AUTOMATIZACIÓN DE UNA MAQUINA REVELADORA DE RADIOGRAFÍAS

 

AUTOR(ES): ASESOR(ES):

Aldama Martínez Felipe Ing. Alberto de la Mora Galvez

Vargas Ruvalcaba A. Ruth MC. José Rodrigo Rodriguez Godinez

Santacruz Armendariz Fernando

 

RESUMEN

El diseño que se presenta se implementa para la automatización de máquinas reveladoras de placas radiográficas, esta automatización se basa en el control de temperaturas, motores que mueven la placa através de rodillos y motores que mueven las bombas de circulación de los químicos que contiene la máquina, los cuales son controlados y supervisados por un microcontrolador de la familia MCS51.

 

ASPECTOS GENERALES

En instrumentación y control automático se hace necesario la medición de variables de fenómenos físicos, los cuales son producidos de una forma natural, o artificial, como lo es en este caso la temperatura, la cual es producida por resistencias que calentaran los químicos y aire de secado de placas radiográficas, a las cuales también le afecta la temperatura ambiente del lugar donde se encuentre el equipo de revelado. Esta temperatura es medida por medio de sensores que entregan un voltaje de salida de 10 milivolts por grado kelvin, este voltaje es aplicado a la entrada de un convertidor analógico digital el cual entrega una salida de 8 bits los cuales son procesados por el microcontrolador 8051 para hacer el control de la temperatura, motores, resistencias de calentamiento, teclado y display de desplegado de mensajes.

 

FUNDAMENTACION

El sensor de temperatura utilizado para este proyecto es el LM335, el cual es un sensor de precisión que entrega un voltaje de 10 milivolts por grado kelvin; este voltaje es aplicado al convertidor analógico digital el cual se encarga de hacer la conversión del voltaje de su entrada en un formato de 8 bits, este convertidor tiene un voltaje de referencia el cual tiene que ser de 1/2 del VCC aplicado al convertidor, para que este circuito pueda dar una conversión más exacta, ya que su factor de errores de ± 1 bit en la parte menos significativa de los 8 bits a la máxima escala. Esto nos indica que podemos tener un error en la medición de la temperatura de 0.01960 de volt por grado kelvin. Estos grados kelvin son convertidos a grados celcius por el microcontrolador y mostrados en una pantalla de cristal liquido, para que el usuario del equipo de revelado observe la temperatura en grados centígrados que es como lo manejan este tipo de equipos, y con esto así el usuario puede programar la temperatura necesaria que necesita la máquina para que pueda revelar las placas radiográficas, con el sistema de medición que ellos manejan en los hospitales.

 

TEORÍA BÁSICA UTILIZADA

Medición de temperatura por medio de los convertidores analógico digitales y sensores de precisión de temperatura en conjunto con el microcontrolador MCS8051, estos elementos aquí mencionados nos permiten hacer conversión de una temperatura a un voltaje, y de un voltaje a una lectura binaria en formato de 8 bits. Esto se hace utilizando las fórmulas siguientes para poder saber el voltaje, y el valor en binario del convertidor:

 

Voutt = Voutto(T/To)

 

5 V/255 Bits

 

Con las fórmulas se encuentran los valores de las temperaturas para que estas puedan ser procesadas por el microcontrolador para que este pueda hacer el control de los motores bombas, motores de rodillos y resistencias de calentamiento de químicos, para lo cual se hace necesario de un programa para que el micro puede hacer la interpretación y conversión de datos que son adquiridos del convertidor analógico digital, as¡ como la lectura del teclado y codificación de mensajes para el display. En la programación se escribe el programa en un editor de texto para despu‚s ensamblar el programa, esto nos genera un archivo con extensión hex el cual es utilizado para la simulación del programa y as¡ poder probar el funcionamiento del programa, esto nos ayuda a realizar un circuito sin errores de programación que en este caso es la parte importante del diseño de este control.

 

ASPECTOS MATEMÁTICOS

Para la realización de los c lculos de voltajes que nos entrega el sensor de temperatura se utilizo la formula dada anteriormente.

 

Voutt= Voutto(T/To)

 

Voutt = 2.965 VOLTS (323/298)

 

Vout = 3.21 Volts

 

323 Grados Kelvin = 50 Grados Centígrados

298 Grados Kelvin = 25 Grados Centígrados

 

La conversión del voltaje en valor binario se calcula de la siguiente manera.

 

5 Volts / 255 Bits

 

5/255 = 0.0196078 valor por bit

 

Entonces 3.21/0.196078 = 164 Binario

 

164 Bin. = A4 Hex.

 

De esta manera se hacen los cálculos para poder hacer tablas de conversión que el microcontrolador guardara en su memoria y así poder hacer comparaciones, haciendo la activación respectiva de motores o resistencias de calentamiento y la alarma que nos indica que la máquina se encuentra lista para revelar placas radiográficas.

 

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El circuito se puede describir como un circuito de control automático que puede ser programado por el usuario del equipo revelador, la primera parte del circuito se compone de los sensores de temperatura que es la que manda la información a los convertidores analógico digitales los cuales nos convierten la señal que manda el sensor en un formato binario de 8 bits, estos bits son adquiridos por el microcontrolador para su proceso, este microcontrolador también maneja el sistema realizado para controlar el teclado de programación y reset del sistema, al igual maneja los códigos ASCII para la formación de los mensajes que son mostrados en el display alfanumérico de cristal liquido, esta información es mandada en 2 líneas por 16 caracteres, que es la capacidad de este display utilizado.

El conjunto el sistema controla las temperaturas, las cuales pueden ser programadas por el teclado o tomar las temperaturas programadas por default, estas se tienen para en caso de que si no se quiere programar la temperatura se tome la temperatura por default las cuales son de 37 grados centígrados para el revelador y 46 grados centígrados para el secado, el mismo microcontrolador manda las señales para la etapa de potencia que es la encargada de activar o desactivar los motores de regeneración de químicos, recirculación de químicos, movimiento de rodillos, aire de secado y resistencias de calentamiento de revelador y aire de secado; toda la activación de estos motores llevan sus respectivos tiempos de activación y desactivación con respecto a loas condicionantes de trabajo, también contiene una señalización acústica la cual nos indica que se encuentra lista para revelar una nueva película radiográfica, también controla los tiempos de espera o de standby que se necesitan para que el equipo no se encuentre consumiendo energía en caso de no estar revelando películas radiográficas.

 

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos al realizar las primeras pruebas del sistema fueron de una manera satisfactoria ya que no hay una introducción de ruido en los cables que tienen los sensores así como en las pistas del circuito impreso realizado, el sistema de ajuste de las temperaturas es muy sencillo ya que en la tarjeta se encuentran leds los cuales nos muestran el valor que entregan los convertidores analógico digital que contiene el circuito, esto es para darle una mayor exactitud en la medición de las temperaturas a la hora de hacer los ajustes, estos leds se ponen para que en un momento de que se le requiera darle un mantenimiento y no producir un corto con las puntas del voltímetro al tratar de visualizar el voltaje que entrega el sensor, este se puede ajustar visualizando los leds ya que estos nos entregan la lectura del voltaje en forma binaria.

Con este sistema se pueden actualizar los equipos de revelado radiográfico que tiene el instituto mexicano del seguro social ya que en la actualidad se cuenta con equipos de revelado de tipo electromecánico, los que para su mantenimiento es un problema ya que muchas de las piezas eléctricas del equipo están descontinuadas o son demasiado costosas y difíciles de conseguir y con este control electrónico facilitamos el mantenimiento de los equipos ya que todos los componentes se encuentran en el mercado de nuestro país y a bajo costo.

 

RECOMENDACIONES

Las recomendaciones que se deben tener para el manejo de este equipo es que ya que este instalado en el cuarto obscuro no se destape la máquina cuando esta se encuentre revelando las placas radiográficas porque estas necesitan estar con una obscuridad total ya que si esta es destapada velarían las radiografías y estas ya no servirían, así como tener una buena instalación eléctrica de la alimentación ya que este sistema maneja una alimentación de 220 VAC en la etapa de potencia ya que si no se tiene una buena instalación se puede sufrir una descarga eléctrica.

 

BIBLIOGRAFÍA

 

 

1.- AUTOR: NATIONAL SEMICONDUCTOR

TEXTO: DATA ACQUISITION DATABOOK

EDITORIAL: NATIONAL SEMICONDUCTOR. 1993/PAGS. 2-22 -- 2-53, 5-21 -- 5-29

 

2.- AUTOR: RONALD J. TOCCI

TEXTO: SISTEMAS DIGITALES

EDITORIAL: PRENTICE HALL PAGS. 592 - 612

 

3.- AUTOR: KODAK COMPANY

TEXTO: MANUAL DE SERVICIO MODELO M6-N

EDITORIAL: KODAK COMPANY 1992

 

4.- AUTOR: KODAK COMPANY

TEXTO: KODAK RP X-OMAT PROCESSOR (MODEL M6B)

EDITORIAL: KODAK COMPANY 1986