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Ultrasonido              Onda Longitudinal de              presión
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Generación del UltrasonidoEFECTO PIEZO-ELECTRICO INVERSO                          f < 100kHz                              ...
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Generación del UltrasonidoTIPOS DE TRANSDUCTORES ALTA POTENCIA   Titanatos Zirconatos de   Plomo       o PZT – 4       o P...
Generación del UltrasonidoACOPLE DE IMPEDANCIASELÉCTRIC                ACÚSTICAA
Equipo US1&3MHz             o Amplio BW OSCILADOR   o Descalibración temporal ANALÓGICO   o Efecto Temperatura            ...
Equipo US1&3MHz                               CONTROL            MODULACIÓN                               POTENCIA        ...
OSCILADOR                        LTC6903/04o 1kHz < f < 68MHz                   o Oscilador internoo Error Frecuencia < 1....
MODULACIÓN                  Frecuencias Moduladoras                      o 16Hz                      o 48Hz               ...
Timer 2setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1);   0.5mS@4MHz
CONTROL DE POTENCIACruce por               Disparo GATEcero
CCP1 +Timer0
CONTROL TEMPERATURA          o -55°C < T < 125°C          o ± 0.5 °C de Resolución          o 9 bits de resolución        ...
CONTROL PRESENCIA   o Numero serial único de 64 bits   o Unicidad Equipo – Cabeza de   tratamiento   o Producción en línea...
CONTROL SESIÓN
0.1 W/cm² - 2.0 W/cm² @ 1MHzPOTENCI    0.1 W/cm² - 3.0 W/cm² @ 3 MHzA                  ∆P = 0.1 W/cm²TIEMPO          1 min...
CALIBRACIÓN                                        RS23                                         2                         ...
VISUALIZACIÓN VARIABLESPOTENCIATEMPERATURA                CONTROL                  DE                CALIDAD
µControlador                           o 32kB ROM                           o 1.5kB RAM                           o 256 B ...
Disposición InternaCajaExterior
CONCLUSIONESo El uso de microcontroladores en dispositivos que involucrenmedidas y control de variables, aumentan la traza...
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  1. 1. VI Foro Internacional de Innovación Tecnológica FOINTEC - 2009 DISEÑO DE UN EQUIPO GENERADOR DE ULTRASONIDO DE ALTA POTENCIAMiguel Adolfo López OrtegaIngeniero FísicoUniversidad del Cauca - Colombia
  2. 2. Ultrasonido Onda Longitudinal de presión
  3. 3. Aplicaciones del UltrasonidoBAJA POTENCIA Transmisión de energía al Información del medio medio o Equipos para ensayos no destructivos. o Medición de propiedades elásticas de materiales. o Equipos de diagnóstico médico. o Sensores de proximidad.
  4. 4. Aplicaciones del UltrasonidoALTA POTENCIA Transmisión de energía al Modificación del medio medio o Atomizadores de líquidos. o Limpieza de materiales. o Soldadura y homogenización de materiales. o Equipos de estética, fisioterapia y terapia medica.
  5. 5. Aplicaciones del UltrasonidoNORMA TÉCNICA DE FABRICACIÓN NTC – IEC 60601 NTC – IEC 60601– 2–5 Equipos electromédicos. Parte 2.5. Requisitos particulares para la seguridad de los equipos terapéuticos de ultrasonido
  6. 6. Generación del UltrasonidoEFECTO PIEZO-ELECTRICO INVERSO f < 100kHz Longitudinal: E || F f > 100kHz Transversal: E F
  7. 7. Generación del UltrasonidoCAPACITANCIA ASOCIADA C1 Capacitancia Electrodos C2 Elasticidad Cristal L1 Masa Vibrante Cristal R1 Perdidas Internas Cristal
  8. 8. Generación del UltrasonidoTIPOS DE TRANSDUCTORES ALTA POTENCIA Titanatos Zirconatos de Plomo o PZT – 4 o PZT – 5 A o PZT – 6B o PZT – 7 A o PZT – 8
  9. 9. Generación del UltrasonidoACOPLE DE IMPEDANCIASELÉCTRIC ACÚSTICAA
  10. 10. Equipo US1&3MHz o Amplio BW OSCILADOR o Descalibración temporal ANALÓGICO o Efecto Temperatura o Offset DC o Difícil de calibrar (MHH) o Oscilador individual (1MHz & 3MHz) o Difícil de controlar o Sin modulación de onda o Dificultad de ensamble o Ruido eléctrico o Mal funcionamiento o Desgaste de los componentes
  11. 11. Equipo US1&3MHz CONTROL MODULACIÓN POTENCIA CONTROLOSCILADOR TEMPERATUR A uCVISUALIZACIÓ CONTROL N PRESENCIA VARIABLES CONTROL CALIBRACIÓN SESIÓN
  12. 12. OSCILADOR LTC6903/04o 1kHz < f < 68MHz o Oscilador internoo Error Frecuencia < 1.1% o 2.7v < Vs < 5.5vo Resolución 0.1% o SPI™ o I²C™o Pin de habilitación por o Salida TTLHardware
  13. 13. MODULACIÓN Frecuencias Moduladoras o 16Hz o 48Hz o 100Hz Ciclo útil de trabajo o 10% o 20% o 25% o 50% Modulación de o 75% Amplitud
  14. 14. Timer 2setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1); 0.5mS@4MHz
  15. 15. CONTROL DE POTENCIACruce por Disparo GATEcero
  16. 16. CCP1 +Timer0
  17. 17. CONTROL TEMPERATURA o -55°C < T < 125°C o ± 0.5 °C de Resolución o 9 bits de resolución o 1 – Wire, Parasite Power
  18. 18. CONTROL PRESENCIA o Numero serial único de 64 bits o Unicidad Equipo – Cabeza de tratamiento o Producción en línea mas simple
  19. 19. CONTROL SESIÓN
  20. 20. 0.1 W/cm² - 2.0 W/cm² @ 1MHzPOTENCI 0.1 W/cm² - 3.0 W/cm² @ 3 MHzA ∆P = 0.1 W/cm²TIEMPO 1 minuto – 30 minutosDE ∆t = 1 minutoSESIÓN ContinuoMODO DE ModuladoTRABAJO 16 Hz @ 10%, 20%, 25%, 50%, 75% 48 Hz @ 10%, 20%, 25%, 50%, 75% 100Hz @ Potencia, Tiempo , Modo 10%, 20%, 25%, 50%, 75%GUARDAR 20 MemoriasCARGAR Potencia, Tiempo, Modo
  21. 21. CALIBRACIÓN RS23 2 UPT–DT–100AV Barrido PotenciaIdentificación Fijar Leer Cabeza de Frecuencia Potencia tratamiento Guardar Guardar Máximo
  22. 22. VISUALIZACIÓN VARIABLESPOTENCIATEMPERATURA CONTROL DE CALIDAD
  23. 23. µControlador o 32kB ROM o 1.5kB RAM o 256 B EEPROM o 2 Timer 8bits o 2 Timer 16 bits o 2 Módulos CCP o 1 Master Synchronous Serial Port SPI™, I²C™. o USART o ICSP™ o Arquitectura optimizada para CLenguaje de Alto Nivel o mcc18 Microchip® o MikroC o CCS
  24. 24. Disposición InternaCajaExterior
  25. 25. CONCLUSIONESo El uso de microcontroladores en dispositivos que involucrenmedidas y control de variables, aumentan la trazabilidad del procesode producción, gracias a la estandarización de procesos, como elproceso de calibración.o Gracias a los diferentes módulos de comunicación que posen losmicrocontroladores, se puede hacer uso de diversos dispositivosdedicados, como los son generadores de frecuencia, sensores detemperatura, etc.o El uso de lenguajes de alto nivel en microcontroladores optimizadospara este fin, permiten enfocarse, de una manera mas precisa, aldesarrollo de aplicaciones de usuario en general.o Es importante conocer las bases físicas de los procesosinvolucrados en el desarrollo de prototipos, con el fin de no caer ensupuestos errores indescifrables en el desarrollo del mismo.

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