PROTOTIPO DE MONITOREO DE TEMPERATURA EN REFRIGERADORES QUE ALMACENAN VACUNAS. PDF

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2018 GDIB Grupo de Desarrollo e Investigación en Biomédica PROTOTIPO DE MONITOREO DE TEMPERATURA EN REFRIGERADORES QUE ALMACENAN VACUNAS Propuesta presentada a la empresa ITM por: Pablo Quispe Chiri Lorena Araceli Bricher Choque COCHABAMBA – BOLIVIA Marzo de 2018 CONTENIDO GENERAL Pág. PROTOTIPO DE ...

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2018 GDIB Grupo de Desarrollo e Investigación en Biomédica

PROTOTIPO DE MONITOREO DE TEMPERATURA EN REFRIGERADORES QUE ALMACENAN VACUNAS

Propuesta presentada a la empresa ITM por: Pablo Quispe Chiri Lorena Araceli Bricher Choque

COCHABAMBA – BOLIVIA Marzo de 2018

CONTENIDO GENERAL Pág. PROTOTIPO DE MONITOREO DE TEMPERATURA EN REFRIGERADORES QUE ALMACENAN VACUNAS. .................................................................................................... 2 1.

INTRODUCCIÓN................................................................................................................. 2

2.

OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................... 3

3.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................. 3

4.

MÉTODOS ............................................................................................................................ 3 4.1 SELECCIÓN DEL SENSOR. ............................................................................................... 4 4.2 SENSOR DS18B20 (SONDA IMPERMEABLE). ............................................................... 4 4.3 SENSOR DHT22 .................................................................................................................. 5 4.4 ARDUINO ............................................................................................................................ 6 4.5 LECTURA Y ESCRITURA EN DISPOSITIVOS USB CON ARDUINO .......................... 6 4.6 ALMACENAMIENTO DE DATOS POR MICRO SD ....................................................... 8 4.7 DISPLAY LCD 16 COLUMNAS POR 2 LÍNEAS. ............................................................ 9 4.8 MÓDULO GSM/GPRS SIM 900.......................................................................................... 9 4.9 MÓDULO XBEE PRO ......................................................................................................... 9

5.

RESULTADOS .................................................................................................................... 10 5.1 PRESUPUESTO ................................................................................................................. 11 5.2 SIMULACIÓN .................................................................................................................... 11 5.3 PRUEBAS ........................................................................................................................... 12

6.

CONCLUSIONES ............................................................................................................... 13

7.

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 13

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA PROGRAMA ELEKTRO

PROTOTIPO DE MONITOREO DE TEMPERATURA EN REFRIGERADORES QUE ALMACENAN VACUNAS. 1.

INTRODUCCIÓN La empresa INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA MÉDICA (ITM) con oficinas en la Av. Blanco

Galindo km 4½, es uno de los principales proveedores de servicios de mantenimiento y de provisión de equipos biomédicos a los hospitales y clínicas de cercado. El programa ELEKTRO con colaboración de la empresa ITM está impulsando a la realización de proyectos de Biomédica en la carrera de ingeniería electrónica. El presente trabajo fue realizado como una propuesta de diseño del proyecto “Monitoreo de Temperatura en Refrigeradores que Almacenan Vacunas” sugerido por la empresa ITM. Los equipos frigoríficos son elementos indispensables para almacenar y conservar las vacunas en clínicas hospitales y farmacias. Debido a su bajo costo los refrigeradores domésticos son los de mayor utilización para almacenar las vacunas en los centros hospitalarios, este hecho se pudo constatar cuando se realizó la visita a algunos centros hospitalarios esta información se muestra en el INFORME VISITA A CENTROS HOSPITALARIOS (ANEXO 1). También se usan refrigeradores biomédicos pero en muy poca proporción. Los refrigeradores convencionales y los biomédicos representan, por lo tanto, un elemento indispensable

para mantener

y

conservar las vacunas. Es importante prestar toda

la

atención posible para que funcionen eficientemente. Sin embargo, aún estando el refrigerador en muy buen estado, algunas condiciones externas como falla en el suministro de energía por parte ELFEC, o ausencia de generadores de energía en la mayoría de los centros hospitalarios de Cercado, o el mal uso de los refrigeradores por parte de las enfermeras puede contribuir a la pérdida de potencia de

los

biológicos o peor aún la perdida

total de las vacunas que representa una fuerte pérdida de dinero. La lectura de temperatura en los refrigeradores comunes se realiza con termómetros que se colocan sobre las vacunas, necesariamente se debe abrir el refrigerador para realizar la lectura en el termómetro, la apertura del refrigerador provoca el aumento de temperatura en el mismo por lo que el tiempo de apertura debe ser el mínimo. El prototipo propuesto básicamente es un dispositivo de monitoreo de temperatura, en el refrigerador la temperatura debe estar en el rango de 2 a 8 grados Celsius y en la nevera menor a 15

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grados, si la temperatura sale de los rangos establecidos el dispositivo da una señal de alarma tanto visual como auditiva y además envío de mensaje de alarma al celular del encargado. La implementación del prototipo ayudara a las enfermeras a mejorar el proceso de almacenamiento de vacunas, con un mejor control del refrigerador gracias a las señales de alarma y registro automático del historial de temperatura. 2.

OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar un sistema digital de medición de temperatura, que permita el reporte

de temperatura de cada piso del compartimento del refrigerador y también del compartimento de la nevera, que emita señales de alarma auditiva, visual y envío de mensaje al celular del encargado del almacenamiento de vacunas cuando la temperatura de cualquiera de los compartimentos sale de los rangos especificados que podrían poner en riesgo la estabilidad de las vacunas. 3.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS      

4.

Determinar la cantidad y el tipo de sensores de temperatura necesarios para obtener una medición correcta de la temperatura. Seleccionar los componentes más adecuados para visualización, comunicación, alarmas y almacenamiento para la implementación del prototipo. Elaborar el código fuente que controle el prototipo. Programar en un lenguaje de alto nivel, una aplicación amigable en ambiente Windows, que permita la visualización del historial de temperatura por día, semana, mes. Implementar el prototipo y realizar las pruebas necesarias. Redactar un informe y manual de usuario, que abarque toda la información técnica sobre el desarrollo del proyecto.

MÉTODOS En el presente trabajo se realizó una investigación bibliográfica y aplicada para el diseño e

implementación del proyecto. Primeramente se hizo un estudio de los refrigeradores con los siguientes objetivos: • • • • • •

Conocer a detalle al equipo de refrigeración de medicamentos. Que marcas usan en Cochabamba. Dimensiones. Modo de operación(Quien y como lo manejan) Modo de trabajo del equipo(cuanto tiempo trabaja, cuando se le hace mantenimiento) Datos técnicos

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Una vez recolectada la información se procedió al diseño y selección de componentes. 4.1

SELECCIÓN DEL SENSOR. Al principio se pensó realizar el diseño con el sensor lm235 que tiene una precisión de ±1ºC

ya que existe en Cochabamba para cómpralo y es relativamente barato, pero cuando nos especificó una precisión de 0.1ºC se tuvo que realizar una nueva búsqueda en internet y también verificar si había en el mercado cochabambino. Existe un gran cantidad de sensores de precisión, sin embargo el precio es muy elevado y no hay en el mercado boliviano, por ejemplo el sensor Si7051: ± 0.1 ºC y el más barato el LMT70 ±0.05ºC a 15 $ descartados por el precio 1600Bs solo en sensores. 4.2 SENSOR DS18B20 (SONDA IMPERMEABLE). Existe en el mercado cochabambino a 25Bs pero se puede abaratar costos si se lo compra por internet. (Desventaja habría que esperar a que llegue por lo menos un mes).

Fig.1. a) Sensor DS18B20 encapsulado TO-92, b) Sonda impermeable, c) Diagrama del sensor DS18B20

El sensor DS18B20 es un sensor bastante avanzado, dispone de un rango amplio de medición de 55ºC a +125ºC y una precisión de ±0.5°C en el rango –10°C de +85°C y ±2 en el rango restante como se muestra en la figura 2.

Fig. 2. Rango de temperaturas y precisión del DS18B20

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Una de las ventajas del DS18B20 es que se comercializa tanto en un integrado TO-92 como en forma de sonda impermeable fig.1, lo que permite realizar mediciones de temperatura en ambientes húmedos. El DS18B20 emplea un bus de comunicación denominado 1-Wire, su ventaja es que necesita un único conductor para realizar la comunicación dentro del mismo bus 1-Wire podemos instalar tantos sensores como deseemos como se muestra en la fig. 3. Además, el bus 1-Wire permite emplear cables más largos que otros sistemas antes de que se deteriore la comunicación.

Fig. 3. Forma de conexión del Sensor DS18B20

4.3 SENSOR DHT22  Rango de valores desde -40ºC hasta 80ºC de temperatura.  Precisión: ±0.5ºC, ±1ºC como máximo en condiciones adversas.  Tiempo de respuesta:...