Tabla de exigencias del dispositivo
Se realizó esta tabla que contiene las características que debe presentar el dispositivo a diseñar.
Tabla de exigencias del dispositivo
Angulatura de rodilla: Se requiere tener 1° como valor mínimo y 140° de valor máximo según la validación de la referencia.
Parámetros de lectura: En los parámetros de lectura se encontró que el dispositivo requiere una frecuencia de medición alta de 200 Hz y una precisión 2° o menos para que esta sea considerada buena.
Tamaño: Como máximo el dispositivo debería tener 9 cm de ancho y 15 cm de largo. En cambio, como mínimo 7 cm de ancho y 12 cm de largo.
Batería: La fuente de alimentación del dispositivo, en este caso una batería, debe durar por lo menos 6 horas, con la finalidad de ser usado múltiples ocasiones en una sola recarga. Adicionalmente, debe tener un voltaje de 15V para suministrar la energía suficiente al circuito.
Peso: Como máximo el dispositivo puede llegar a pesar 400 gramos para no resultar incómodo ni tener errores en los valores de angulatura encontrados.
Conectividad: El dispositivo debe ser capaz de conectarse mediante red Wi - Fi para enviar los resultados obtenidos mediante correo electrónico.
Se realizó un sistema de caja negra con la finalidad de definir las entradas que utilizará el dispositivo para realizar su trabajo y de ello se obtendrían salidas, las cuales son lo que devuelve el dispositivo.
Sistema de caja negra del dispositivo
A partir de lo precisado en el sistema de la caja negra, se expandieron los procesos que se tienen que realizar secuencialmente para pasar de las entradas a las salidas. Esto se puede observar en el esquema de funciones presentado a continuación.
Esquema de funciones del dispositivo
Para desarrollar los conceptos de solución apropiadamente, se construyó una matriz morfológica la cual contiene los elementos que constituyen dichos conceptos.
Matriz morfológica de los conceptos de solución
A continuación se presenta cada concepto a detalle
Concepto 1
Concepto de solución N° 1
El concepto de solución 1 consiste en una placa raspberry.pi conectada a un goniómetro digital, los cuales se amarran mediante correas al área del fémur y al área del peroné y tibia respectivamente, de esta manera, el goniómetro obtiene lecturas de la angulatura de la rodilla durante la marcha. Los datos obtenidos del goniómetro son almacenados en una memoria SD conectada al raspberry.pi y son enviados en un correo al médico mediante conexión a internet gracias a la antena Wi-Fi Shield. Además, este conjunto solución cuenta con un armazón de plástico PLA, este material se puede imprimir con una impresora 3D.
Concepto 2
Concepto de Solución N° 2
El concepto de solución 2 es una placa Arduino UNO conectada a un goniómetro digital, los cuales se amarran mediante correas al área del fémur y al área del peroné y tibia respectivamente, de esta manera, el goniómetro obtiene lecturas de la angulatura de la rodilla durante la marcha. El módulo HC-05 conectado a la placa Arduino, le brinda conexión a internet. Los datos obtenidos del goniómetro son almacenados en la memoria interna de la placa Arduino y al cabo de un tiempo, son enviados en un correo electrónico al médico que trata al paciente aprovechando la conexión a internet. Además, este conjunto solución cuenta con un armazón de plástico ABS, este material se puede imprimir con una impresora 3D y es una opción muy resistente.
Concepto 3
Concepto de solución N° 3
El concepto de solución 3 es una placa ESP32 (La placa ESP32 presenta un módulo de Wi-Fi integrado) conectada a un goniómetro digital, los cuales se amarran mediante correas al área del fémur y al área del peroné y tibia respectivamente, de esta manera, el goniómetro obtiene lecturas de la angulatura de la rodilla durante la marcha. Los datos obtenidos del goniómetro son almacenados en una memoria SDHC y al cabo de un tiempo, son enviados en un correo electrónico al médico que trata al paciente aprovechando la conexión a internet. Este conjunto solución cuenta con un armazón de aluminio, el aluminio es un metal ligero, pero para trabajarlo se requiere maquinaria especializada. Debido a que esta solución funciona con un enchufe a corriente, es necesario que el dispositivo trabaje con una batería externa.
Para el análisis técnico y económico usamos una tabla para cada uno. En dichas tablas, se califican algunas características que se quiere que posea el dispositivo. Para cada criterio se le ha asignado un peso. En la tabla aparece cada peso debajo de la parte de g y en el apartado de gp aparece el peso multiplicado por un valor que da cada integrante del grupo, valor ubicado entre 1 y 4, 1 es la calificación más baja y 4 es la calificación más alta. Después se obtienen puntajes parciales de cada miembro y se promedian para obtener un puntaje máximo. De la división de este puntaje entre el valor que tendría un proyecto óptimo se obtiene cada valor técnico.
Análisis Técnico de los conceptos de solución
Análisis Económico de los conceptos de solución
Con el fin de llegar a la solución óptima, realizamos el gráfico de valor económico versus el valor técnico con los datos de las tres propuestas. Observamos que el proyecto ganado será el proyecto cuyo valor se acerque más a la recta de la propuesta ideal. Entonces, como observamos, el proyecto ganador va a ser la propuesta 2.
Gráfico donde se decide el mejor concepto de solución
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