilitzen dins de la placa mare el microcontrolador MC68HC11F11 de Motorola Semiconductors.

Figura 9. Main board de l’incubadora Air-Shields C550 i C500

Figura 10. Esquema de l’incubadora Air-Shields C550 i C500


25

Figura 11. Interconnexió d’elements de l’incubadora Air-Shields C550 i C500

Los recursos interns disponibles en el modelo F11 son:

• 1024 bytes de memòria RAM

• 5 ports de 8 bits, con pines d’entrada, sortida i d’entrada/sortida

• Conversor analógico- digital de 8 canals i 8 bits de resolució.

• Una UART per a comunicacions serie asíncronas (SCI)

• Un módulo de comunicacions serie síncrones (SPI)

• 5 comparadors amb sortida hardware

• 3 capturadores de entrada

• Un acumulador de pulsos externs de 8 bits

• Temporitzador principal de 16 bits

• Interrupcions en temps real

• 2 entradas d’interrupcions externes

• Software en EEPROM per a carregar un programa extern a la RAM interna

Molts dels recursos no són accesibles simultáneament. Per exemple, si es vol utilizar memoria externa els ports B i C s’han d’utilizar com bus de dades i adreces. Es per això que el 68HC11 sol utilizar-se sense memòria externa, en cas de necessitar major memòria és sol recorre a models de la família que incorporen un major tamany.


26

2.7.3 Segona opció el PIC18F676 de Microchip.

Aquesta gran multinacional fabricant de microcontroladores ha estat molt important en la estandarització dels microcontroladores, actualment ha conquerit el segon lloc en el ranking mundial de fabricants de microcontroladors de 8 bits.

Els 'PIC' són una família de microcontroladors tipus RISC fabricats per Microxip Technology Inc. i derivats del PIC1650, originalment desenvolupat per la divisió de microelectrònica de General Instruments. El nom actual no és un acrònim. En realitat, el nom complet és PICmicro, encara que generalment s'utilitza menjo Peripheral Interface Controller (Controlador d'Interfície Perifèric).

El PIC original es va dissenyar per a ser usat amb la nova UCP de 16 bits CP16000. Sent en general una bona UCP, aquesta tenia dolentes prestacions d'I/S, i el PIC de 8 bits es va desenvolupar en 1975 per a millorar el rendiment del sistema llevant pes d'I/S a la UCP. El PIC utilitzava microcodi simple emmagatzemat en ROM per a realitzar aquestes tasques; i encara que el terme no s'usava per aquell temps, es tracta d'un disseny RISC que executa una instrucció cada 4 cicles de l'oscil·lador. En 1985, aquesta divisió de microelectrònica de General Instruments es va convertir en una filial i el nou propietari va cancel·lar gairebé tots els desenvolupaments, que per a aquestes dates la majoria estaven obsolets. El PIC, no obstant això, es va millorar amb EPROM per a aconseguir un controlador de canal programable. Avui dia multitud de PICs vénen amb diversos perifèrics inclosos (mòduls de comunicació sèrie, UARTs, nuclis de control de motors, etc.) i amb memòria de programa des de 512 a 32.000 paraules (una paraula correspon a una instrucció en ensamblador, i pot ser 12, 14 o 16 bits, depenent de la família específica de PICmicro).

2.7.3.1 Joc d'instruccions i entorn de programació

El PIC usa un joc d'instruccions tipus RISC, el nombre dels quals pot variar des de 35 per a PICs de gamma baixa a 70 per als de gamma alta. Les instruccions es classifiquen entre les quals realitzen operacions entre el acumulador i una constant, entre el acumulador i una posició de memòria, instruccions de condicionament i de salt/tornada, implementació d'interrupcions i una per a passar a manera de baix consum cridada sleep. Microxip proporciona un entorn de desenvolupament freeware cridat MPLAB que inclou un simulador programari i un ensamblador. Altres empreses desenvolupen compiladors C i BASIC. Microxip també ven compiladors per als PICs de gamma alta ("C18" per a la sèrie F18 i "C30" per als dsPICs) i es pot descarregar una edició per a estudiantes del C18 que inhabilita algunes opcions després d'un temps d'avaluació. Para Pascal existeix un compilador de codi obert, JAL, el mateix que PicForth para el llenguatge Forth. GPUTILS és una col·lecció d'eines distribuïdes sota llicència GNU que inclou ensamblador i enlazador, i funciona en Linux, MacOS i Microsoft Windows. GPSIM és altra eina lliure que permet simular diversos dispositius maquinari connectats al PIC


27

2.7.3.2 Programació del PIC

Per a transferir el codi d'un ordinador al PIC normalment s'usa un dispositiu cridat programador. La majoria de PICs que Microxip distribuïx avui dia incorporen ICSP (In Circuit Serial Programming, programació sèrie incorporada) o LVP (Low Voltage Programming, programació a baix voltatge), el que permet programar el PIC directament en el circuit destinació. Per a la ICSP s'usen els pines RB6 i RB7 com rellotge i dades i el MCLR per a activar la manera programació aplicant un voltatge d'uns 11 volts. Existeixen molts programadors de PICs, des dels més simples que deixen al programari els detalls de comunicacions, als més complexos, que poden verificar el dispositiu a diverses tensions d'alimentació i implementen en maquinari gairebé totes les funcionalitats. Molts d'aquests programadors complexos inclouen ells mateixos PICs preprogramados com interfície per a enviar les ordres al PIC que es desitja programar. Un dels programadors més simples és l'ET20, que utilitza la línia TX del port RS232 com alimentació i les línies DTR i CTR per a manar o rebre dades quan el microcontrolador està en manera programació. El sofware de programació pot ser el ICprog, molt comú entre la gent que utilitza aquest tipus de microcontroladors.

Es poden obtenir directament de Microxip molts programadors/depuradors (octubre 2005):

2.7.3.3 Programadors

PICStart Plus (port sèrie)

Promate II (port sèrie)

MPLAB PM3 (port sèrie i USB)

ICD2 (port sèrie i USB)

PICKit 1 (USB)

IC-Prog 1.05

2.7.3.4 Depuradors integrats

ICD2 (USB)

2.7.3.5 Emuladors

HISSI2000 (port paral·lel, convertidor a USB disponible)

HISSI4000 (USB)

PIC EMU

PIC CDlite

2.7.3.6 Grandària de paraula

La grandària de paraula dels microcontroladors PIC és font de moltes confusions. Tots els PICs (excepte els dsPIC) manegen dades en trossos de 8 bits, amb el que s'haurien de cridar microcontroladors de 8 bits. Però a diferència de la majoria de UCPs, el PIC usa arquitectura Harvard, pel que la grandària de les instruccions pot ser distint del de la paraula de dades. De fet, les diferents famílies de PICs usen grandàries d'instrucció distints, el que fa difícil comparar la grandària del codi del PIC amb el d'altres


28

microcontroladors. Per exemple, posem que un microcontrolador té 6144 bytes de memòria de programa: per a un PIC de 12 bits això significa 4096 paraules i per a un de 16 bits, 3072 paraules.

El conjunto de microcontroladores PIC se distribuye en 5 familias.

Figura 12. Las familias PICmicro de Microchip.

Els microcontroladors PIC de 8 bits és clasifiquen en tres grans gammes: Base, Mitjana i Millorada, amb un total de uns 300 models direrents que contenen distintes capacitats de memòria, perifèrics i distints tips d’encapsulats.

a) GAMMA BÁSE: Familias PIC10F2XX, PIC 12F5XX i PIC16F5XX, amb un joc de 33 instrucciones màquina de 12 bits de longitud cada una i disposen d’una pila de tan sols dos nivells de profunditat. Les seves capacitats de memòria i el nombre de recursos són reduïts, el que limita el seu camp d’aplicació.

b) GAMMA MITJANA: Familias PIC12F6xx y PIC16Fxx, amb un joc de 35 instruccions am un format de 14 bits de longitud cadascuna, tenint la Pila vuit nivells de profunditat i disposant d’un vector d’interrupció.

c) GAMMA MILLORADA: Familia PIC18Fxxx, a m b u n j o c d e 77 instruccions de 16 bits cadascuna, una Pila amb 31 nivells de profunditat i dos vectors


29

d’interrupció. La capacitat de la memòria de programa pot arribar als 128 KB, la de dades 3968 bytes i la EEPROM fins a 1 KB. Disposa de perifèrics molt especialitzats entre els quals destaca un Conversor AD de 10 bits, fins 5 temporitzadors, interfaces per comunicació amb bus I2C, ISP, USART, CAN 2.0B, etc.

d) Característiques comuns:

• RISC (Reduced Instrucction Set Code)

• 33 gamma base (PIC 16C5X)

• 35 Gamma mitjana (PIC 16CXXX)

• 58/77 Gamma millorada (PIC 17CXXX/18CXXX)

• Arquitectura Pipeline

• Arquitectura Harvard

• Memòria Dades 8 bits

• Memòria Programes 12/14/16 bits

• Totes les instruccions:

• Ocupen 1 paraula d’instrucció (12/14/16 bits)

• Ejecución de todas las instrucciones en 2 ciclos (1T=4clk)

• Throughput 1 cicle d’instrucció, excepte salts que son 2 cicles

• Pila hardware (hardware stack)

• Watchdog Timer (WDT)

• Power on Reset (POR)

• Mode de Baix consum (SLEEP)

• Linias E/S d’alta corrient (20/25mA). Sortida directa sense ‘drivers’

• Protecció codi

• Número de serie/Codi d’identificació

• Programació

• C = CMOS OTP/EPROM

• CR = CMOS ROM

• CE = CMOS OTP/EPROM + EEPROM

• F = FLASH

• HV = High Voltage (15V)

• LF = Low Voltage Flash

• LC = Low Voltage OTP/EPROM

• LCR = Low Voltage ROM


30

En el seu esforç per acompanyar a tots els microcontroladors d’unes eines bones i eficaces per el desenvolupament, fa del seu conegut entorn MPLAB IDE(Integrated Development Environment), una eina de eficaç i d’us fàcil. Aquest software és totalmente gratuït i es pot trobar a la seva pàgina web.

El conjunt actual d’eines de software és majoritariament gratuït, i podem trobar-hi:

Figura 13. Taula actual de la disponibilitat de les heines software de Microchip.

MPLAB C30: És un compilador complert a m b les característiques ANSI C per la familia dsPIC30F.

MPLAB Visual Device Initialize: És una poderosa eina per a MCU de 16bit o DSP que genera codi en ensamblador o en codi C, dels esquemes gràfics que es construeixen.

MPLAB IDE: É s el principal programa d’eines, é s el motor principal per totes les altres i és totalment gratuït.

Motor Control Graphical User Interface (MC-GUI): És una interface visual utilitzada per a configurar motors, el seu gran rang de paràmetres que es poden sel·leccionar en un motor, com velocitat, temperatura, rotació, direcció, corrient, etc…

MPLAB C18: É s un compilador ANSI C, que completa el MPLAB IDE, f en t més agradable el seu entorn de programació per les familias de PIC18CXXX i altres PICmicro® 8-bit MCUs. A m b a q u e s t software es pot debugar, simular i programar amb eines com MPLAB ICD2.

MPLAB C17: É s un compilador ANSI C, que completa el MPLAB IDE, f e n t més agradable el seu entorn de programació.

Filter Lab filter design software: És una novedosa eina utilitzada per a disenyar filtres.

De tots els seus models de microcontroladors, i una vegada realitzada l’aproximació a les necessitats reals del dispositiu, l a f a m í l i a més interessant per


31

la meva aplicació seria la família PIC16Cxxx. Principalment perquè é s un microcontrolador molt versàtil, amb multitud de possibles aplicacions, fiable, molt fàcil de programar i amb un entorn de programació molt agradable y potent.

Figura 14. Arquitectura gamma mitja Microchip

2.7.3.7 GAMMA MITJANA (PIC16CXXX) ARQUITECTURA BÁSICA.

Figura 15. Pinout del PIC16f876/873 i connexionat fixe per a qualsevol aplicació a 4 MHz.

El microcontrolador por totes aquestes raons i tenint sempre en compta l’objectiu final de l’aplicació, és el PIC16F786.


32

Les seves principals característiques són:

Memòria de programa:16F873 4K paraules de 14bits tipus Flash

16F876 8K paraules de 14bits tipus Flash

Memòria de dades RAM: 192 bytes (16F873) y 368 bytes (16F876)

Memòria de dades EEPROM: 128 bytes (16F873) y 256 bytes (16F876)

PILA (Stack): De 8 nivells

Interrupcions: 13 tipus diferents

Joc d’ instruccions: 35 instruccions de 14 bits de longitud

Encapsulat: DIP de 28 pins estrecho.

Freqüència de treball: 20 MHz Màxima

Temporitzadors:

TMR0. 8 bits amb predivisor programable.

TMR1. 16 bits amb predivisor programable.

TMR2. 8 bits amb predivisor i postdivisor.

Gos Guardià (WDT): Sí

Línias de E/S Digitals: 22 (6 port A, 8 Port B, 8 Port C)

Voltatge d’alimentació (Vdd): De 2 a 5,5 V DC

Figura 16. Taula de les característiques del PIC16f876/873.

2.8 Resultats finals.

Realitzat el estudi dels diferents tipus de incubadora del mercat, els mesuraments i disseny de les possibles solucions, i calculat el cost-pressupost, com ja hem dit, utilitzarem un microcontrolador de la marca PIC de Microxip, aquest model és el PIC16F786 posseeix unes característiques tècniques suficients ja que poseeix tres ports que el comuniquen amb l’exterior i que cobreixen les necessitats per el control del tres sensors, dos relés, la pantalla LCD i la connexió amb PC per el port serie vía protocol RS232 que tindrem al nostre projecte , així doncs la incubadora estarà dividida en una placa principal de nom MCHBORAD1/plànol 1, on estarà instal·lat el microcontrolador i les connexions dels ports PORTA, PORTB i PORTC mitjançant tres busos amb les 6 plaques auxiliars com ja veuren als diferents plànols, aquestes plaques són:

Placa PCB2 /plànol 2: El seu nom és LEDMONI, aqueta placa auxiliar serveix per a monotoritar qualsevol bus dels existents, cambian simplement el connectors, la seva utilitat es de controls mitjançant leds de les transmisions del bus connectat.

Placa PCB3/plànol 3: El seu nom és TENSIÓ, aquesta té com a finalitat l’obtenció de les tensions de tot el projecte. Necesitarem dos úniques tensión de 12 Vcc i de 5 Vcc que són les tensions de funcionament del relés i de el microcontrolador i sensors respectivament.

Placa PCB4/ plànol 4: El seu nom és COMRS232, placa auxiliar per a la connexió amb el PC vía serie amb protocol RS232.


33

Placa 4/ plànol PCB5: El seu nom és POTENCIA, aquesta placa té instal·lats tres relés de 12 vols i les seves bornes per als possibles elements exteriors que es puguin connectar, com per exemple el ventilador, la bombeta, etc. Nosaltres de moment només utilitzarem dos de ells, quedant un sense connectar en previsió de possibles futurs fallides o amplicació de un altre ventilador i/o llàmpara per a escalfar.

Placa 6 PCB6: El seu nom és LCD16X2, placa auxiliar amb el diplay-pantalla lcd.

Placa 7 PCB7: El seu nom és SENSORS, placa a on intal·larem el tres sensors: un de humitat (SHT71), i dos mitjançant sondes de temperatura (LM35).


34

2.9 Planificació.

El temps mínim aproximat per a la realització de la instalació del projecte seguirà el diagrama de Gantt realitzat. Veure la taula següent:

DATES PER SETMANES

PLANNING PROJECTE

INCUBADORA 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª DESCRIPCIÓ DE

L’ACTIVITAT

PLAQUES C.I.

PCB 1º

MCHBOARD1

Placa principal del projecte on s’instal·la el PIC.

PCB 2ª

LEDSMONI

Placa auxiliar per a monotorització del bus amb leds.

PCB 3ª

TENSIÓ

Placa auxiliar de d’alimentació de tensió a 12 Vcc i a 5 Vcc.

PCB 4º

COMRS232

Placa auxiliar per a connexió amb PC via protocol RS232

PCB 5º

POTENCIA

Placa auxiliar per a la connexió dels relés

PCB 6ª

LCD16X2

PCB 7º

SENSORS

MONTATGE ELÈCTRIC I CONNEXIONAT DE LES PLAQUES

MONTATGE INCUBADORA

GRABACIÓ DEL PROGRAMA AL MICROCONTROLADOR PIC

CONNECIONAT ELÈCTRIC DE LES PLAQUES

PROGRAMACIÓ

PROVES AL EL PC

PROVES I POSTA EN MARXA

Figura 17. Taula diagrama de Gantt: Planificació i programació del projecte.


35

2.10 Millores.

El projecte és podria complementar amb un control software para PC realitzat en Visual Bàsic i/o Labview en temps real, i posteriorment amb un control remot mitjançant un sistema Client/Servidor per a Web, en el que s’utilitzen llenguatges de programació com PHP i per a bases de dades MySQL i de gestió d’aquesta com el PHPMyAdmin. Hi ha dos sensor més de temperatura no utilitzats, un a la placa de sensors, a més de les sondes i l’altre un que porta incorporat el sensor d’humitat que podríen configurar-se com a control d’erros de possibles fallides dels altres sensors.

Signat: JOSÉ MANUEL CRUZ HUERTAS ENGINYER TÈCNIC INDUSTRIAL

Signatura:

Tarragona, Juny de 2007.


3 Memòria de Càlculs.



DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Memòria de Càlcul.

37

3.1 Índex de la Memòria de Càlculs.

3 MEMÒRIA DE CÀLCULS. ................................................................................................. 36 3.1 ÍNDEX DE LA MEMÒRIA DE CÀLCULS. .............................................................................. 37 3.2 DOCUMENTACIÓ DE PARTIDA. ......................................................................................... 38 3.3 ORGANIGRAMA DE PROGRAMA PRINCIPAL. ..................................................................... 39 3.4 MEMÒRIA DE CÀLCULS. .................................................................................................. 41

3.4.1 Càlculs Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal................................................. 41 3.4.2 Càlculs Placa 2: LEDSMONI. Monotorització de Bus amb Leds............................ 43 3.4.3 Càlculs 3: TENSIÓ. Alimentació de 12 i 5 Vcc....................................................... 44 3.4.4 Càlculs 4: COMRS232: Connexió RS232 amb PC. ................................................ 46 3.4.5 Càlculs 5: POTENCIA: Connexió de Sortida per els Relés..................................... 54 3.4.6 Càlculs 6: LCD16X2: Pantalla LCD de 16x2. ....................................................... 55 3.4.7 Càlculs 7: SENSORS: Sensors de Temperatura i Humitat...................................... 60

3.5 CODIS EN ENSAMBLADOR DEL PROGRAMA PRINCIPAL DEL MICROCONTROLADOR. ............. 76


38

3.2 Documentació de Partida.

Per a la realització s’ha estudiat alguns manuals dels models utilitzats a l’Hospital Universitari Joan XXIII de Tarragona. Els models actuals d’incubadores més utilitzats són bàsicament: Air-Shields C500 QTTM XL i C550 QTTM XL (figura 9). Ambdós models utilitzen dins de la placa mare el microcontrolador MC68HC11F11 de Motorola Semiconductors, descartat segons ja explico a la memòria descriptiva (2.7.2), però que m’ha servit com a model per al projecte actual, observant quals són les prestacions necessàries en un aparell d’aquest tipus.

També he tingut en compta els diferents projectes que hi ha de microcontroladors a les webs especialitzades i en la propia de la marca escollida; així com l’abundant documentació existent en internet i llibres de l’especialitat.

D’altra banda, l’assignatura de microcontroladors que s’imparteix a segon curs de ingenyeria electrònica de la URV: SEAM (Sistemes Electrònics amb Microcontroladors) ha estat d’una inestimable ajuda per la seva relació directa amb el projecte. Apunts i pràctiques han estat una bona ajuda a l’hora de implementar les rutines del PIC en ensamblador.


39

3.3 Organigrama del programa principal.

INICI PROGRAMA PRINCIPAL

INICIALITZAR PANTALLA LCD

INICIALITZAR SENSOR SHT11

INICIALITZAR CONVERSOR A/D

INICIALITZAR USART 9600

BAUDIOS

INICI LECTURES

SENSOR 1 CANAL RA0

SENSOR 2 CANAL RA1

SENSOR HUMITAT SHT11

ACTIVAR EL CONVERSOR A/D

A

B


40

ACTIVAR VENTILADOR

ENVIAR DADES AL PC VIA RS232

ACTIVAR CALEFACTOR

APAGAR VENTILADOR

APAGAR CALEFACTOR

TEMP?>MÁXIMA

ENVIAR DADES A LA PANTALLA LCD

TEMP?<MÍNIMA

A

B

SI

SI

NO

NO


41

3.4 Memòria de Càlculs.

3.4.1 Càlculs Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal

3.4.1.1 Descripció:

Es tracta de la placa pincipal del projecte, on es troba el microcontrolador (PIC 16f876). Aquest microcontrolador, poseeix tres ports: RA, RB i RC. Per fer aquest ports flexibles en la connexió de perifèrics diferents i també pensant en possibles futures modificacions del prototip inicial, fem que aquest ports estiguin connectats mitjançant connectors mascle per a cable pla de 10 pols, dos d’ells, pins 1 i 2, per Vdd i Vss, i la resta de pins circularment repartits a partir de Vss en sentit contrari a les agujes del rellotge (figura 15 més a baix). Els de 8 pins completaràn totalment els pins del connector, el que no disposin de tots, deixaràn lliures els que corresponguin. Tots els pins de cada port estaràn connectats ordenadament amb el mateixos pins de cada connector. Així si utilitzem per exemple els pins RB0, RB1 i RB2 per a alguna aplicació podem perfectament utilitzar els RC0, RC1 i RC2 amb tan sol canviar el connector, i el Firmware del PIC per suposat.

La placa està dividida en tres blocs bàsicament el circuit d’alimentació, el microcontrolador amb el seu circuit d’oscil·lació amb un cristall, i el circuit de reset. El tercer bloc el formen el connectors del tres busos del ports del PIC. És important no oblidar col·locar els condensadores de desacoplament entre les potetes d’alimentació de cada integrat el més aprop possible d’aquestes per evitar interferències per la linia d’alimentació que són molt crítiques utilitzant el conversor A/D del pic.

RC1

RB1

RB3

J2

CON10A

12345678910

RB5

RB[0..3]

RC4

RA[0..3]

RC3

RA2

J3

CON10A

12345678910

RC7

RB[4..7]

RA5

RC[0..3]

RA1

RB7

J4

CON10A

12345678910

RA3

RC6

VSS

RB0

RC5

RA0

RB2

RC2

BUSOS

RA4

VDD

RC[4..7]

RC0

RA[4..5]

RB4

RB6


42

Figura 18. Connexió busos dels ports del PIC.

3.4.1.2 Components:

La placa està formada per:

- Zócal para el PIC16F876 de 28 pins.

- 1 CI. PIC16F876.

- El circuit oscil·lador, format per el cristall, i la parella de condensadors de 15 nF.

- El circuit reset, format per un pulsador amb una resistència de 100 Ω i un C de 100 nF de desacoplo entre Vcc i Vgnd.

- L’alimentació, en el nostre cas a 12 V i mitjançant un regulador UA7805 una sortida a + 5 V per alimentar al micro (amb les seves corresponents regletes de connexió).

- Tots i cadasqun dels tres ports disponibles RA, RB i RC, connectats amb tres connectors DIP de 10 pols.

3.4.1.3 Disseny de la placa PCB, mitjançant OrCADLayoud:

Figura 19. Placa MCHBOARD PCB.


43

3.4.2 Càlculs Placa 2: LEDSMONI. Monotorització de Bus amb Leds.


Es tracta de la placa més simple, aquesta placa auxiliar està composada per un connector (DIP) de 10 pols mascle per a cable pla per connectar els busos del microcontrolador que volguen monitoritzar. Dos pins (1 i 2) s’utilitzaràn per Vdd i Vss i la resta pels diferents pins dels ports. Cadasqun d’ells està connectat a un led, així fins a vuit, on el nibble baix de color groc i nibble alt de color verd, que ens mostraran el estat del port. Restarà un led vermell connectar a Vdd per indicar si hi ha alimentació a la placa.

D0_GROC1

LED

R7

330 ohm

RB[0..3]

Vss

RB4

D8_VERMELL1

LED

D2_GROC1

LED

NIBBLEALT

RB2

RB0

D4_VERD1

LED

J1

CON10A

12345678910

R1

330 ohm

D6_VERD1

LED

R4

330 ohm

RB3

R8

330 ohm

RB3

R6

330 ohm

Vdd

D5_VERD1

LED

0

RB7

R2

330 ohm

RB1RB5

D1_GROC1

LED

RB6

RB2NIBBLEBAIX

R0

330 ohm

D3_GROC1

LED

RB0

R5

330 ohm

RB[4..7]

RB6

0

RB7

RB1

D7_VERD1

LED

RB5

RB4

R3

330 ohm

Figura 20. Connexió bus placa ledsmoni.

3.4.2.2 Components:


- 9 resistències 330 ohms.

- 9 leds: 4 grocs, 4 verds i 1 vermell.

- 1 connector pla DIP de 10 pols.


44

3.4.2.3 Càlculs:

Bàsicament només hi ha un circuit que calcular.

Per la pota 1 del connector tindrem Vdd= 5 Vcc provinents del circuit d’alimentació de la placa principal MCHBOARD1.

Per la línea de bus si hi condueix, segons el pic estigui a 0 volts ó 5 volts.

Voperació dels leds: entre 1,5 V a 2,2 V

Ioperació dels leds: entre 10 mA a 20 mA per a leds Vermells

Entre 20 mA a 40 mA altres colors (Verd, groc).

Ciguda Vvermell= 1,8 V; mA6,9330

)8,15(≈

Ω−

(1)

Vverd/groc=2,3 V; mA58,6330

)3,25(≈

Ω−

(2)

3.4.3 Càlculs 3: TENSIÓ. Alimentació de 12 i 5 Vcc.


Aquesta placa està formada per dos seccions i ens proporcionarà les tensions necessaries per a la resta de plaques.

La primera secció reb del transformador entre 12 i 14 Vac i proporciona una tensió de 12 – 13 Vdc mitjançant un primer regulador de tensió (LM7812: U1); la segona secció s’inicia amb un interruptor SW1, al tancar-lo s’aconsegueix una tensió de 12 volts per connexió directa i 5 volts a la sortida de de un segon regulador (UA7805 ).

+12V

GND

0

C2

100nF

U1 LM78L12A/TO92

3

2

1VIN

GN

DVOUT

J4 HEADER 2

12

+5V

C5

100nF

00

+ C4

47uF/25V

R1330 ohm

0

J3

JUMPER1

1 2

VCC

D4

LED

J2 HEADER 2

12

D3

LED

+12V

C6

100nF

J1 HEADER 1

12

R2330 ohm

C3

100nF

VSS

U2 UA7805/SOT

1

2

3IN

GN

D

OUT

D1

DIODE

+ C1

47uF/25V

D2

DIODE

Figura 21. Reguladors de tensió placa tensions.


45

Es tindrà en compta l’escalfament del reguladors si la diferència de voltatges és elevada, llavors utilitzarem disipadors de calor.

Figura 22. Circuit de tensións i corrents del regulador 7805.

3.4.3.2 Components:


- 2 diodes: D1, D2 = 1N4004 o similar.

- 2 condensadors: C1 i C4 (electrolítics): 47 uF/25 V.

- 4 condensadors: C2, C3, C5, C6 (ceràmics): 100 nF.

- 2 leds vermells

- 1 regulador AU7805 i 1 regulador LM7812

- 1 switch de 1 connector.

- 2 resistències de 330 ohms.

- 3 connertors de 2 pins per l’alimentació i les sortides.

3.4.3.3 Càlculs:

Els càlculs practicament són:

La caíguda de tensió als leds, ja calculada a la fórmula 1 i les caràcterístiques de ambdós reguladors segons el fabricant que ens indica el circuit d’aplicació per a que treballi en sortida fixa regulada.

Figura 23. Aplicació dels reguladors series 78xx en sortida fixa de tensió.


46

3.4.3.4 Disseny de la placa PCB, mitjançant OrCAD Layoud:

Figura 24. Placa TENSIONS PCB.

3.4.4 Càlculs 4: COMRS232: Connexió RS232 amb PC.


Aquest circuit s’encarrega de les comunicacions del nostre pic amb el PC. En realitat no és més que un conversor de voltatge entre les sortides TX i RX del pic que ens dona zeros i uns de 5 V i l’estàndar de RS232 que fa la mateixa modulació és de 12 V i – 12 V. D’aquesta conversió s’encarregará el CI MAX232.

S’incloen a la placa 3 leds, 2 d’ells per a monotoritzar les transmisions TTL i l’altre per comprovar l’alimentació de la placa.

També s’inclou un connector pla DIP de 10 pins per el pinout del PORTC. Malgrat tenim 10 pols només fent servir quatre:

- El pin 1 per l’alimentació Vdd.

- El pin 2 per a masa.

- El pin 3 del connector estarà connectat al pin 12 (T1OUT) del MAX232 que correspont al RC7/ RX/DX del port del PIC, pota 18, recepció mode asíncron.


47

- El pin 5 del connector estarà connectat al pin 11 (T1IN) del MAX232 que correspont al RC6/TX/CK del port del PIC, pota 17, transmisió mode asíncron.

Pin Signal In/Out Description Descripció

1 DCD In Data Carrier Detect Detecció de portadora

2 RxD In Receive Data Dades rebuts

3 TxD Out Transmit Data Transmisió de dades

4 DTR Out Data Terminal Ready Terminal de datos preparado

5 GND - Ground Masa senyal

6 DSR In Data Set Ready Modem preparat

7 RTS Out Request To Send Petició per transmetre

8 CTS In Clear To Send Preparat per transmetre

9 RI In Ring Indicator Indicador de petició entrant

Figura 25. Pinout DB9 RS232.

3.4.4.2 Comunicació sèrie asíncrona:

Els PIC16F876 contenen un módul MSSP amb dos portes per a la comunicació serie síncrona, o sigui, amb senyal de rellotge. A més, també disposen d’un modul USART capaç de soportar la comunicació sèrie asíncrona (i síncrona).

El USART pot treballar de tres formes:

- Asíncrona (Full duplex, bidireccional).

- Sincrona-mestre (Half duplex, unidireccional).

- Sincrona-Esclau ( Half duplex, unidireccional).

Figura 26. Comunicació asíncrona full duplex (SYNC=0 del TXSTA).

Nosaltres utilitzarem la primera. En aquesta forma de comunicació sèria, s’utilitza la norma RS-232-C, on cada paraula de informació o dada s’envia independenment de les demés. Sol constar de 8 ó 9 bits i van precedits per un bit de START (inici) i darrera d’ells es coloca un bit de STOP (aturada), segons les normes del format estàndar NRZ(NonReturn-to-Zero). (Figura 20). Els bits es transfereixen a una freqüència fixa i normalitzada.

Els quatre blocs que configuren l’arquitectura del USART, en mode asíncron, són:

1. Circuit de mostreig.


48

2. Generador de baudios.

3. Transmissor asíncron.

4. Receptor asíncron.

El circuit de mostreig actua damunt el pin RC7/RX/DT, que és per on es rep el bit de informació o control i s’encarrega de mostrejar tres vegades el seu valor, per decidir aquest per majoria.

3.4.4.3 Generador de Baudios (velocitat de transmissió):

En el protocol asíncron RS-232-C, la freqüència en baudios(bits per sgon) a la que se realitza la transferència es deu efectuar a un valor normalitzat: 330, 600, 1.200, 2.400, 4.800, 9.600, 19.200, 38.400, etc. Per a generar aquesta freqüència, el USART disposa d’un Generador de Freqüència en Baudios, BRG, el valor del qual és controlat per el contingut grabat en el registre: SPBRG.

A més del valor X carregat en el registre SPBRG, la freqüència en baudios del generador depen del bit BRGH del registre TXSTA<2>. En el cas de que BRGH sigui 0 es treballa en baixa velocitat i si BRGH=1 es treballa en alta velocitat. Segons aquest bit es obtindrà el valor de una constante K necesaria en la determinació de la freqüència de funcionament.

La Freqüència en Baudios:

))1(( +•=

XKF

bps osc (3)

X és el valor carregat en el registre SPBRG

- Si BRGH = 0, baixa velocitat i K = 64

- Si BRGH = 1, alta velocitat i K = 16

Y per tant es dedueix:

1−

=

KFreqüència

FX osc (4)

En general, per la mateixa velocitat de transmissió i Fosc es preferible utilitzar BRGH=1 per reduir l’error.

10000 •

−=

desitjats

desitjats

bspbspbsp

Error (5)


49

Figura 27. Característiques dels registres que intervenen en la determinació de la freqüència en baudios de

al transferència d’informació en el mode asíncron del USART.

3.4.4.4 Transmissor asíncron:

La dada que es desitja transmetre per el USART es deposita en el registre TXREG i a continuació es traspassa al registre de desplazament TSR, que va traient el bits sequencialment i a la freqüència establerta. A més, abans dels bits de la dada d’informació inclou un bit de INICI i despres de treure tots el bist afegeix un bit de ATURADA. El USART receptor rep, un a un, els bits, eliminant els dos de control i els d’informació una vegada que han omplert el registre de desplaçament RSR els traslada automáticament al registre RCREG, on queden disponibles per el seu posterior procesament.

La seqüència de pases a seguir per a implementar una transmisió en el USART és la següent:

1. Hi ha que configurar les línies RC6/TX/CK com a sortida i RC//RX/DT com entrant.

2. Posar SYNC=0 I SPEN=1 per a activar el USART en mode asíncron.

3. si es desitja treballar amb interrupció, posar TXIE=1, a més de habilitar les interrupcions en general.

4. Si la dada consta de 9 bits, en lloc dels 8 típics, posar el bit TX9=1. El nové bit es colocarà en TX9D (TXSTA).

5. Es carregarà el valor X adequat en el registre SPBRG, per a produir la freqüència de treball desitjada, hi ha que controlar el bit BRGH (alta i baixa velocitat).

6. Activar la transmissió amb TXEN=1. el bit TXIF tindrà valora 1, ja que TXREG es torba buit.

7. carregar en TXREG la dada a transmetre. Començar la transmissió.


50

Figura 28. Diagrama de blocs de la secció de transmissió del USART en mode asíncron.

Figura 29. Característiques de la resta dels registres asociats amb la transmissió asíncrona.

3.4.4.5 Receptor asíncron:

Les dades es reben en sèrie, bit a bit, per la pota RC7/RX/DT, i es van introduint sequencialment en el registre desplaçament RSR (figura 24), que funciona a una freqüència 16 vegades més ràpida que la de treball. Quan la dada cosnta de 9 bits hi ha que programar el bit RX9=1 i el nové bit de infromació es colocarà en el RX9D del registre RCSTA. Si s’observa la figura 24 el control sobre el nové bit amb les portes de control i les senyals que s’apliquen (ADDEN=1). Quan CREN=1 en el registre RCSTA<4>, s’habilita la recepció.

Quan un processador mestre interna enviar informació a un dels esclaus, primer envia un byte de adreça que identifica al destinatari. El byte de adreça s’identifica perque el bit RX9D que arriba val 1. Si el bit ADDEN=1 a l’esclau s’ignoran tots els bytes de dades. Però si el nové bit que es rep val 1, vol dir que es tracta de una adreça


51

i l’esclau provocará una interrupció, i es transferirà el contingut del registre RSR al fuffer de recpeció. Tras la interrupció, el esclau deurà examienar l’adreça i si coincideix amb la seva posar ADDEN=0 per poguer rebre dades del mesre.

Si ADDEN=1 com les dades son ingnorades, el bit d’ATURADA no se carrega en RSR, per la qual cosa aquest fet no produeix la interrupció.

Figura 30. Diagrama per blocs de la secció recpetora del USART.

La seqüència de pases a seguir en el mode de recepció són els següents:

1. Es carrega amb el valor X al registre SPBRG per treballa amb la freqüència desitjada, controlant a més el valor de BRGH.

2. S’habilita el USART en mode asíncron amb SPEN = 1 i SYNC = 0.

3. Si es desitja que es generi una interrupció amb la arribada del bit ATURADA, es posa RCIE = 1, a més d’habilitarles interrupcions en general.

4. Posar RX9 = 1 per permetre la recepció del bit 9.

5. Per detectar l’adreça, posar ADDEN = 1.

6. S’habilita la recepció posan CREN = 1.

7. Al complementarse la recpeció RCIF es posarà a 1 i es produirà una interrupció si s’havia permés.

8. Es llegeix el registre RCSTA i s’esbrina si s’ha produit algun error.

9. Llegir el 8 bits del registre RCREG per a determinar si el dispositiu ha sigut el adreçat.


52

10. Si s’ha produit algun error, posar CREN = 0.

11. Si ha sigut adreçat el dispositiu, posar ADDEN = 0 per a permetre la recpeció de la informació.

3.4.4.6 Components:


- 3 leds: 1 groc, 1 verd, 1 vermell.

- 1 connector pla DIP de 10 pins .

- 5 condensadors: C1, C2, C3, C4, C5 (ceràmics): 1 uF.

- 1 connector DB9 mascle.

- 3 resistències de 330 ohms.

- 1 circuit integrat MAX232 (U1).


Figura 31. Placa COMRS232 PCB.


53

3.4.4.8 Càlculs:

;******************************************************** ; PROGRAMA : Exemple de configuració de la USART. ; Funcio : Transmet 2 bytes per el port serie del pic a intervals de ; 1 segon. ; Serial port config: 9600 baudios,8 bits, paritat = none ; ; Revisio : 1.1 7/2/2007 Programa per : PIC16F876 ; CPU Clock : 4 MHz Rellotge instruccio : 1 MHz = 1 us ; WDT : Deshabilitat Tipus de rellotge : XT ; Code Prot : OFF ;********************************************************* INICIO clrf PORTC ;Neteja sortides bsf RCSTA,SPEN ;s’activa la USART bsf STATUS,RP0 ;Canvi al banc 1 ------------- bcf STATUS,RP1 movlw b'10111111' ;RC7/Rx entrada, movwf TRISC ;RC6/Tx sortida. movlw b'00100100' ;Configuracio en mode SYNC=0 movwf TXSTA ;dada de 8 bits i alta velocitat ;BRGH=1 movlw .25 ;Es carrega 25 en w i després al ;registre movwf SPBRG ;SPBRG,per treballar a 9600 baudios bcf STATUS,RP0 ;Canvio al banc 0 ------------- bsf RCSTA,SPEN ;se activa la USART bsf STATUS,RP0 ;Canvio al banc 1 ------------- bcf STATUS,RP1 bsf TXSTA,TXEN ;Habilita la transmisio bcf STATUS,RP0 ;Canvi al banc 0 ------------- bucle call PDelay movlw h'49' ;Envia el caracter, valor hex movwf TXREG ; del codi ascii bsf STATUS,RP0 ;Canvi al banc 1 ------------- bcf STATUS,RP1 COMP_TX btfss TXSTA,TRMT ;comprova si s’acabat la Tx. goto COMP_TX bcf STATUS,RP0 ;Canvi al banc 0 ------------- movlw .50 ;caracter ASCII en decimal movwf TXREG


54

goto bucle

Codi 1. Codi font de la configuració de la USART.

3.4.5 Càlculs 5: POTENCIA: Connexió de Sortida per els Relés.


Circuit auxiliar per els senyals de control dels 3 relés de 12 volts que s’utilitzaràn per separar el circuit de la tarjeta dels circuits dels sistema que accionen: un ventilador, una llum i el tercer queda sense connexió per possibles amplificaciones i/o millores.

El CI ULN2803: Aquest circuit recolleix els senyals de sortida procedents del port del PIC i les aportará la potencia necesaria, per poder accionar la senyal de comandament, (motors, llums, etc…). La intensitat del corrent que pogui proporcionar directament aquest (un pin del port) es suficient per encendre un led, pero no per a moure un motor o actuar la bobina d’un relé. Per això s’augmenta la cargabilitat mitjançant aquest circuit integrat, que perpetra extreure 500 mA per pin de sortida, aplicant tensión a la carrega de fins a 50 V.

3.4.5.2 Components:


- 4 leds: 2 grocs i 1 verd per senyalar les sortides activades dels relés, 1 de vermell per senyalar si l’alimentació està connectada.


- 4 resistències de polarització: R1, R2, R3, i R4 de 330 ohms.

- 3 relés de 12 V.

- 1 C.I. ULN2803 (U3).

- 3 regletes de 2 connector (bornes de connexió per a les sortides dels relés).

- 1 regleta per l’entrada de 12 V necesària per l’alimentació dels relés.

3.4.5.3 Càlculs:

Aquest circuit té poca explicació, únicament dir que els relés i el CI ULN2803 estàn alimentats a 12 V procedents de la placa de tensións. Així doncs quan la sortida d’un port sigui 5V s’encendrá el led del corresponent relé i el CI ULN2803 accionarà el relé corresponent a aquest pin.

Ciguda Vvermell= 1,8 V; mA2,101000

)8,112(≈

Ω−

(6)

Vverd/groc=2,3 V; mA70,91000

)3,212(≈

Ω−

(7)



55

Figura 32. Placa POTENCIA PCB.

3.4.6 Càlculs 6: LCD16X2: Pantalla LCD de 16x2.


El circuit auxiliar de display LCD, ésta format bàsicament per la pantalla, el seu circuit d’alimentació i el connector pla DIP de 10 pins que connectarà la pantalla amb el pic mitjançant el PORTB.

Aquesta placa té com a funció poguer comunicar i visualitzar les temperatures i la humitat de la incubadora, també si hi ha algun estat d’alarma. D’aquesta manera no caldria tenir encés l’ordinador, tot el temps, ja que tindriem la mínima informació necesària per a controlar-la a la pantalla LCD

Quina utilitzar?. Nosaltres utilitzarem al projecte la pantalla ja existent al laboratori de pràctiques de la URV de l’assignatura de microcontroladors, ja que dispossem de tota la informació necesaria. Són pantallas de 16x2 amb retro-alimentació i 16 pins de connexió amb el µC.

La majoria dels LCD es basen en el microcontrolador HITACHI 44780 o altre compatible, de forma que la configuració i maneig es bastant similar en molts d’ells.

El tamany dels caràcters que mostren són:

- 5x7 pixels.

- 5x10 pixels.

Permeten un interface del al microprocesador/microcontrolador:

- 4 bits


56

- 8 bits.

Les pantalles alfanumériques es clasifiquen segun el número de caràcters i linies que poden mostrar:

- 8x1

- 16x1, 16x 2.

- 20x2, 20x4.

- 24x2, 24x4.

- 40x2, 40x4.

També molts d’ells porten retro-il·luminació per diodes led verd, per facilitar la lectura. Per a la connexió d’un LCD amb un sistema electrònic es desposan generalment de 14 pins. La placa estarà connetada amb el µC mitjançant un connector pla DIP de 10 pins de la següent manera:

PIC 16F786

#Pin LCD

Nom Funció

1 Vss Masa (0V)

2 VDD Alimentació (+5V)

3 VEE Contrast (Vss = VEE= VDD )

RB6 4 RS Selecció de mode (dada=1/comandament=0)

RB5 5 R/W* Lectura/Escriptura de comandamente (Lectura=1/escritura=0)

RB4 6 E Enable (validació DB<7:0> en flanc 1? 0)

MASA 7 DB0 Bit 0 (LSB) de dada

MASA 8 DB1 Bit 1 de dada



RB0 11 DB4 Bit 4 de dada



RB3 14 DB7 Bit 7 (MSB) de dada

15 A Anode (+) retro-il·luminació

16 K Càtode (-) retro-il·luminació

Figura 33. Taula 1. Asignació dels pins del JM162A.

A les pantalles retro-il·luminades s’inclouen els terminals A,K, dels leds de il·luminació. En el cas del JM162A, s’afegeixen els pins 15 i 16 amb aquesta funcionalitat com veuren a la següent figura (30).


57

Figura 34. Assignació dels pins del JM162A.

3.4.6.2 Components:


- 1 display LCD 16x2.


- 1 resistència: R1 de 330 ohms.

- 1 potenciómetre de 10 Kohms.

- 1 led vermell.


Figura 35. Placa LCD16X2 PCB.


58

3.4.6.4 Càlculs:

; LCD_LIB.INC ; ; ;El conjunt de rutines que es presenten a continuació permeten ;realitzar les tareas bàsiques de control del módul de visualització ;LCD. Aquest fitxer s’ha d’incloure en els programes font mitjançant ;la directiva INCLUDE. ;

#define ENABLE bsf PORTB,4 ;Activa senyal E #define DISABLE bcf PORTB,4 ;Desactiva senyal E #define LEER bsf PORTB,5 ;Posa LCD en Mode RD #define ESCRIBIR bcf PORTB,5 ;Posa LCD en Mode WR #define OFF_COMANDO bcf PORTB,6 ;Desactiva RS (mode comandament) #define ON_COMANDO bsf PORTB,6 ;Activa RS (mode dada) CBLOCK Lcd_var ;Inici de les variables. Serà la primera

Lcd_Temp_1 ;adreça lliure disponible Lcd_Temp_2 ENDC ;****************************************************************** ;UP_LCD: Configuració PIC per al LCD. ; UP_LCD bsf STATUS,RP0 ;Banco 1

clrf PORTB ;RB <0-7> sortides digitals bcf STATUS,RP0 ;Banco 0 OFF_COMANDO ;RS=0 DISABLE ;E=0 return ; ;****************************************************************** ;LCD_BUSY: Lectura del Flag Busy i l’adreça. ; LCD_BUSY LEER ;Posa el LCD en Mode RD bsf STATUS,RP0 movlw H'FF' movwf PORTB ;Porta B com entrada bcf STATUS,RP0 ;Sel·lecciona el banc 0 ENABLE ;Activa el LCD nop LCD_BUSY_1 btfsc PORTB,7 ;Txequeja bit de Busy goto LCD_BUSY_1 ; DISABLE ;Desactiva LCD bsf STATUS,RP0 clrf PORTB ;Porta B salida bcf STATUS,RP0 ESCRIBIR ;Posa LCD en mode WR


59

return ;****************************************************************** ;LCD_E: POls d’Enable. En els nous LCD's aquesta senyal ha d’estar a ;"0" unos 40uS abans de ;tornar a activarse a "1". ; LCD_E ENABLE ;Activa E nop DISABLE ;Desactiva E movlw .14 movwf Lcd_Temp_1 LCD_E_1 decfsz Lcd_Temp_1,F ;Perd uns 40uS per la constant de

goto LCD_E_1 ;temps Tc return ; ;******************************************************************* ;LCD_DATO: Escriptura de dades en DDRAM o CGRAM. Envia la dada ;present en el W ; LCD_DATO OFF_COMANDO ;Desactiva RS (modo comando)

movwf PORTB ;Valor ASCII a sacar por portb call LCD_BUSY ;Espera a que se libere el LCD ON_COMANDO ;Activa RS (modo dato). goto LCD_E ;Genera pulso de E ;******************************************************************* ;LCD_REG: Escriptura de comandaments en el LCD. Envía el comandament ;present en el W LCD_REG OFF_COMANDO ;Desactiva RS (mode comandament) movwf PORTB ;Códi de comandament. call LCD_BUSY ;LCD lliure?. goto LCD_E ;SI. Genera puls de E. ;******************************************************************* ;LCD_INI: inicializació del LCD enviant el comandament "Function ;Set" 3 vegades consecutives ;amb un interval de unos 5 mS. El LCD queda esborrat i el cursor en ;la primera posició LCD_INI movlw b'00111000' call LCD_REG ;Codi de instrucció call LCD_DELAY ;Temporitza movlw b'00111000' call LCD_REG ;Código d’instrucció call LCD_DELAY ;Temporitza movlw b'00111000' call LCD_REG ;Códi de instrucció call LCD_DELAY ;Temporitza movlw b'00000001' ;Borra LCD i Home.

call LCD_REG return


60

;****************************************************************** ;LCD_DELAY: Rutina de temporizació de uns 5 mS. S’utilitzen les ;variables Lcd_Temp_1 ;i LCD_Temp_2 en lloc del TMR0. Aquest queda lliure per a altres ;aplicacions. LCD_DELAY: clrwdt movlw .10 movwf Lcd_Temp_1 clrf Lcd_Temp_2 LCD_DELAY_1: decfsz Lcd_Temp_2,F goto LCD_DELAY_1 decfsz Lcd_Temp_1,F goto LCD_DELAY_1 return

Codi 2. Rutines bàsiques per a la pantalla LCD.

3.4.7 Càlculs 7: SENSORS: Sensors de Temperatura i Humitat


Aqueta placa auxiliar és bastant sencilla només consta de quatre canals: tres sensors de temperatura (LM35) i un sensor integrat de humitat, i per connectar-los amb el PIC utilitzarem el connector pla DIP de 10 pins que en aquest cas estarà connectar amb el PORTA.

El LM35: és un sensor de temperatura amb una precisió calibrada de 1ºC i un rang que abasta des de -55º a +150ºC.

El sensor es presenta en diferents encapsulats però el més comú es el TO-92 d’igual similar a un típic transistor amb 3 potes, dos d’elles per alimentar-lo i la tercera ens dona un valor de tensió proporcional a la temperatura mesurada per el dispositiu. Amb el LM35 sobre la taula les patilles cap a nosaltres i les lletres del encapsulat cap amunt tenim que d’esquerra a dreta els pins són: Vcc-Vout-GND.

Figura 36. Patillatge i encapsulat del sensor de temperatura LM35.


61

La sortida és linial i equival a 10 mV/ºC per tant:

• +1500mV = 150ºC

• +250mV = 25ºC

• -550mV = -55ºC

Per una mesura real amb el conversor del Analògic/Digital s’ha disposat un generador de tensió de referència ajustable model LM336 extern al PIC, amb la qual cosa la mesuar de temperatura serà simple i fiable. El rang de mesures que soporta aquest montatge es solament de temperatures positives i abasta des de 0º a +150ºC.

Aquestes mesures les podren veure després al LCD i/o PC.

Hi ha un únic ajustament que és necesari fer correctament i és referent a la tensió de referència per el conversor A/D, ho farem treient el µControlador PIC del seu zócalo i mesurant entre el pin número 5 corresponent a "RA3 +Vref" i GND, llavors s’ajustarà per mig de la resistència variable multivolta per que en el polímetre ens marqui exactament 2,56 V amb la qual cosa s’aconsigueix que amb una precisió de conversión A/D de 8 bits cada 10mV representi un increment en el byte de sortida del conversor i por tant el poguen representar de manera sencilla sense fer-hi càlculs complexes.

Per la construcció de les sondes dels sensors de temperatura (LM35), utilitzarem cable i coverta, així com mini jack mascles i famelles, com veurem a les següents fotografies.

Figura 37, 38. Material per la construcció de les sondes i detall del soldatge.

Figura 39,40. Detall de coverta del sensor.


62

Figura 41, 42. Detall del cable amb la sonda y el connector tipus mini jack.

El sensor SHTxx: és un sensor integrat calibrat en fàbrica amb sortida digital mitjançant un bus serie síncron i protocol específic. El dispositiu també disposa d’un sensor de temperatura integrat per a compensar la mesura de humitat depenent de la temperatur, en casos extrems. Compta també en el seu interior amb un calefactor per a evitar condensació en l’interior de la càpsula de mesura per condicions de boira o similar on existeix condensació.

Figura 43. Patillatge i connexió del SHTxx

Per al seu funcionament el SHTxx es pot alimentar amb un rang de tensión contínua comprés entre 2,4 a 5V i és necesari proveir el més aprop possible del xip un condensador de desacoplament de 100 nF entre GND i Vcc. El xip disposa de 4 pins, el pin DATA correspon a la sortida/entrada per comandament i llegir el snsor i es un pin triestat per el que necesita d’una resistència de polarizació a Vcc (push-up). SCK se utiliza per sincronitzar la transmisió i no disposa de freqüència mínima.


63

Figura 44. Fotografia a tamany real del sensor SHTxx.

Transmissió Start: Per a comunicar-se amb el SHTxx el primer que hi ha que fer es enviar una seqüència de Inici de Transmissió “Transmission Start”. Aquesta consisteix en posar a cero lògic la linia de dades mentre SCK està a un, seguidament es genera un pols baix en SCK mentre la linia DATA segueix a zero i per finalitzar es posa a 1 DATA mestre SCK està a 1, seguidament es baixa a zero també SCK i finalitza la seqüència deixant la linea de dades i Clock en els estats lògics per defecte, DATA en estat alt i SCK en estat baix.

Figura 45. Inici de transmissió.

El següent serà enviar un comandament dels següents que acepta:

Comandamen Códi binario

Reservado 0000x

Mesura de Temperatura 00011

Mesura de Humitat 00101

Llegir el registre d’estat intern 00111

Escriure el registre d’estat intern 00110

Reservado 0101x-1110x

Generar un Reset al software intern, reposant als valors per defecto al registro d’estat Hi ha que esperar 11mS al menys després de

11110


64

enviar aquest comandament.

Figura 46. Instruccions en codi binari.

El protocol de transmisió de comandaments està basat en un byte complert o el que es el mateix 8 bits, com els comandaments són de 5 bits tan sols la resta de bits a la esquerra sempre serán 0. Per el que s’enviaràn primer 3 zeros seguits del comandametn per a completar el byte.

El SHTxx indicarà una recepció valida amb un pols de ACK en la linia de dades que és bidireccional i el que farà en el següent pols de CLK després de haver completat els 8 bits del comandament, per tant acte seguit després d’enviar el comandament hi ha que configurar com entrada el port del microcontrolador connectat a DATA del SHTxx i generar un senyal de CLOCK per que el sensor ens enviï la seva resposta ACK i ho fará posant la linia a nivell baix ja que com s’ha dit la linea de dades està polaritzada a Vcc per tant sempre hi ha un 1 lògic en ella i el que fa el SHTxx es forçar a 0 lògic amb la seva sortida a colector obert.

Seqüència de mesurament: Suposem que ja hem enviar un comandament “00000101” corresponent a “Mesura de humitat”, una vegada rebut el ACK des de el sensor hi ha que esperara que aquest completi l’adquisició i ens entregui la mesura, això sols trigar uns 55ms per una resolució de sortida de 12 bits o be, uns 11ms per a una resolució de 8 bits. Com aquest temps d’aquisició no és molt exacte i pot varar depenent de l’alimentació del sensor, i per tant de el seu oscil·lador intern. Per evitar esperes innecesaries el sensor generi un pols baix en la linea de dades i així se sap que el següent ja seràn dades vàlides, aixó es fa comprobant la linea de dades cada x temps fins que aquesta passi a nivell baix. Si és nivell alt encara no ha finalitzat i quan reben un nivell baix serà la indicació d’aquisició complerta i passarem a llegir la mesura del sensor.

Ara es generen 8 polsos de rellotge en la linia CLK i es guarda el estat de cada bit que ens retornarà el sensor. La tama que retorna el sensor es composa de 3 bytes, el primer correspon a MSB el segon a LSB i el tercer es el CRC-8 Checksum par a comprobar que la dada a arribat correctament, però el podem ignorar generant NACK després de la arribada del segon byte (LSB). Com poden obsevar-se la dada de la mesura es composa de 2 bytes malgrat que com a molt la dada valida serà de 12 bits de resolució, però malgrat que configurem el sensor per una resolució de 8 bits, sempre llegirem 2 bytes ignorant el MSB en aquest cas.

Després de cada 8 bits rebuts el microcontrolador a e generar un ACK per que el sensor sapiga que ja a rebut les dades. Aixó es fa generan un flanc de pujada en CLK mentre DATA està a nivel baix. Després d’aixó es continua amb la lectura d’altre byte.

Per finalitzar la trama es genera des de el microcontrolador un NACK (NoACK) aixó es el mateix que el ACK però en comptes de mantindre la linea DATA a nivell baix la tindrem que posar a 1 generant mentre aixó passa un flanc de pujada en CLK igual que abans.


65

Figura 47. Exemple de mesura de seqúència.

El sensor admiteix unes dos adquisicions o mesures per segon per el que no es deu forçar la lectura amb refrescaments superios a aquest, i no cal dir que una mesura d’aquest tipus no necesita un refrescament tant elevat, el més normal seria una mesura cada 5 o 10 segons o més encara.

3.4.7.2 Components:


- 1 led vermell per l’alimentació.

- 2 resistències: R1 de 330 ohms, R4 de 10 Kohms.


- 2 diodes: D2, D3 = 1N4004 o similar.

- 2 sensors de temperatura LM335.

- 1 CI regulador de tensió LM336.

- 1 sensor de humitat SHT73.

- 1 connector pla DIP de 10 pins.

- 2 connectors tipus mini jack mascle i femella amb les seves covertes.

- 2 cables de tres fils.

- 1 condensador C1 de desacoplament de 100 nF.




66

Figura 48. Placa SENSORS PCB.

3.4.7.4 Càlculs:

; SHT11LIB.INC ; ; ;******************************************************* ;---------------- RUTINES SENSOR HUMITAT I TEMPERATURA SHT11 ------ ;******************************************************************* ;Comandaments: ;sht11_Humedad :Lectura Humitat 16bits torna humitat en RH ;sht11_Set8bits :Configura el sensor per treballar en mode 8 bits ;sht11_Set14bits :Configura el sensor per treballar mode 14 bits ;sht11_HeaterON :Connecta el calentador intern anticondensacio ;sht11_HeaterOFF :Desconnecta calentador intern anticondensacio ;sht11_Reset :Resetea el sensor sht11 ; ; ;------------------------------------------------------------------- ; Revisio : 1.01 Fecha: 1/2/2007 Programa per : PIC16F876 ; CPU Clock : 4 MHz Temps instruccio : 1uS ; WDT : OFF Temps rellotge: XT ; Code Prot : OFF cfg USART rs232 : ON ; Autor : Daniel C. Martin ; Modificat : Jose Manuel Cruz Huertas


67

;******************************************************** sincbit EQU 0x50 ;contador enviament de bits Wdata EQU 0x51 ;variable d’intercanvi de dades CMData EQU 0x52 ;variable de comandaments RXmsb EQU 0x53 ;registres de recepcio de dades RXlsb EQU 0x54 RH EQU 0x55 ;Porcentatge de Humitat Relativa ACCaLO equ 0x61 ;Variables de calculs ACCaHI equ 0x60 ACCbLO equ 0x63 ACCbHI equ 0x62 ACCcLO equ 0x65 ACCcHI equ 0x64 ACCdLO equ 0x67 ACCdHI equ 0x66 temp equ 0x68 Flags equ 0x69 ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()

;Comandaments rapits------------------------------------------------ sht11_Humedad ;LECTURA HUMITAT 2 bytes call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000101' call SHT11_CMD ;Enviament: Lectura humitat

call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor call adqtime ;espera passi el temps d’adquisicio call readMSB ;llegueix el byte alt call setACK call readLSB ;lee el byte baix call setNACK call CalcRH ;Calcula %RH i ajusta linealitat ;retorna variable RH amb dada

return ;Retorna sht11_Set8bits ;configura sensor per treballar en ;mode 8 bits call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000111' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Envio: Lectura en config interna call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor call readMSB ;llegueix el byte alt (Dade) call waitACK ;--------------------------------- call readLSB ;llegueix el byte baix (CheckSum) call setNACK


68

call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000110' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament:Escriptura en config call waitACK ;interna espera que arribi ACK del bsf RXmsb,0 ;sensor posa un 1 en bit adequat i movf RXmsb,W ;carrega el stats modificat sensor call SHT11_CMD ;Envio: modificacion de status call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor ;call SHT11_start ;Inici de transmisio ;movlw b'00000111' ;---------------------------------- ;call SHT11_CMD ;Envio: Lectura en config interna ;call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor ;call readLSB ;lee el byte bajo ;call setNACK ;----------------------------------

return sht11_Set14bits ;configura el sensor per treballar mode 14 bits call SHT11_start ;Inicio de transmision movlw b'00000111' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament:Lectura config interna call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor call readMSB ;llegeix el byte alt (Dada) call waitACK ;---------------------------------- call readLSB ;llegeix el byte baix (CheckSum) call setNACK call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000110' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament: Escriptura en config call waitACK ;internaespera que llegue ACK desde bcf RXmsb,0 ;el sensor posa un 1 en el bit movf RXmsb,W ;adequat i carrega stats modificat call SHT11_CMD ;del sensor. Enviament: modificacio call waitACK ;status espera que arribi ACK des return ;del sensor. sht11_HeaterON ;connecta el escalfador intern anticondensacio call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000111' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament: Llectura config interna call waitACK ;espera que arribi ACK del sensorr call readMSB ;llegeix el byte alt (Dato) call waitACK ;----------------------------- call readLSB ;llegeix el byte baix (CheckSum) call setNACK call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000110' ;---------------------------------


69

call SHT11_CMD ;Enviament: Escriptura config call waitACK ;interna espera arribi ACK del bsf RXmsb,2 ;sensor posa un 1 en bit adequat i movf RXmsb,W ;carrega stats modificat del sensor call SHT11_CMD ;Enviament:modificacio de status call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor return sht11_HeaterOFF ;desconnecta el escalfador intern anticondensacio call SHT11_start ;Inicio de transmision movlw b'00000111' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament: Lectura en config interna call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor call readMSB ;llegeix el byte alt (Dada) call waitACK ;------------------------------------- call readLSB ;llegeix el byte baix (CheckSum) call setNACK call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00000110' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament: Escriptura en config interna call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor bcf RXmsb,2 ;posa un 1 en el bit adecuat i carrega movf RXmsb,W ;el stats modificado del sensor call SHT11_CMD ;Enviament: modificacio de status call waitACK ;espera que arribi ACK del sensor return sht11_Reset ;Reseteja el sensor sht11 call SHT11_start ;Inici de transmisio movlw b'00011110' ;---------------------------------- call SHT11_CMD ;Enviament:Lectura config interna

return ;espera de 11mS al menys després de ;aquesta instruccio

;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(

;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()( ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()( ;=================================================================== ;-------------------------------R U T I N E S----------------------- ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;Protocol d’inici de transmisio SHT11_start ;transmisio start bsf STATUS,RP0 ;banc 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bcf STATUS,RP1 bcf TRISA,4 ;ports com sortides bcf TRISA,5 bcf STATUS,RP0 ;banc 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-


70

bsf PORTA,4 ;DATA a 1 (per defecte) nop ;espera una mica nop bsf PORTA,5 ;CLK bcf PORTA,4 ;DATA (pols baix) bcf PORTA,5 ;CLK bsf PORTA,5 ;CLK bsf PORTA,4 ;DATA (per defecte alt) bcf PORTA,5 ;CLK return ;=================================================================== ;------------------------------------------------------------------- ;///////////////////////////////////////////////////////////////////

//////// ;Enviament de comandament de lectura de humitat SHT11_CMD movwf CMData ;guarda el comandament en variable clrf sincbit bcf STATUS,C ;esborra carry bsf STATUS,RP0 ;banc 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bcf TRISB,0 ;posa DATA port,0 com a sortida bcf STATUS,RP0 ;banc 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- cont_send rlf CMData,F ;rota a la esquerra, bit alt en carry ;. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ;enviament de dades segons el protocol del sht11 send_data btfsc STATUS,C ;comproba si es 1 o 0 goto uno ; ; cero bcf PORTB,1 ;SCK falling edge -_ bcf PORTB,0 ;DATA change bsf PORTB,1 ;SCK rising edge _- goto sht11_compTX ;salta uno bcf PORTB,1 ;SCK falling edge -_ bsf PORTB,0 ;DATA change bsf PORTB,1 ;SCK rising edge _- ;. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ;Comprobacio per a 8 rotacions, una per bit del comandament. sht11_compTX movlw .7 ;comprobacio 8 bits subwf sincbit,W ;Compara btfsc STATUS,Z ;Es l’ultim? return ;Si,

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> incf sincbit,f ;Incrementa numero de sincbit goto cont_send ;Torna a escriure ;=================================================================== ;-------------------------------------------------------------------


71

;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;Espera l’arribada de ACK des del sensor waitACK ;espera el ACK del sensor bsf STATUS,RP0 ;banc 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bsf TRISAB,0 ;posa DATA port,0 com entrada bcf STATUS,RP0 ;banc 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- nop nop nop nop ACKrx bcf PORTA,5 ;SCK falling edge nop nop ;5uS de retardo nop nop nop bsf PORTB,1 ;SCK rising edge btfsc PORTB,0 ;comprova data goto ACKrx ;NO, bucle bcf PORTB,1 ;SCK falling edge estat baix per return ;defecte ;ack desde SHT11 detectado y llegada de datos adqtime btfsc PORTB,0 ;comprova data goto adqtime ;NO, bucle return ;=================================================================== ;------------------------------------------------------------------- ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;LECTURA DE DATOS DES DEL SHT11 (Byte alt) readMSB clrf RXmsb ;limpia registre bsf RXmsb,0 ;posa un 1, indicara en carry el final leemsb bcf PORTB,1 ;SCK falling edge bsf PORTB,1 ;SCK rising edge btfss PORTB,0 ;lee data goto es_ceromsb es_unomsb rlf RXmsb,f ;rota a l’esquerra bsf RXmsb,0 ;posa un 1 en el bit 0 btfss STATUS,C ;va sortir la marca per carry? goto leemsb ;continua i captura el siguent bit return es_ceromsb rlf RXmsb,f ;rota a l’esquerra bcf RXmsb,0 ;posa un 0 en el bit 0


72

btfss STATUS,C ;va sortir la marca per carry? goto leemsb ;continua i captura el siguent bit return ;retorna ;=================================================================== ;------------------------------------------------------------------- ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;LECTURA DE DATOS DESDE EL SHT11 (Byte bajo) readLSB clrf RXlsb ;limpia registro bsf RXlsb,0 ;pone un 1 que indicara en carry el

final leelsb bcf PORTB,1 ;SCK falling edge bsf PORTB,1 ;SCK rising edge btfss PORTB,0 ;lee data goto es_cerolsb es_unolsb rlf RXlsb,f ;rota a la izquierda bsf RXlsb,0 ;pone un 1 en el bit 0 btfss STATUS,C ;salio la marca por carry? goto leelsb ;continua y captura el siguiente bit return es_cerolsb rlf RXlsb,f ;rota a la izquierda bcf RXlsb,0 ;pone un 0 en el bit 0 btfss STATUS,C ;salio la marca por carry? goto leelsb ;continua y captura el siguiente bit return ;retorna ;=================================================================== ;------------------------------------------------------------------- ;////////////////////////////////////////////////////////////////// setACK bsf STATUS,RP0 ;banco 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_

bcf TRISB,0 ;pone DATA port,0 como salida bcf STATUS,RP0 ;banco 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bcf PORTB,1 ;SCK falling edge bcf PORTB,0 ;DATA change nivel logico 0 bsf PORTB,1 ;SCK rising edge nop nop nop nop nop nop nop nop ;bsf PORTB,0 ;DATA change nivel logico 1(reposo)


73

bsf STATUS,RP0 ;banco 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bsf TRISB,0 ;pone DATA port,0 como entrada bcf STATUS,RP0 ;banco 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- return ;=================================================================== ;------------------------------------------------------------------- ;////////////////////////////////////////////////////////////////// setNACK bsf STATUS,RP0 ;banco 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ bcf TRISB,0 ;pone DATA port,0 como salida bcf STATUS,RP0 ;banco 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bcf PORTB,1 ;SCK falling edge bsf PORTB,0 ;DATA change nivel logico 0 bsf PORTB,1 ;SCK rising edge nop bcf PORTB,1 ;baja clk bsf STATUS,RP0 ;banco 1 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- bsf TRISB,0 ;pone DATA port,0 como entrada bcf STATUS,RP0 ;banco 0 _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_- return ;================================================================== ;------------------------------------------------------------------ ;////////////////////////////////////////////////////////////////// CalcRH ;RH% calculos de linealidad. (a*RH%+b)/256 movlw .0 ;0 ;MultiplicLO movwf ACCaHI movf RXlsb,W ;lectura 8 bits ;MultiplicHI movwf ACCaLO movlw .108 subwf RXlsb,W btfsc STATUS,C goto calcA2 ;-------------- Si lectura menor o igual a 107... calcA1 movlw .143 ;A ;ResultLLO movwf ACCbLO movlw .0 ;A ;ResultHHI movwf ACCbHI call D_mpyS ;multiplica (A*RH) ;el resultat esta en ACCcHI,ACCcLO ;resta 512 del resultat ;comprova si la dada es major de 512 ;si fos menor.. posa com resultat 512


74

;si es major.. resta 2 a MSB que equival a 512 ;de la dada de 16bits movlw .3 ;resta 2 subwf ACCcHI,W btfss STATUS,C goto menord2 ;major de 2 mayord2 ;si es major de 512.. resta 512 al resultat ;i despres comprova que el resultat no sigui menor de 512 movlw .2 subwf ACCcHI,F ;resta 512 a la dada alt movlw .3 ;si el resultat es subwf ACCcHI,W ;menor de 512... btfss STATUS,C goto menord2 ;major de 2 goto calccont ;si es major continua menord2 ;si es menor de 2 posa com resultat 512 movlw .2 movwf ACCcHI ;resultat=512 clrf ACCcLO goto calccont ;continua amb els calculs ;-------------- Si lectura major o igual a 108... calcA2 movlw .111 ;A ;ResultLLO movwf ACCbLO movlw .0 ;A ;ResultHHI movwf ACCbHI call D_mpyS ;multiplica (A*RH) ;suma 2893 al resultat ;suma 11 a MSB(mes carry de LSB) i 77 a LSB ;MSB=ACCcHI LSB=ACCcLO per a 16bits de resolucio movlw .11 addwf ACCcHI ;suma 11 a MSB movlw .77 ;suma 77 a LSB i si hi ha carry addwf ACCcLO ;i el suma a LSB btfsc STATUS,C ;comprova el carry incf ACCcHI ;suma el acarreo a MSB ;no hi ha carry i salta calccont ;continua amb el calcul de %RH ;ara divideix el resultat de 16bits / 256


75

;El resultat compler de 32 bits = ( ACCbHI, ACCbLO, ACCcHI, ;ACCcLO )

;el resutlado despres de rotar 8 bits es el mateix que ;el byte(ACCcHI) corresponent al byte 2 menys significatiu movf ACCcHI,W movwf RH ;RH = Relative Humidity return ;retorna amb el resultat calculat ;=================================================================== ;=================================================================== ;=================================================================== ;******************************************************************* ; Double Precision Multiplication ; ; ( Optimized for Code Size : Looped Code ) ; ;*******************************************************************; ;Multiplicatio: ACCb(16 bits) * ACCa(16 bits) -> ACCb,ACCc(32 bits) ;(a) Load the 1st operand in location ACCaLO & ACCaHI ( 16 bits ) ;(b) Load the 2nd operand in location ACCbLO & ACCbHI ( 16 bits ) ;(c) CALL D_mpy ;(d) The 32 bit result is in location (ACCbHI,ACCbLO,ACCcHI,ACCcLO ) ;*******************************************************************; ; ; ;******************************************************************* ; Double Precision Multiply ( 16x16 -> 32 ) ; ( ACCb*ACCa -> ACCb,ACCc ) : 32 bit output with high word ; in ACCb ( ACCbHI,ACCbLO ) and low word in ACCc ( ACCcHI,ACCcLO ). ; D_mpyS ;results in ACCb(16 msb's) and ACCc(16 lsb's) call setupmult bcf STATUS,C mloop rrf ACCdHI,F ;rotate d right rrf ACCdLO,F btfss STATUS,C ;need to add? goto No_add movf ACCaLO,W ; Addition ( ACCb + ACCa -> ACCb ) addwf ACCbLO,F ;add lsb btfsc STATUS,C ;add in carry incf ACCbHI,F


76

movf ACCaHI,W addwf ACCbHI,F ;add msb No_add rrf ACCbHI,F rrf ACCbLO,F rrf ACCcHI,F rrf ACCcLO,F decfsz temp,F ;loop until all bits checked goto mloop goto end1 ; Double Precision Addition ( ACCb + ACCa -> ACCb ) ; D_add bcf Flags,C ;Clear temp Carry bit movf ACCaLO,W ; Addition ( ACCb + ACCa -> ACCb ) addwf ACCbLO,F ;add lsb btfsc STATUS,C ;add in carry incf ACCbHI,F btfsc STATUS,C bsf Flags,C movf ACCaHI,W addwf ACCbHI,F ;add msb btfsc Flags,C bsf STATUS,C return ; ; ;******************************************************************* ; setupmult movlw .16 ; for 16 shifts movwf temp movf ACCbHI,W ;move ACCb to ACCd movwf ACCdHI movf ACCbLO,W movwf ACCdLO clrf ACCbHI clrf ACCbLO return ; ;**************************************************************** end1 return

Codi 3. Codi font de les rutines del sensor d’humitat i temperatura SHT11.

3.5 Codi font del programa principal del microcontrolador.

;******************************************************** ;PROGRAMA : X-Temp_LM35.asm


77

;Funció :Mesurament de temperatura de 2 canals(més un de reserva) ;amb 2,56V +Vref externa i sensors LM35, indicacio de temp. a LCD ;2x16. ; ; Medición de 0 a +150 ºC ; ;------------------------------------------------------------------ ; Revisio : 1.01 Fecha: 22/2/2007 Programa per: PIC16F876 ; CPU Clock : 4 MHz Temps d’instruccio : 1uS ; WDT : OFF Tipo de reloj : XT ; Code Prot : OFF cfg USART rs232 : none ; Autor : Daniel C. Martin ; Modificat : Jose Manuel Cruz Huertas ;********************************************************** processor 16F876 LIST P=16F876 ;S’indica el mode de procesador INCLUDE <P16f876.inc> ;se inclou la definicio dels ;registres interns INCLUDE <LCD_LIB.inc> ;conjunt rutines de la pantalla LCD

INCLUDE <SHT11LIB.inc> ;conjunt rutines del sensor temperatura ;sht11

T_MIN EQU 0x35 ;Temperatura minima T_MAX EQU 0x37 ;Temperatura maxima TEMPORAL EQU 0x30 PDel0 EQU 0x21 PDel1 EQU 0x22 PDel2 EQU 0x23 BUFFER EQU 0x24 DATO_A EQU 0x25 DATO_B EQU 0x26 Digito EQU 0x27 INNER EQU 0x28 OUTER EQU 0x29 cnt_bit EQU 0x2A ASCII_H EQU 0x2B ASCII_M EQU 0x2C ASCII_L EQU 0x2D HEXADECIMAL EQU 0x2E Canal EQU 0x2F ;------------------------------------------------------------------- org 0x00 ;vector de inicio goto INICIO


78

org 0x05 ;despres del vector d’interrupcio tbl_hygro addwf PCL,f ;taula amb contingut de rotul constant ;dt "Humedad:", 0 ;=================================================================== ; INICIO PROGRAMA PRINCIPAL ;=================================================================== INICIO bcf STATUS,RP0 ;banc 0 bcf STATUS,RP1 clrf PORTA bsf STATUS,RP0 ;banc 1 clrf TRISB ;portb com a sortida clrf TRISC bcf STATUS,RP0 ;banc 0 clrf PORTA ;Neteja latches port clrf PORTB ;Neteja latches port clrf PORTC ;Neteja latches port ;''''''''''''''''''Inicialitzacio PANTALLA LCD '''''''''''''''''''''

START CALL LCD_INI ;Inicia LCD (CFG puertos...) START_1 MOVLW b'00000001' ;Borrar LCD i Home CALL LCD_REG MOVLW b'00000110' ; CALL LCD_REG MOVLW b'00001100' ;LCD On, cursor Off,Parpadeo Off CALL LCD_REG MOVLW 0x80 ;Direccio caracter CALL LCD_REG REPETIR ;MOVF Digito,w ;W=Digit ;CALL DATO_1 ;Agafa el caracter ;IORLW 0x00 ;Compara ;BTFSC STATUS,2 ;Es l’ultim? ;GOTO acabar ;Si ;CALL LCD_DATOS ;Visualitza caracter ;INCF Digito,f ;Incrementa numero de Digit ;GOTO REPETIR ;Torna a escriure acabar ;acabament inicializacio de lcd i mostra primeres dades ;'''''''''''''''''''Inicialitzacio SENSOR SHT11 HUMITAT '''''''''' setsens ;bsf PORTB,7 call sht11_Set8bits


79

;bcf PORTB,7 ;configura el sensor para trabajar en modo 8 bits ;------------------Configuracio CONVERTIDOR A/D--------------------- CFGADCd bsf STATUS,RP0 ;Banc 1 bcf STATUS,RP1 movlw b'00000011' ;seleccio tipus ports A/D movwf ADCON1 movlw b'11111111' movwf TRISA ;PORTA com a entrada bcf STATUS,RP0 ;Banc 0 movlw b'01000001' ;seleccio Tad, canals per a movwf ADCON0 ;conversio i A/D=ON bcf PIR1,ADIF ;neteja flag de conversio complerta ; FIN de configuracio de registres ;------------------------------------------------------------------- ;''''''''''''''''''Inicialitzacio USART a 9600 ''''''''''''''''''''' setusart clrf PORTB ;Limpia salidas clrf PORTC bsf RCSTA,SPEN ;se activa la USART bsf STATUS,RP0 ;Cambio al banco 1 ------------- bcf STATUS,RP1 clrf TRISB ;Puerta B como salida movlw b'10111111' ;RC7/Rx entrada, movwf TRISC ;RC6/Tx salida. movlw b'00100100' ;Configuracion USART movwf TXSTA ;y activacion de transmision movlw .25 ;9600 baudios movwf SPBRG bcf STATUS,RP0 ;Cambio al banco 0 ------------- bsf RCSTA,SPEN ;se activa la USART bsf STATUS,RP0 ;Cambio al banco 1 ------------- bcf STATUS,RP1 bsf TXSTA,TXEN ;Habilita la transmision bcf STATUS,RP0 ;Cambio al banco 0 ------------- ; FIN de configuracio de la USART ;------------------------------------------------------------------- ;=================================================================== ; Inici de conversio de valors analogics


80

;=================================================================== lecturas movlw d'0' ;selecciona canal ADC movwf Canal call RUN_ADC movlw 0x80 ;pone cursor en 80-------------- call LCD_REG movlw 'T' call LCD_DATOS ;Visualiza caracter movlw '1' call LCD_DATOS ;Visualiza caracter movlw '=' call LCD_DATOS ;Visualiza caracter call inLCD ;visualitza dada—T1=TEMPERATURA----

- call inSHT ;visualitza dada--HUMITAT-----

---- movlw 0xDF ;º call LCD_DATOS ;Visualitza caracter movlw 0x20 ;" " call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ;''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' movlw d'5' call delay ;''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' movlw d'1' ;selecciona canal ADC movwf Canal call RUN_ADC movlw 0x88 ;pone cursor en 80------------------ call LCD_REG movlw 'T' call LCD_DATOS ;Visualiza caracter movlw '2' call LCD_DATOS ;Visualiza caracter movlw '=' call LCD_DATOS ;Visualiza caracter

call inLCD ;visualitza dada—T1=TEMPERATURA--- call inSHT ;visualitza dada--HUMITAT----- movlw 0xDF ;º call LCD_DATOS ;Visualitza caracter movlw 0x20 ;" " call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ;'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' movlw d'5' call delay ;;''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ; movlw d'2' ;sel·lecciona canal ADC NO UTILITZAT ; movwf Canal ; call RUN_ADC


81

; ; movlw 0xC0 ;posa cursor en 80------------------ ; call LCD_REG ; movlw 'T' ; call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ; movlw '3' ; call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ; movlw '=' ; call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ; ; call inLCD ;visualitza dato---------------- ; movlw 0xDF ;º ; call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ; movlw 0x20 ;" " ; call LCD_DATOS ;Visualitza caracter ;'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ; movlw d'5' ; call delay call PDelay ;retard de 2 segons

;Llegeix sensor de humitat SHT11 i ;retorna mesures

call sht11_Humedad ;mostreja la mesura RXmsb:RXlsb ;================================================================= ; Es compara la temperatura T1 de la sonda 1 amb maxim i mínim ; per activar relés del ventilador, calefactor o llum d’alarma ;================================================================= movlw T_MAX

subwf TEMPORAL,w btfsc STATUS,C ;¿Mayor que la máxima? goto SUP_MAX ;Si bcf PORTC,3 ;No. Desconectar motor ;ventilador movlw T_MIN subwf TEMPORAL,w btfsc STATUS,C ;¿Mayor que la máxima? goto INF_MIN ;Si bcf PORTC,4 ;No. Desconectar relé ;calefactor goto LECTURES

SUP_MAX bsf PORTC,3 ;Encendre motor (ventilador) bsf PORTC,5 ;Encendre rele llum alarma

Goto LECTURES INF_MIN bsf PORTC,4 ;Activar relé (calefactor) Bsf PORTC,5 ;Encendre rele llum alarma

goto LECTURES ;bucle de lectures dels valors

;dels sensors ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;///////////////////////////////////////////////////////////////////


82

;------------------------------------------------------------------- RUN_ADC bcf STATUS,RP0 ;Banc 0 bcf STATUS,RP1 ;Banc 0 movlw b'01000001' ;reposa a zero per que iorlw pogui movwf ADCON0 ;bcf ADCON0,ADON ;apaga el convertidor rlf Canal,F ;posiciona els bits rlf Canal,F rlf Canal,W iorwf ADCON0,F ;bsf ADCON0,ADON ;encent el convertidor rrf Canal,F rrf Canal,F ;retorna a l’anterior bcf PIR1,ADIF ;neteja flag de conversio complerta nop nop GO_ADC bsf ADCON0,GO_DONE ;Inici conversio wait_ADC btfsc ADCON0,GO_DONE ;espera que finalitzi la conversio goto wait_ADC ;bucle READ_OK ;La conversio esta en ADRESH:ADRESL

return ;=================================================================== ; Mostrar dades sensors temperatura per la pantalla LCD ;=================================================================== inLCD movf ADRESH,W call Hex_Ascii bcf STATUS,RP0 ;banc 0 bcf STATUS,RP1 bcf STATUS,Z movf ASCII_H,W ;sobreescriure la dada distancia

xorlw 0x30 ;Comprova si es zero a l’esquerra btfsc STATUS,Z

goto cero_izquierda movf ASCII_H,W CALL LCD_DATOS ;Visualitza caracter

CALL PC_DATOS cero_izquierda movf ASCII_M,W ;iorlw 0x00 ;Comprova si es zero a l’esquerra


83

;btfss STATUS,Z CALL LCD_DATOS ;Visualitza caracter CALL PC_DATOS

Movf ASCII_L,W CALL LCD_DATOS ;Visualitza caracter CALL PC_DATOS call DELAY_5MS call DELAY_5MS return ;=================================================================== ; Mostrar dades sensor de humitat per la pantalla LCD ;================================================================ ;mostrar en lcd!**************************************************** inSHT movf RH,w ;muestra la humedad relativa por LCD call Hex_Ascii bcf STATUS,RP0 ;banco 0 bcf STATUS,RP1 movlw 0x89 ;Direccion caracter call LCD_REG bcf STATUS,Z ; movf ASCII_H,W ;sobreescribe el dato xorlw 0x30 ;Comprueba si es cero a la izquierda btfss STATUS,Z goto nocero1 movlw 0x20 ;espacio blanco CALL LCD_DATOS ;Visualiza carácter

CALL PC_DATOS goto nocero2 nocero1 movf ASCII_H,W ;==================================== CALL LCD_DATOS ;Visualiza caracter CALL PC_DATOS bcf STATUS,Z ; movf ASCII_H,W ;sobreescribe el dato xorlw 0x30 ;Comprueba si es cero a la izquierda btfss STATUS,Z goto nocero2 movlw 0x20 ;espacio blanco CALL LCD_DATOS ;Visualiza carácter

CALL PC_DATOS nocero2 movf ASCII_M,W ;====================================


84

CALL LCD_DATOS ;Visualiza caracter CALL PC_DATOS movf ASCII_L,W ;==================================== CALL LCD_DATOS ;Visualiza caracter CALL PC_DATOS movlw '%' CALL LCD_DATOS ;Visualiza caracter CALL PC_DATOS ;=================================================================== clrf PORTB return ;salta la rutina ;=================================================================== ; Envia carActer ascii al PC via USART ;=================================================================== PC_DATOS movwf TXREG ; del codigo ascii bsf STATUS,RP0 ;Cambio al banco 1 ------------- bcf STATUS,RP1 COMP_TX btfss TXSTA,TRMT ;comprueba si acabo de Tx. goto COMP_TX return ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;/////////////////////////////////////////////////////////////////// ;/////////////////////////////////////////////////// ;******************************************************************* ;DELAY_5MS genera una temporitzacio de 5mS necesari per la sequencia ;d’inici del LCD DELAY_5MS movlw .6 ; 1 set number of repetitions (B) movwf PDel0 ; 1 | PLoop1 movlw .207 ; 1 set number of repetitions (A) movwf PDel1 ; 1 | PLoop2 nop ; 1 clear watchdog decfsz PDel1, 1 ; 1 + (1) is the time over? (A) goto PLoop2 ; 2 no, loop decfsz PDel0, 1 ; 1 + (1) is the time over? (B) goto PLoop1 ; 2 no, loop PDelL1 goto PDelL2 ; 2 cycles delay PDelL2 nop ; 1 cycle delay return ; 2+2 Done ;################################################################## del_1ms movlw d'199' ;delay 1mS movwf INNER


85

in_lp nop nop decfsz INNER,F goto in_lp return delay movwf OUTER ;voltes de 1mS out_lp call del_1ms decfsz OUTER,F goto out_lp return ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() Hex_Ascii ;cargar en W el dato hex. ; ;MOVLW .254 MOVWF HEXADECIMAL clrf ASCII_H ;Per a BCD D'0' clrf ASCII_M ;Per a BCD D'0' clrf ASCII_L ;Per a BCD D'0' ; Centenas ; movlw D'100' ;D'100' --> W subwf HEXADECIMAL,W ;HEXADECIMAL - D'100' --> W btfss STATUS,C ;HEXADECIMAL es menor que D'100' ? goto Decenas ;Si movwf HEXADECIMAL ;Salva la resta incf ASCII_H,F ;Incrementa comptador centenas BCD goto Centenas ;Torna per altres D'100' ; Decenas ; movlw D'10' ;D'10' --> W subwf HEXADECIMAL,W ;HEXADECIMAL - D'10' --> W btfss STATUS,C ;¿ HEXADECIMAL es menor que D'10' ? goto Unidades ;Si movwf HEXADECIMAL ;Salva la resta incf ASCII_M,F ;Incrementa comptador de decenas BCD goto Decenas ;Torna per altres D'10' ; Unidades ; movf HEXADECIMAL,W ;La resta pertany movwf ASCII_L ;a les unitats BCD clrf HEXADECIMAL ;Posa a zero el registre HEXADECIMAL ; Bcd_A_Ascii


86

; movlw H'30' ;H'30' --> W iorwf ASCII_L,F ;Converteix de BCD a ASCII iorwf ASCII_M,F ;Converteix de BCD a ASCII ; movf ASCII_H,F ;ASCII_H --> F btfsc STATUS,Z ;? ASCII_H es D'00' ? goto Espacio ;Si movlw H'30' ;H'30' --> W iorwf ASCII_H,F ;Converteix de BCD a ASCII return ;Retorna ; Espacio ; movlw '0' ;A' ' --> W movwf ASCII_H ;A' ' --> ASCII_H ;movwf ASCII_M ;A' ' --> ASCII_H ;movwf ASCII_L ;A' ' --> ASCII_H return ;Retorna ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ;()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() ; Description: Waits 100 cycles ;------------------------------------------------------------- Delayp1 movlw .23 ; 1 set number of repetitions movwf PDel0 ; 1 | PLoop02 nop ; 1 clear watchdog decfsz PDel0, 1 ; 1 + (1) is the time over? goto PLoop02 ; 2 no, loop PDelL12 goto PDelL22 ; 2 cycles delay PDelL22 nop ; 1 cycle delay return ; 2+2 Done ;------------------------------------------------------------- ; Description: Waits 2000000 cycles 2 segundos ;------------------------------------------------------------- PDelay movlw .167 ; 1 set number of repetitions (C) movwf PDel0 ; 1 | PLoop0s movlw .41 ; 1 set number of repetitions (B) movwf PDel1 ; 1 | PLoop1s movlw .72 ; 1 set number of repetitions (A) movwf PDel2 ; 1 | PLoop2s nop ; 1 clear watchdog decfsz PDel2, 1 ; 1 + (1) is the time over? (A) goto PLoop2s ; 2 no, loop decfsz PDel1, 1 ; 1 + (1) is the time over? (B) goto PLoop1s ; 2 no, loop decfsz PDel0, 1 ; 1 + (1) is the time over? (C) goto PLoop0s ; 2 no, loop PDelL1s goto PDelL2s ; 2 cycles delay


87

PDelL2s nop ; 1 cycle delay return ; 2+2 Done ;------------------------------------------------------------- END ;*************************************************

Codi 4. Codi font del programa principal.


88


Signatura:


SISTEMA DE CONTROL D’UNA INCUBADORA MITJANÇANT UN MICROPORCESSADOR.

TOMO II

4 Plànols.



DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Plànols

90

4.1 Índex dels Plànols.

4 PLÀNOLS. ............................................................................................................................ 89 4.1 ÍNDEX DELS PLÀNOLS. .................................................................................................... 90 4.2 PLÀNOL 1: MCHBOARD1. PLACA PRINCIPAL. ............................................................... 91 4.3 PLÀNOL 1 BIS PCB: MCHBOARD1. ............................................................................... 92 4.4 PLÀNOL 2 : LEDSMONI. MONOTORITZACIÓ DE BUS AMB LEDS....................................... 93 4.5 PLÀNOL 2 BIS PCB: LEDSMONI. ................................................................................... 94 4.6 PLÀNOL 3: TENSIÓ. ALIMENTACIÓ DE 12 I 5 VCC. .......................................................... 95 4.7 PLÀNOL 3 BIS PCB : TENSIÓ.......................................................................................... 96 4.8 PLÀNOL 4: COMRS232: CONNEXIÓ RS232 AMB PC. ....................................................... 97 4.9 PLÀNOL 5: POTENCIA: CONNEXIÓ DE SORTIDA PER ELS RELÉS. ..................................... 98 4.10 PLÀNOL 4 BIS PCB: COMRS232..................................................................................... 99 4.11 PLÀNOL 6: LCD16X2: PANTALLA LCD DE 16X2. .......................................................... 100 4.12 PLÀNOL 6 BIS PCB: LCD16X2...................................................................................... 101 4.13 PLÀNOL 7: SENSORS: SENSORS DE TEMPERATURA I HUMITAT...................................... 102 4.14 PLÀNOL 7 BIS PCB: SENSORS. .................................................................................... 103

Sistema de control d’una incubadora Plànols

104


Signatura:



TOMO III

5 PLEC DE CONDICIONS 6 ESTAT DELS MESURAMENTS 7 PRESSUPOST



DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Plec de condicions

106

5 Plec de condicions.

5.1 Índex del Plec de Condicions.

5 PLEC DE CONDICIONS. .................................................................................................. 106 5.1 ÍNDEX DEL PLEC DE CONDICIONS. ................................................................................. 106 5.2 CUMPLIMIENT DE LES NORMES D’INSTAL·LACIÓ. CONEIXEMENT DELS

REQUERIMIENTS I NECESITATS DE L’ÀREA ON ES REALIZARÀ LA INSTAL·LACIÓ. ............... 107 5.3 NECESITAT DE LA COMPATIBILITAT AMB L’EQUIP EXISTENT (SI HI CORRESPON). .............. 107 5.4 DOCUMENTACIÓ D’ACOMPANYAMENT: ......................................................................... 107 5.5 FORMACIÓ DEL PERSONAL SANITARI I TÈCNIC. ............................................................... 108 5.6 CONDICIONS DE MANTENIMIENT EN EL PERÍODE DE CESSIÓ. ............................................ 108 5.7 CONDICIONS DEL MANTENIMENT FORA DEL PERÍODE DE CESSIÓ...................................... 108 5.8 CONTRACTES DE MANTENIMIENT FORA DEL PERÍODE DE CESSIÓ. .................................... 108 5.9 CRITERIS DE VALORACIÓ............................................................................................... 109


107

5.2 Cumplimient de les normes d’instal·lació. Coneixement dels requerimients i necesitats de l’àrea on es realizarà la instal·lació.

El licitador haurà de donar coneixement detallat de qualsevol requeriment especial que hagi de complir el local o zona on s'instal·li l'equip independentment de si les despeses d'adaptació o adequació del local siguin per part de l'adjudicatari o de l'Hospital. Això inclou la instal·lació elèctrica, de fontaneria, gasos, aire condicionat, estructurals, mobiliaris, etc. Els requeriments no descrits seran assumits en la seva totalitat pel ofertant.

En cas de tenir necessitats d'instal·lació especifiques, es descriuran en una memòria que s'inclourà obligatòriament en el Sobre nº 2 .

El licitador haurà de detallar el material fungible que es precisa per al normal funcionament de l'equip així com els possibles subministradors, i indicarà clarament si és exclusiu o de lliure adquisició. Inclourà en el Sobre nº 3 (oferta econòmica) el llistat de preus del material fungible necessari per al normal funcionament de l'Equip.

En cas de tenir necessitats d'instal·lació especifiques, es descriuran en una memòria que s'inclourà obligatòriament en el Sobre nº 2.

El licitador haurà de detallar el material fungible que es precisa per al normal funcionament de l'equip així com els possibles subministradors, i indicarà clarament si és exclusiu o de lliure adquisició. Inclourà en el Sobre nº 3 (oferta econòmica) el llistat de preus del material fungible necessari per al normal funcionament de l'Equip.

Els equips als quals fa referència el RD 2071/1995 de 22 de Desembre haurien de passar les proves d'acceptació posteriors a la instal·lació en la forma que en el RD es detalla.

5.3 Necesitat de la compatibilitat amb l’equip existent (si hi correspon).

L’equip haurà de ser compatible amb l‘equipamient que actualment existeix al Servicio i al qual es desitja connectar o amb el qual va a interactuar.

5.4 Documentació d’acompanyament:

L’ equip s’entregarà amb la següent documentació tècnica:

• Manuals tècnics i de mantenimient. Incluiràn una teoría d’operació, esquemes eléctrics i mecánics complets, especejament, recanvis i accesoris, operacions de mantenimient preventiu, calibratge i ajuda en la localizació d’avaríes.

• Manuals d’usuari amb les característiques de l’equip, una explicació detallada dels principis de funcionamient, dels controls, operacions de maneig i seguritat del pacient, alarmes i operacions rutinaries per a verificació del funcionamient apropiat de l’equipo previ al seu ús diari.

• Informació i retulat sobre l’equip o en targetas de fàcil accés en els equips que representin un riesgo especial para el paciente.

Els manuals haurien d ’ e star en espanyol i català. Rètols, indicadors ietiquetes de l’equip també haurien d’estar en castellà i català o ser suficientement autoexplicatius.


108

5.5 Formació del personal sanitari i tècnic.

L’adjudicatari haurà de formar al personal mèdic, personal de infermeria i personal tècnic per a utilitzar l'equip en la forma prevista pel fabricant i efectuar les rutines de servei. També el adjudicatari haurà d'aportar la documentació i informació necessària per a facilitar la formació del personal que efectuarà les Inspeccions Periòdiques i Manteniment Preventiu necessaris amb la finalitat de reduir avaries i proporcionar una major seguretat tant al pacient com al usuari. En cas que l'equip subministrat formi part d'un sistema, la instrucció del personal s'estendrà a les funcions del sistema afectades per l'equip subministrat. El programa de formació del personal es portarà a terme abans que l'equip comenci a donar servei efectiu.

5.6 Condicions de mantenimient en el període de cessió.

El mantenimient dels equips és per compta del cedent.

5.7 Condicions del manteniment fora del període de cessió.

L'adjudicatari es compromet a atendre les sol·licituds de manteniment que li siguin requerides per l'Hospital durant la vida benvolguda de l'equip que no serà inferior a deu anys. Aquesta obligació queda transferida subsidiàriament en els casos de canvi de titularitat de la representació. El licitador haurà d'establir el temps de resposta previst per a atendre les sol·licituds anteriors.

Així mateix l'adjudicatari es compromet a efectuar:

a) L'adaptació dels equips a normes de seguretat per canvi en la reglamentació referent a això , prèvia aprovació pels òrgans competents de contractació de la corresponent oferta.

b) Els trasllats dels equips, quan aquests s'estimin necessaris per l'Hospital, prèvia aprovació pels òrgans de contractació de la corresponent oferta.

c) Mantenir informat a l'Hospital sobre els canvis en les tarifes de la mà d'obra i en tant que sigui possible dels preus dels recanvis.

5.8 Contractes de mantenimient fora del període de cessió.

Quan sigui sol·licitat per l'Hospital l'adjudicatari es compromet a enviar oferta de contracte de manteniment per a l'equip subministrat, durant el període de vida útil, en els termes que habitualment es realitzin, indicant clarament el percentatge d'aquest contracte respecte al preu de compra sense impostos.

Per a contractes que no incloguin materials, el percentatge anual en cap cas superarà el 4% de valor d'adjudicació sense impostos, i l'increment/any no superarà l'IPC general.

Per a contractes a TOT RISC incloent materials, excepte tubs de buit, tubs Rx, intensificadores; el percentatge anual en cap cas superarà el 7% de valor d'adjudicació sense impostos, i l'increment/any no superarà l'IPC general. Si el contracte de manteniment no es realitzés al venciment de la garantia i fos sol·licitat en anys posteriors, el preu del mateix no superarà l'indicat anteriorment, mes l'IPC general del període entre la compra de l'equip i la de realització del contracte


109

5.9 Criteris de valoració.

En l'oferta tècnica s'inclouran suficients descripcions tècniques de l'equip, per a poder realitzar una valoració del mateix.

S'admetran variants sobre qualsevol millora en l'equip o les seves funcions.

Signat: JOSÉ MANUEL CRUZ HUERTAS

ENGINYER TÈCNIC INDUSTRIAL

Signatura:

Tarragona, Abril de 2007.


6 Estat dels mesuraments.



DATA: Juny / 2005.

Sistema de control d’una incubadora Estat dels mesurament

111

6.1 Índex de l’Estat dels Mesuraments.

6 ESTAT DELS MESURAMENTS. ...................................................................................... 110 6.1 ÍNDEX DE L’ESTAT DELS MESURAMENTS. ...................................................................... 111 6.2 PLACA 1: MCHBOARD1. PLACA PRINCIPAL. ............................................................... 112 6.3 PLACA 2: LEDSMONI. PLACA AUXILIAR. MONOTORITZACIÓ DE BUS AMB LEDS. ........... 112 6.4 PLACA 3: TENSIÓ. PLACA D’ALIMENTACIÓ DE 12 I 5 VCC............................................. 113 6.5 PLACA 4: COMRS232: PLACA PER A LA CONNEXIÓ RS232 AMB PC............................... 113 6.6 PLACA 5: POTENCIA: CONNEXIÓ DE SORTIDA PER ELS RELÉS. ..................................... 114 6.7 PLACA 6: LCD16X2: PLACA AUXILIAR. PANTALLA LCD DE 16X2.................................. 114 6.8 PLACA 7: SENSORS: PLACA DELS SENSORS DE TEMPERATURA I HUMITAT. ................... 115


112

Aquest document te com a misió definir i determinar les unitat de cada partida o unitat d’obra que configuren la totalitat del producte objecte del projecte. Inclou el número d’unitats i característiques de cada placa

6.2 Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal.

Codi Descripció Valor Uts Parcials 1.1 Condensador polièster 100nF 400V 4 4 1.2 Condensador polièster 15pF 2 2 1.3 Condensador electrolític 47uF/25V 1 1 1.4 Diode 1N4148 2 2 1.5 Led Vermell 1 1

1.6 Header2 Regleta de 2 contactes 2 2

1.7 CON10A Connector pla 10 pols 3 3 1.8 Resistencia 100 ohm 1/4 W 1 1 1.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 1 1.10 Pulsador SW PUSHBUTTON 1 1 1.11 Microcontolador PIC16F876 1 1

1.12 Regulador V fixa UA7805 (+ 5 / 200 mA) 1 1

1.13 Crystal Cristal quarz 4 MHz 1 1

1.16 Zòcal microcontrolador Zòcal de 28 pins estret 1 1

1.17 Targeta uniprint 100x160 mm 1 1 1.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5

6.3 Placa 2: LEDSMONI. Placa auxiliar. Monotorització de Bus amb Leds.

Codi Descripció Valor Uts Parcials 2.14 Led CROC 4 4 2.15 Led Verd 2 2 2.5 Led Vermell 1 1 2.7 CON10A Connector pla 10 pols 3 3 2.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 1 2.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 1 2.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5


113

6.4 Placa 3: TENSIÓ. Placa d’Alimentació de 12 i 5 Vcc.

Codi Descripció Valor Uts Parcials 3.1 Condensador polièster 100nF 400V 4 4 3.3 Condensador electrolític 47uF/25V 2 2 3.4 Diode 1N4148 2 2 3.5 Led Vermell 2 2 3.6 Header2 Regleta 2 contactes 3 3 3.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 2 2 3.17 Pulsador SW PUSHBUTTON 1 1 3.12 Regulador V fixa UA7805 (+ 5 / 200 mA) 1 1

3.19 Regulador V fixa LM78L12A (+ 12 / 200 mA) 1 1

3.20 Interruptor d'un sol fil JUMPER1 1 1 3.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 1 3.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5

6.5 Placa 4: COMRS232: Placa per a la Connexió RS232 amb PC.

Codi Descripció Valor Uts Parcials

4.1 Condensador polièster 1nF 400V 5 5

4.6 Header2 Regleta de 2 contactes 1 1 4.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 1 4.14 Led Groc 1 1 4.15 Led Verd 1 1 4.5 Led Vermell 1 1 4.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 3 3

4.21 Connector DB9 connector de 9 pins 1 1

4.22 C. Integrat MAX232 1 1 4.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 1 4.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5


114

6.6 Placa 5: POTENCIA: Connexió de Sortida per els Relés.


5.6 Header2 Regleta de 2 contactes 4 4

5.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 1 5.14 Led Groc 2 2 5.15 Led Verd 1 1 5.5 Led Vermell 2 2 5.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 2 2 5.23 Resistencia 1 Kohm 1/4 W 2 2 5.24 Relé Relay 12 V 3 3 5.25 C. Integrat ULN2803 1 1 5.17 Targeta uniprint 100x160 mm 1 1

5.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5

6.7 Placa 6: LCD16X2: Placa auxiliar. Pantalla LCD de 16x2.


6.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 1

6.5 Led Vermell 1 1 6.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 1 6.26 Pantalla LCD DISPLAY LCD 1 1 6.27 Potenciometre 10 Kohms 1 1 4.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 1

4.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5


115

6.8 Placa 7: SENSORS: Placa dels Sensors de Temperatura i Humitat.


7.28 CONN CIR 3-R Connector circular 3 bornes 2 2

7.4 Diode 1N4148 2 2 7.5 Led Vermell 1 1 7.25 Potenciometre 10 Kohms 1 1 7.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 1 7.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 1 7.29 Sensor Temperatura LM335/TO92 1 1 7.30 Estabilitzador V LM336-2.5V/TO 1 1 7.31 Sensor Humitat SHT7X 1 1 7.32 Resistencia 2K5 ohms 1/4 W 1 1 1.17 Targeta uniprint 100x160 mm 1 1 1.18 Hores de montatge Preu per hora 5 5


116



Signatura:



7 Pressupost.



DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Pressupost

118

7.1 Índex del Pressupost.

7 PRESSUPOST..................................................................................................................... 117 7.1 ÍNDEX DEL PRESSUPOST. ............................................................................................... 118

7.1.1 Quadre de preus unitaris..................................................................................... 119 7.1.2 Quadre de preus. Descompossats........................................................................ 120 7.1.3 Quadre de preus Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal. ................................. 120 7.1.4 Quadre de preus Placa 2: LEDSMONI. Placa auxiliar. Monotorització de Bus amb

Leds.................................................................................................................... 121 7.1.5 Quadre de preus Placa 3: Placa d’Alimentació de 12 i 5 Vcc .............................. 121 7.1.6 Quadre de preus Placa 4: COMRS232: Placa per a la Connexió RS232 amb PC. 122 7.1.7 Quadre de preus Placa 5: Connexió de Sortida per els Relés. .............................. 122 7.1.8 Quadre de preus Placa 6: Placa auxiliar per pantalla LCD16x2 ......................... 123 7.1.9 Quadre de preus Placa 7: Placa del Sensors de Temperatua i humitat. ................ 123 7.1.10 Resum del Pressupost.......................................................................................... 124


119

7.1.1 Quadre de preus unitaris.

Codi Descripció Valor Preu Uts 1.1 Condensador polièster 100nF 400V 0,39 € 1.2 Condensador polièster 15pF 0,36 € 1.3 Condensador electrolític 47uF/25V 0,33 € 1.4 Diode 1N4148 0,08 € 1.5 Led Vermell 0,20 €

1.6 Header2 Regleta de 2 contactes 0,42 €

1.7 CON10A Connector pla 10 pols 0,36 € 1.8 Resistencia 100 ohm 1/4 W 0,02 € 1.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 0,02 € 1.10 Pulsador SW PUSHBUTTON 0,15 € 1.11 Microcontolador PIC16F876 8,00 €

1.12 Regulador V fixa UA7805 (+ 5 / 200 mA) 0,30 €

1.13 Crystal Cristal quarz 4 MHz 0,60 € 2.14 Led Groc 0,20 € 2.15 Led Verd 0,20 €

1.16 Zòcal microcontrolador Zòcal de 28 pins estret 6,00 €

1.17 Targeta uniprint 100x160 mm 4,20 € 1.18 Hores de montatge Preu per hora 15,00 €

3.19 Regulador V fixa LM78L12A (+ 12 / 200 mA) 0,30 €

3.20 Interruptor d'un sol fil JUMPER1 0,50 €

4.21 Connector DB9 connector de 9 pins 2,11 €

4.22 C. Integrat MAX232 1,50 € 5.23 Resistencia 1 Kohm 1/4 W 0,15 € 5.24 Relé Relay 12 V 0,30 € 5.25 C. Integrat ULN2803 0,30 € 6.26 Pantalla LCD DISPLAY LCD 0,20 € 6.27 Potenciometre 10 Kohms 13,50 €

7.28 CONN CIR 3-R Connector circular 3 bornes 0,39 €

7.29 Sensor Temperatura LM335/TO92 0,15 € 7.30 Estabilitzador V LM336-2.5V/TO 0,30 € 7.31 Sensor Humitat SHT7X 0,30 € 7.32 Resistencia 2K5 ohms 1/4 W 0,50 €

7.33 Bobina 5 m cable elèctric 3 fils 3 fils (3 x 1.5 mm) 2,99 €

7.34 Bobina 3 m cable elèctric 2 fils 2 fils (2 x 1.5 mm) 1,99 €

7.35 Coverta pvc per a mini jack coverta de mini jack 0,98 €

7.36 1 m tub aillant de pvc per cable tub de 2 mm 0,20 €

7.37 Connector de audio mini-jack mini-jack 1/4" estèreo 1,91 €


120

7.1.2 Quadre de preus. Descompossats

7.1.3 Quadre de preus Placa 1: MCHBOARD1. Placa Principal.

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal 1.1 Condensador polièster 100nF 400V 4 0,39 € 1,56 € 1.2 Condensador polièster 15pF 2 0,36 € 0,72 € 1.3 Condensador electrolític 47uF/25V 1 0,33 € 0,33 € 1.4 Diode 1N4148 2 0,08 € 0,16 € 1.5 Led Vermell 1 0,20 € 0,20 € 1.6 Header2 Regleta de 2 contactes 2 0,42 € 0,84 € 1.7 CON10A Connector pla 10 pols 3 0,36 € 1,08 € 1.8 Resistencia 100 ohm 1/4 W 1 0,02 € 0,02 € 1.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 0,02 € 0,02 € 1.10 Pulsador SW PUSHBUTTON 1 0,15 € 0,15 € 1.11 Microcontolador PIC16F876 1 8,00 € 8,00 € 1.12 Regulador V fixa UA7805 (+ 5 / 200 mA) 1 0,30 € 0,30 € 1.13 Crystal Cristal quarz 4 MHz 1 0,60 € 0,60 € 1.16 Zòcal microcontrolador Zòcal de 28 pins estret 1 6,00 € 6,00 € 1.17 Targeta uniprint 100x160 mm 1 4,20 € 4,20 € 1.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 € Suma de partida: 99,18 € Costos indirectes: 1% 0,99 € Total de placa: 100,17 €


121

7.1.4 Quadre de preus Placa 2: LEDSMONI. Placa auxiliar. Monotorització de Bus amb Leds.

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal 2.14 Led Groc 4 0,20 € 0,80 € 2.15 Led Verd 2 0,20 € 0,40 € 2.5 Led Vermell 1 0,20 € 0,20 €

2.7 CON10A Connector pla 10 pols 3 0,36 € 1,08 €

2.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 0,02 € 0,02 € 2.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 2,50 € 2,50 €

2.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 €

Suma de partida: 80,00 € Costos indirectes: 1% 0,80 € Total de placa: 80,80 €

7.1.5 Quadre de preus Placa 3: Placa d’Alimentació de 12 i 5 Vcc .

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal 3.1 Condensador polièster 100nF 400V 4 0,39 € 1,56 € 3.3 Condensador electrolític 47uF/25V 2 0,33 € 0,66 € 3.4 Diode 1N4148 2 0,08 € 0,16 € 3.5 Led Vermell 2 0,20 € 0,40 € 3.6 Header2 Regleta 2 contactes 3 0,42 € 1,26 € 3.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 2 0,02 € 0,04 € 3.17 Pulsador SW PUSHBUTTON 1 0,15 € 0,15 € 3.12 Regulador V fixa UA7805 (+ 5 / 200 mA) 1 0,30 € 0,30 € 3.19 Regulador V fixa LM78L12A (+ 12 / 200 mA) 1 0,30 € 0,30 € 3.20 Interruptor d'un sol fil JUMPER1 1 0,50 € 0,50 € 3.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 2,50 € 2,50 € 3.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 € Suma de partida: 82,83 € Costos indirectes: 1% 0,83 € Total de placa: 83,66 €


122

7.1.6 Quadre de preus Placa 4: COMRS232: Placa per a la Connexió RS232 amb PC.

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal 4.1 Condensador polièster 1nF 400V 5 0,36 € 1,80 € 4.6 Header2 Regleta de 2 contactes 1 0,42 € 0,42 € 4.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 0,36 € 0,36 € 4.14 Led Groc 1 0,20 € 0,20 € 4.15 Led Verd 1 0,20 € 0,20 € 4.5 Led Vermell 1 0,20 € 0,20 € 4.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 3 0,02 € 0,06 €

4.21 Connector DB9 connector de 9 pins 1 2,11 € 2,11 €

4.22 C. Integrat MAX232 1 1,50 € 1,50 € 4.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 2,50 € 2,50 € 4.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 € Suma de partida: 84,35 € Costos indirectes: 1% 0,84 € Total de placa: 85,19 €

7.1.7 Quadre de preus Placa 5: Connexió de Sortida per els Relés.

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal 5.6 Header2 Regleta de 2 contactes 4 0,39 € 1,56 € 5.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 0,33 € 0,33 € 5.14 Led Groc 2 0,08 € 0,16 € 5.15 Led Verd 1 0,20 € 0,20 € 5.5 Led Vermell 2 0,42 € 0,84 € 5.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 2 0,02 € 0,04 € 5.23 Resistencia 1 Kohm 1/4 W 2 0,15 € 0,30 € 5.24 Relé Relay 12 V 3 0,30 € 0,90 € 5.25 C. Integrat ULN2803 1 0,30 € 0,30 € 5.17 Targeta uniprint 100x160 mm 1 4,20 € 4,20 € 5.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 € Suma de partida: 83,83 € Costos indirectes: 1% 0,84 € Total de placa: 84,67 €


123

7.1.8 Quadre de preus Placa 6: Placa auxiliar per pantalla LCD16x2 .

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal 6.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 0,39 € 0,39 € 6.5 Led Vermell 1 0,33 € 0,33 € 6.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 0,08 € 0,08 € 6.26 Pantalla LCD DISPLAY LCD 1 0,20 € 0,20 € 6.27 Potenciometre 10 Kohms 1 13,50 € 13,50 € 6.17 Targeta uniprint 100x50 mm 1 2,50 € 2,50 € 6.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 € Suma de partida: 92,00 € Costos indirectes: 1% 0,92 € Total de placa: 92,92 €

7.1.9 Quadre de preus Placa 7: Placa del Sensors de Temperatua i humitat.

Codi Descripció Valor Parcials Preu Uts Subtotal

7.28 CONN CIR 3-R Connector femella mini-jack 2 1,91 € 3,82 €

7.4 Diode 1N4148 2 0,33 € 0,66 € 7.5 Led Vermell 1 0,08 € 0,08 € 7.25 Potenciometre 10 Kohms 1 0,20 € 0,20 € 7.9 Resistencia 330 ohm 1/4 W 1 0,42 € 0,42 € 7.7 CON10A Connector pla 10 pols 1 0,02 € 0,02 € 7.29 Sensor Temperatura LM335/TO92 1 0,15 € 0,15 € 7.30 Estabilitzador V LM336-2.5V/TO 1 0,30 € 0,30 € 7.31 Sensor Humitat SHT7X 1 0,30 € 0,30 € 7.32 Resistencia 2K5 ohms 1/4 W 1 0,50 € 0,50 € 7.17 Targeta uniprint 100x160 mm 1 4,20 € 4,20 € 7.18 Hores de montatge Preu per hora 5 15,00 € 75,00 €

7.33 Bobina 5 m cable elèctric 3 fils 3 fils (3 x 1.5 mm) 1 2,99 € 2,99 €

7.34 Bobina 3 m cable elèctric 2 fils 2 fils (2 x 1.5 mm) 1 1,99 € 1,99 €

7.35 Coverta pvc per a mini jack coverta de mini jack 2 0,98 € 1,96 €

7.36 1 m tub aillant de pvc per cable tub de 2 mm 1 0,20 € 0,20 €

7.37 Connector de audio mini-jack mini-jack 1/4" estèreo 2 1,91 € 3,82 €

Suma de partida: 96,61 € Costos indirectes: 1% 0,97 € Total de placa: 97,58 €


124

7.1.10 Resum del Pressupost.

Evidenment en aquest projecte, i per tant pressupost, només en tingunt en compta el conjunt de plaques que formarien el control electrònic de la incubadora, en cap cas s’ha calculat i dissenya el valor de la part exterior com la tauleta de suport de la urna i d’elements auxiliars com tubs o cables per controlar les condicions del recent nascut. Tampoc s’ha afeguit el monitor ni el PC de control a distància, així com tampoc el sofware necessari per al seu funcionament.

Finalment el pressupost del conjunt de les 7 plasques és es següent:

Placa Descripció Import 1 MCHBOARD1. Placa Principal. 100,17 €

2 LEDSMONI. Placa auxiliar. Monotorització de Bus amb Leds. 80,80 €

3 Placa d’Alimentació de 12 i 5 Vcc . 83,66 €

4 COMRS232: Placa per a la Connexió RS232 amb PC. 85,19 €

5 Connexió de Sortida per els Relés. 84,67 €

6 Placa auxiliar per pantalla LCD16x2 . 92,92 €

7 Placa del Sensors de Temperatua i humitat. 97,58 € Total de execució de Material 624,99 € Gastos Generals 13% 81,25 € Benefici Industrial 6% 37,50 € Suma de GG i BM 118,75 €

Total pressupost contractada 743,74 € I.V.A. 16% 119,00 €

TOTAL PRESSUPOST GENERAL 862,74 €


125



Signatura:



TOMO IV

8 ESTUDIS AMB ENTITAT PRÒPIA 9 ANNEXES



DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Annexes

127

8 Estudis amb entitat pròpia.

8.1 Índex de Estudi Bàsic de Seguretat i Salut.

8 ESTUDIS AMB ENTITAT PRÒPIA.................................................................................. 127 8.1 ÍNDEX DE ESTUDI BÀSIC DE SEGURETAT I SALUT. .......................................................... 127 8.2 DADES DEL PROJECTE. .................................................................................................. 128

8.2.1 Tipus de projecte................................................................................................. 128 8.2.2 Emplaçament d’aquest tipus d’aparells ............................................................... 128 8.2.3 Unitats construïdes ............................................................................................. 128 8.2.4 Promotor ............................................................................................................ 128 8.2.5 Tècnic redactor de l'Estudi Bàsic de Seguretat i Salut.......................................... 128

8.3 COMPLIMENT DEL R.D. 208/2005 DE 25 DE FEBRER SOBRE APARELLS ELÈCTRICS I ELECTRÒNICS I LA GESTIÓ DELS SEUS RESIDUS I R.D. 1890/2000, DE 20 DE NOVEMBRE SOBRE EL PROCEDIMENT PER A L’EVALUACIÓ DE CONFORMITAT DELS APARELLS DE TELECOMUNICACIONS. .................................................................................................. 128

8.3.1 Introducció. ........................................................................................................ 128 8.3.2 Principis Generals Aplicable durant l’execució del projecte. ............................... 129 8.3.3 Identificació dels Riscos...................................................................................... 130 8.3.4 Mesures de Prevenció i Protecció........................................................................ 131 8.3.5 Primers Auxilis. .................................................................................................. 132 8.3.6 Símbol per a marcar aparells elèctrics o electrònics............................................ 132

8.2 Dades del Projecte.

8.2.1 Tipus de projecte

Es tracta d’un projecte de disseny d’un prototip d’un aparell de telecomunicacions, en concret d’una incubadora estàndard per els controls de la temperatura corporal, temperatura i humitat ambiental de nens prematurs neonats.

8.2.2 Emplaçament d’aquest tipus d’aparells

L’emplaçament teòric d’aquest tipus de aparells es qualsevol unitat de pediatria de qualsevol clínica o hospital.

8.2.3 Unitats construïdes

En principi només es contruirá un únic prototip.

8.2.4 Promotor

Qualsevol empresa interesada en el projecte i que volgui desenvoluparlo.

8.2.5 Tècnic redactor de l'Estudi Bàsic de Seguretat i Salut

El tècnic redactor del projecte es Jose Manuel Cruz Huertas.

8.3 Compliment del R.D. 208/2005 de 25 de febrer sobre aparells elèctrics i electrònics i la gestió dels seus residus i R.D. 1890/2000, de 20 de novembre sobre el procediment per a l’evaluació de conformitat dels aparells de telecomunicacions.

8.3.1 Introducció.

Aquest Estudi Bàsic de Seguretat i Salut estableix, durant l'execució d'aquest projecte, les previsions respecte a la prevenció de riscos d'accidents i malalties professionals, així com informació útil per efectuar en el seu dia, en les degudes condicions de seguretat i salut, els previsibles treballs posteriors de manteniment.

Servirà per donar unes directrius bàsiques a l'empresa constructora per dur a terme les seves obligacions en el terreny de la prevenció de riscos professionals, facilitant el seu desenvolupament, d'acord amb el Reial Decret 208/2005 de 25 de febrer, sobre aparells elèctrics i electrònics i la gestió dels seus residus, estableix en la seva Disposició Addicional primera l’obligació de que tots els productors d’aparells elèctrics i electrònics s’inscriguin en la “Sección Especial del Registro de Establecimientos Industriales” (REI), creat per la LLey 21/1992, de 18 de Juliol, i Reial Decret 1890/2000, de 20 de noviembre, per el que s’aprova el Reglament que estableix el procediment per a l’evaluació de la conformitat dels aparells de telecomunicacions.

En aplicació d'aquest Estudi Bàsic de Seguretat i Salut, el contractista ha d'elaborar un Pla de Seguretat i Salut en el treball en el qual s'analitzin, estudiïn, desenvolupin i complementin les previsions contingudes en el present document.


129

El Pla de Seguretat i Salut haurà de ser aprovat abans de l'inici de la construció del prototip pel Coordinador de Seguretat i Salut durant l'execució de l'obra o, quan no n'hi hagi, per la Direcció Facultativa. En cas d'obres de les Administracions Públiques s'haurà de sotmetre a l'aprovació d'aquesta Administració.

Es recorda l'obligatorietat de què a cada centre de treball hi hagi un Llibre d'Incidències pel seguiment del Pla. Qualsevol anotació feta al Llibre d'Incidències haurà de posar-se en coneixement de la Inspecció de Treball i Seguretat Social en el termini de 24 hores.

Tanmateix es recorda que, els contractistes i sot-contractistes hauran de garantir que els treballadors rebin la informació adequada de totes les mesures de seguretat i salut a l'obra.

La comunicació d'obertura del centre de treball a l'autoritat laboral competent haurà d'incloure el Pla de Seguretat i Salut.

El Coordinador de Seguretat i Salut durant l'execució de l'obra o qualsevol integrant de la Direcció Facultativa, en cas d'apreciar un risc greu imminent per a la seguretat dels treballadors, podrà aturar l'obra parcialment o totalment, comunicant-lo a la Inspecció de Treball i Seguretat Social, al contractista, sots-contractistes i representants dels treballadors.

Les responsabilitats dels coordinadors, de la Direcció Facultativa i del promotor no eximiran de les seves responsabilitats als contractistes i als sots-contractistes.

8.3.2 Principis Generals Aplicable durant l’execució del projecte.

8.3.2.1 Artícul 1. Objecte i àmbit d’aplicació.

Aquest Reial Decret té per objecte, mitjançant la transposició de les Directivas 2002/95/CE del Parlament Europeu i del Consell, de 27 de g ener de 2003, sobre restriccions a la utilització de determinades substancies perilloses en aparells elèctrics i electrònics, 2002/96/CE del Parlament Europeu i del Consell, de 27 de g ener de 2003, sobre residus d’aparells elèctrics i electrònics, i 2003/108/CE del Parlament Europeu i del Consell, de 8 de desembre de 2003, per la que es modifica la Directiva 2002/96/CE, establir mesures per a prevenir la generació de residus procedents d’aparells elèctrics i electrònics i reduir la seva eliminació i la perillositat dels seus components, així com regular l a s e v a gestió per a millorar la protecció del medi ambient.

Tantmateix, es pretende mejorar el comportamiento ambiental de todos los agentes que intervienen en el ciclo de vida de los aparatos eléctricos y electrónicos, por ejemplo, los productores, distribuidores, usuarios y, en particular, el de aquellos agentes directamente implica- dos en la gestión de los residuos derivados de estos aparatos.

Este real decreto se aplica a todos los aparatos eléctri- cos y electrónicos que figuran en las categorías indicadas en el anexo I, y se excluyen los que formen parte de otro tipo de aparato no incluido en su ámbito de aplicación y los equipos destinados a fines específicamente militares, necesarios para la seguridad nacional.


130

8.3.2.2 Artícul 2. Definicions.

Als efectes d’aquest reial decret, s’entendrà per:

a) Aparells elèctrics i electrónicos: aparells que necesiten per a funcionar corrent elèctric o camps electromagnètics, destinats a ser utilitzats amb una tensió nominal no superior a 1.000 V en corrent alterna i 1.500 V en corrent continua, i els aparells necesaris per a generar, transmitir i mesurar aquestes corrents i camps.

b) Residus d‘aparells elèctrics i electrónics: aparells elèctrics i electrònics, els seus materials, components, consumibles i subconjunts que els composen, procedents tant de llars particulars com de usos profesionales, a partir del moment en que pasan a ser residus.

S’entendrà per residus d’aparells elèctrics i electrònics procedents de llars particulars els procedents de domicilis particulars i de fonts comercials, industrials, institucionals i d’altre tipus que, per la seva naturaleza i quantitat, són similars als procedents de llars particulars. Aquest residus tindràn la consideració de residus urbans, segons la definició del artícul 3.b) de la Lley 10/1998, de 21 d’abril, de Resi dus.

c) Productors d’aparells eléctrics i electrónics: les persones físiques jurídiques que, amb independència de la tècnica de venda utilitzada, incloses la venta a distància o la electrònica, fabriquin i veguin aparells elèctrics i electrònics amb marques pròpies, posin en el mercat amb marques pròpies els aparells fabricats per tercers i els que els importin o exportin a tercers paísos. No se considerarà productor al distribuidor si la marca del productor figura en l’aparell, quan el propietari d’aquesta marca estigui registrada a l Registre d’estableciments industrials d’àmbit estatal a que es refereix la disposició addicional primera.

No tindrà la condició de productor la persona física o jurídica que exclusivament financïi operacions de posada en el mercat, m e n y s q u a n actui com productor segons algun dels casos previstos en el pàrraf anterior. d) Distribuidor o venedor: qualsevol persona que suministri aparells elèctrics i electrónics, en condicions comercials, a altra persona o entitat que sigui usuari final del producte.

e) Tractament: qualsevol activitat posterior a l’entrega dels residus d’aparells elèctrics i electrònics a una instal·lació per a la seva descontaminació, desmontatge, trituració, valorització o preparació per a la seva eliminació i qualsevol altra operació que es realitzi amb finalitat de valorització i/o eliminació dels residus d’aparells elèctrics i electrònics.

f) Substància o preparat perillosos: qualsevol substància o preparació que s’identifica com «peligrosa» en el Reglament sobre notificació de substàncies noves i clasificació, envasat i etiquetat de substàncies perilloses, aprobat per el Reial Decret 363/1995, de 10 de març, o en el Reglament sobre clasificació, envasat i etiquetat de preparats perillosos, aprobat per el Reial Decret 255/2003, de 28 de febrer.

8.3.3 Identificació dels Riscos.

Sense perjudici de les disposicions mínimes de Seguretat i Salut aplicables a l'obra establertes a l'annex IV del Reial Decret 1627/1997 de 24 d'octubre, s'enumeren a


131

continuació els riscos particulars de diferents treballs d'obra, tot i considerant que alguns d'ells es poden donar durant tot el procés d'execució de l'obra o bé ser aplicables a d'altres feines.

S'haurà de tenir especial cura en els riscos més usuals als laboratoris de contrucció de prototips elèctrics o electrònics, com ara són, caigudes, talls, cremades, erosions i cops, havent-se d'adoptar en cada moment la postura més adient pel treball que es realitzi.

A més, s'ha de tenir cura en minimitzar en tot moment el risc d'incendi. Tanmateix, els riscos relacionats s'hauran de tenir en compte pels previsibles treballs

posteriors (reparació, manteniment...).

8.3.4 Mesures de Prevenció i Protecció.

Com a criteri general primaran les proteccions col·lectives en front les individuals. A més, s'hauran de mantenir en bon estat de conservació els medis auxiliars, la maquinària i les eines de treball. D'altra banda els medis de protecció hauran d'estar homologats segons la normativa vigent.

Tanmateix, les mesures relacionades s'hauran de tenir en compte pels previsibles treballs posteriors (reparació, manteniment...).

8.3.4.1 Artícul 3. Mesures de prevenció.

Els productors d’aparells elèctrics i electrònics, dels seus materials i dels seus components tindrán que:

a) Diseñar todos los aparatos y las bombillas y luminarias de hogares particulares, de forma que no con- tengan plomo, mercurio, cadmio, cromo hexavalente, polibromobifenilos o polibromodifeniléteres, salvo las excepciones y con las condiciones que se establecen en el anexo II. Esta medida no afectará a los aparatos incluidos en las categorías 8 y 9 del anexo I.

Asimismo, y con las excepciones que se establecen en el citado anexo II, en la reparación o reutilización de aparatos eléctricos y electrónicos no se podrán emplear pie- zas y componentes fabricados con las sustancias estable- cidas en el párrafo anterior.

b) Disenyar y produir els aparells de forma que es faciliti el seu desmontatge, reparació i, en particular, su reutilizació i reciclatge. A tal efecte, no s’adoptaràn unes característiques específiques de disseny o procesos de fabricació d’aquells aparelles que impedeixin la seva reutilització, menys quan aquestes característiques presentin grands ventatges per a el medi ambient o la seguritat de l’aparell.

c) Proporcionar als gestors de residuos d’aparells elèctrics i electònics, en la mesura en que aquests ho sol·liciten, la oportuna informació per al desmontatge que permeti la identificació dels distints components i materials susceptibles de reutilització i reciclat, així com la localizació de les substàncies i preparats perillosos.


132

8.3.5 Primers Auxilis.

Es disposarà d'una farmaciola amb el contingut de material especificat a la normativa vigent.

S'informarà a l'inici de a construcció del prototip del projecte, de la situació dels diferents centres mèdics als quals s'hauran de traslladar els accidentats. És convenient disposar a l'obra i en lloc ben visible, d'una llista amb els telèfons i adreces dels centres assignats per a urgències, ambulàncies, taxis, etc. per garantir el ràpid trasllat dels possibles accidentats.

8.3.6 Símbol per a marcar aparells elèctrics o electrònics

Annexe V. R.D. 208/2005. El símbolo que indica la recogida selectiva de aparatos eléctricos o electrónicos es el contenedor de basuratachado, tal como aparece representado a continuación. Este símbolo se estampará de manera visible, legible e indeleble.

Annexe II. R.D. 1890/2000.

1. El marcat CE de conformitat estará constituido por las iniciales CE, en la forma següent:


133

Si es redueix o amplia el marcat CE, deuran respectarse les proporcions de aquest model quadriculat

2. L’altura del marcat CE no serà inferior a 5 mm excepte quan això no sigui possible a causa del tamany o del tipus d’aparell.

3. El símbol identificador de categoria d’equip tindrá les mateix dimensions que la marca CE i haurà de col·locarse a la dreta i al costata d’aquesta marca.

4. La identificació de l’organisme (o organismes) notificat que hagui intervingut en el procés d’evaluació de la conformitat, cas de ser necesari i quan així se hagui disposat en aquest Reglament tindrà la mateixa altçada i dimensions que les marques anteriors.

5. El marcat es realitza mitjançant el seu estampat indeleble, grabat o serigrafiat de forma que es impedeixi la seva manipulació.


134



Signatura:



9 Annexes.



DATA: Juny / 2007.

Sistema de control d’una incubadora Referències i Bibliografia

136

9.1 Índex dels Annexes.

9.1.1 Datasheets dels components.

9 ANNEXES. .......................................................................................................................... 135 9.1 ÍNDEX DELS ANNEXES................................................................................................... 136

9.1.1 Datasheets dels components. ............................................................................... 136 9.1.2 Datasheets Placa 1 i 2: MCHBOARD1. Placa Principal i LEDSMONI.

Monotorització de bus amb leds: DIODES. ...............¡Error! Marcador no definido. 9.1.3 Datasheets Placa 3:TENSIONS D’ALIMENTACIÓ.. .¡Error! Marcador no definido. 9.1.4 Datasheets Placa 4:COMUNICACIONS RS232........¡Error! Marcador no definido. 9.1.5 Datasheets Placa 5: PLACA POTÈNCIA.:Relés . .....¡Error! Marcador no definido. 9.1.6 Datasheets Placa 6: Pantalla LCD 16 X 2. ...............¡Error! Marcador no definido. 9.1.7 Datasheets Placa 7: Placa SENSORS: Sensor de Temperatura LM35, Humitat

SHT11 i regulador de tensió programable: LM336. ...¡Error! Marcador no definido.

sistema de control d’una incubadora …deeea.urv.cat/public/propostes/pub/pdf/1092pub.pdf · es...

Documents