Este documento presenta un proyecto de fin de carrera para diseñar un sistema óptico de ayuda al enfoque para un microscopio convencional. El sistema alertará al usuario sobre la distancia óptima de trabajo para evitar dañar las muestras. Se describen las especificaciones, el diseño electromecánico del sistema, las pruebas realizadas y los resultados positivos obtenidos. Se proponen posibles mejoras futuras como la automatización del alineamiento y la adaptación a otros objetivos.

1. DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
PROYECTO FIN DE CARRERA
INGENIERÍA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA
SISTEMA ÓPTICO DE AYUDA AL ENFOQUE DE UN MICROSCOPIO CONVENCIONAL
AUTOR: EDUARDO DAVID VELASCO PÉREZ
TUTOR: BRAULIO GARCÍA CÁMARA
CODIRECTOR: RICARDO VERGAZ BENITO
UNIVERSIDAD CARLOS III DE
MADRID

2. INDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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3. 1.1 PROBLEMA INICIAL
• Necesidad desde el Grupo de GDAF
• Corta distancia de trabajo de los objetivos
• Rotura de muestras valiosas
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4. • Evitar la rotura de las muestras provocada por la excesiva aproximación de los
objetivos
• Alertar al usuario de la distancia óptima de trabajo (mediante señales acústicas y
visuales)
• Sistema óptico que no incomode al usuario
1.1 OBJETIVOS DEL PROYECTO
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5. ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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6. • Trabajar y diseñar el sistema para los objetivos de x4 y x10 aumentos
• Evitar interferencias ópticas en la medida
• Precisión en el alineamiento (láser)
• Capacidad de distinguir entre uno u otro objetivo
• Sistema ligero, escalable y adaptable a otros objetivos e incluso microscopios
• Bajo coste
2. ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA
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7. ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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8. • Sistema robusto y de rápida instalación
• Electrónica no muy compleja
• Soporte mecánico ligero, resistente y práctico
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3. DISEÑO DEL SISTEMA

9. 3.1 PARTE ELECTRÓNICA DEL SISTEMA
ETAPA EMISORA ETAPA RECEPTORA
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10. 1. Módulo de osciladores en puente de Wien
• Trabajar a la frecuencia deseada
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ETAPA EMISORA
Frecuencias de 1 kHz y 40
kHz

11. 2. Módulo regulador de tensión
• Tener el nivel de tensión continua adecuado
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ETAPA EMISORA

12. 3. Módulo de polarización de los LED
• Polarizar en continua y modular la luz emitida por los LED
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ETAPA EMISORA

13. 4. Driver del Láser
• Polarización del láser en su punto de trabajo
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ETAPA EMISORA

14. 14/31
Regulador de
tensión
Driver del
Láser
Oscilador de 40
kHz
Oscilador de 1
kHz
Polarización
de los LED
ETAPA EMISORA

15. 1. Módulos de recepción
• Traducir la fotocorriente generada en niveles de tensión
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ETAPA RECEPTORA

16. 2. Módulos de filtrado
• Evitar ruido, posibles interferencias de la señal
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ETAPA RECEPTORA

17. 3. Módulos rectificadores de señal
• Rectificar la señal senoidal
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ETAPA RECEPTORA

18. 18/31
ETAPA RECEPTORA
Rectificadores
de señal
Acondicionamient
o de los
fotodiodos
Filtros pasa
banda
Fotodiodos del
sistema

19. 3.1.3 ETAPA ACONDICIONADORA DE SEÑALES
• Establecer las tensiones de trabajo de cada objetivo
19/31Buzzer
Indicador
es LED
Pantalla
LCD
Interruptor
ON/OFF
Interruptor
es buzzer

20. 3.2 PARTE MECÁNICA DEL SISTEMA
• Estructura en forma de U con barras verticales para las mesas lineales
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Mesas
lineales
Barras de
aluminio
25mm
Escuadras

21. ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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22. 4. IMPLEMENTACIÓN Y PRUEBAS INICIALES
• Pruebas de la correcta emisión y recepción de los LED y el láser
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Señales moduladas
Señal rectificada
Señal filtrada
Señal generada por
el fotodiodo

23. 4. IMPLEMENTACIÓN Y PRUEBAS INICIALES
ALINEAMIENTO DEL
SISTEMA
OBJETIVO DE X4
AUMENTOS
OBJETIVO DE X10
AUMENTOS
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24. ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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25. 5. PRUEBAS EN EL ENTORNO REAL
• Pruebas en el laboratorio
(https://www.youtube.com/watch?v=I1gs79RaN24)
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26. ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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27. 6. PRESUPUESTO
• Coste de la electrónica del sistema…………………………107.5 €
• Coste de la parte mecánica del sistema……………………220.8 €
• Coste del personal (35 €/h) 327 h...………………………11445 €
• Coste total………………………………………………….11773 €
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28. ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
2. Especificaciones del sistema
3. Diseño del sistema
4. Implementación y pruebas iniciales
5. Pruebas en el entorno real
6. Presupuesto
7. Conclusiones y líneas futuras
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29. 6. CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS
• Se ha diseñado y fabricado un dispositivo óptico basado en el concepto de una
barrera óptica adaptado a una aplicación muy concreta y sin ningún precedente
• Este proyecto ha sido un claro ejemplo de la puesta en común de asignaturas
estudiadas a lo largo de carrera
• Las valoraciones por parte de los usuarios que probaron el sistema fueron
bastante positivas
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30. • Alineación automática de las placas emisoras y receptoras
• Fabricación de las PCB de la placa emisora y receptora en placas de
soldadura SMD
• Carcasas de plástico para proteger las placas emisora y receptora
• Adaptación a otros objetivos de microscopio con distancias de trabajo más
cortas 30/31
6. CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS

31. GRACIAS POR SU ATENCIÓN 31/31
?