Gafas para personas invidentes

Las llamadas gafas para personas invidentes utilizan lo mismo que podemos encontrar en la naturaleza con los murciélagos: ultrasonido. Los anteojos emiten ondas (insonoras para nuestro rango auditivo) que rebotan contra el ambiente (pared, techo, piso, personas, objetos) y luego vuelven a él. De este modo, puede realizar una medición de la distancia que separa a los anteojos (es decir, la persona) del objeto en cuestión. Los anteojos emiten sonidos diferentes según el lugar y la distancia a la que se encuentren los objetos, de modo que el ciego puede saber dónde y qué tan lejos se encuentran. Esas ondas que recibe nuevamente el anteojo, son transformadas en vibraciones, que son transmitidas a la persona mediante unos motores colocados en la parte trasera de las gafas. De esta forma, los ciegos pueden recibir una imagen táctil, para poder ubicarse mejor en cualquier entorno.

Ultrasonido

El ultrasonido es una técnica para obtener imágenes médicas a partir de ondas sónicas de alta frecuencia y sus ecos. La técnica es similar al eco-localización que utilizan los murciélagos, las ballenas y los delfines. Los barcos pesqueros utilizan una técnica llamada SONAR que utiliza el mismo principio que el ultrasonido para localizar los bancos de peces o cardúmenes y tirar las redes.

¿Cómo funciona?

El utiliza principios físicos. Los siguientes eventos ocurren en un ultrasonido de uso médico.

1. La máquina de ultrasonido emite sonidos de 1 a 16 MHertz (1*106) dentro del cuerpo con ayuda de un transductor.

2. Las ondas de sonido entran al cuerpo y chocan contra los tejidos.3. Algunas de las ondas sónicas emitidas son reflejadas y regresan al transductor, mientras

que otras viajan más tiempo hasta que choquen con algún tejido y son reflejadas regresando al transductor.

4. Las ondas sónicas que fueron reflejadas son recogidas por el transductor y enviadas a procesamiento.

5. La unidad de procesamiento calcula la distancia del transductor al tejido u órgano usando la velocidad del sonido a través del tejido y el tiempo que tardo el regresar el eco (usualmente en el orden de millonésimas de segundo).

6. La máquina de ultrasonido despliega las distancias e intensidades de los ecos en pantalla, formando una imagen en 2 dimensiones.

En un estudio de ultrasonido, se envían y reciben millones de ondas sónicas y ecos cada segundo. El transductor se mueve a lo largo de la superficie del cuerpo y en distintos ángulos para obtener distintos planos (vistas).

Partes de una máquina de ultrasonido.

Un aparato de ultrasonido básicamente está conformado por las siguientes partes:

Transductor: es el elemento que envía y recibe las ondas sónicas. Central de Proceso (CPU): la parte que hace todos los cálculos con la información dada por

el transductor Controles del transductor: con los que se pueden cambiar la frecuencia de las ondas

sónicas emitidas por el transductor y su amplitud. Pantalla: en donde se muestra la imagen del ultrasonido. Teclado: para introducir los datos del paciente y poner anotaciones. Sistemas de almacenamiento de datos: en donde se puedan guardar las imágenes y datos. Impresora: para imprimir la imagen obtenida.

Transductor.

El transductor es la parte más importante de un aparato de ultrasonido. Es el que hace las ondas de sonido y recibe los ecos que éstas producen; es como la boca y los oídos del ultrasonido.

El transductor genera y recibe las ondas de sonido por el efecto piezoeléctrico, que fue descubierto por Pierre y Jacques Curie en 1880. Dentro del transductor hay más un cristal de cuarzo llamados cristales piezoeléctricos.

Funcionamiento cristales piezoeléctricos.

Cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de éstos cristales, éstos cambian de forma muy rápido. Estos cambios de forma, o vibraciones de los cristales producen ondas de sonido que viajan hacia el exterior. De igual manera, cuando las ondas de sonido rebotan en los órganos y tejidos de regreso al transductor, las ondas de sonido chocan con los cristales haciendo que a causa de la deformación producida por el choque produzcan una corriente eléctrica. Los mismos cristales se usan para emitir y recibir ondas de sonido. El transductor tiene un sistema de lentes acústicos que ayudan a dar dirección a las ondas de sonido emitidas.

Hay distintos tipos de transductores, ya que la forma de éstos depende de su uso. Ya que una forma nos puede ofrecer un campo de visión más amplio, mayor profundidad y resolución en la imagen.

Sensores de ultrasonido para la detección a distancia

La mayoría de los sensores de ultrasonido que podemos encontrarnos en el mercado tienen la función de detectar un objeto a la distancia a través de un sistema de onda sonora en la cual se mide el tiempo que transcurre la emisión de dicho sonido y la percepción del eco correspondiente la cual es la que determina la distancia a la cual se encuentra un intruso.

Uno de los mejores ejemplos que podemos citar para que podamos entender en una forma más clara el funcionamiento de los sensores de ultrasonido es el vuelo de los murciélagos, ya que después de todo, el sistema está inspirado en estos pequeños mamíferos. Como ya sabemos todos, los murciélagos son ciegos por ello deben desplazarse a través del eco de sus sonidos; de esta manera debemos decir que el murciélago, para detectar el lugar en el cual se encuentra un obstáculo y no chocar contra él, emite una serie de sonidos cuyo eco rebota en dicho obstáculo y de esta manera, al recibir el eco, lo detectan y pueden esquivarlo.

Exactamente esta es la manera en la cual los sensores de ultrasonido y los sensores ultrasónicos funcionan. Uno de los detalles más importantes que debemos tener en cuenta es que los sensores de ultrasonido forman parte de los sistemas de seguridad perimetral ya que justamente ayudan a advertir cuando un intruso se encuentra en el perímetro marcado. No obstante debemos decir que en este sentido debemos decir que existen dos tipos de sensores de ultrasonido, aquellos que emiten un sonido imperceptible para el oído humano, el cual, al recibir el eco de vuelta activa las alarmas para ahuyentar al intruso y atraer la atención de las autoridades.

Y también están aquellos sensores de ultrasonido que por lo general se activan con la alarma y reflejan el sonido de la alarma para saber a que distancia de la vivienda se encuentra el intruso. En ambos casos debemos decir que los sensores son muy útiles, aunque no podemos negar que los primeros suelen ser de los favoritos ya que básicamente es el encargado de avisar cuando un intruso está dentro del perímetro de seguridad. Ahora bien como dijimos anteriormente debemos, los sensores de ultrasonido funcionan de la misma manera que los oídos de un murciélago por eso es importante que tengamos en cuenta que son igual de sensibles, y que siempre debemos estar pendientes de su estado. Es por eso que la mayoría de las empresas que nos ofrecen este tipos de sensores, al mismo tiempo nos ofrecen un servicio técnico que visitará periódicamente la residencia en la cual se encuentran instalados los sensores con la única finalidad de revisarlos y asegurarse que todo esté en orden.

El efecto de los falsos ecos en los sensores de ultrasonido

Uno de los enemigos que tiene este sistema de sensores de ultrasonido es el falso eco, el cual se produce cuando el objeto en donde el hecho de supone que tiene que rebotar cambia de lugar. Por ejemplo, si un intruso vienen caminando cuidadosamente y el eco rebota en él, la alarma puede que espere un segundo rebote del eco para activarse, ya que esta es la manera en la cual el sistema comprueba que realmente hay un intruso en la vivienda.

Pero en el caso de que rebote una vez, y luego el ladrón se cambie de posición, los sensores de ultrasonido se verán confundidos al notar que el eco vuelve de dos lugares diferentes, no a la vez como debería ser si hay dos individuos, sino que una vez de cada lado. Cuando esto sucede difícilmente se active la alarma y el ladrón pueda pasar por el sistema de seguridad sin ser detectado por el mismo. No obstante debemos decir que esto rara vez sucede ya que los sensores de ultrasonido con muy difícil de distinguir para los ojos humanos, ya demás como el resto de los sensores en los sistemas de seguridad, éstos se encuentran colocados en lugares estratégicos en donde difícilmente se vean. Es por eso que si bien ésta es una minina probabilidad, no debemos preocuparnos porque nos pase a nosotros, además es muy poco probable que un ladrón este pendiente de cambiar su posición para burlar a los sensores de ultrasonido, considerando que debe estar más atento a otros aspectos.

Materiales utilizados para realizar gafas para personas invidentes mediante ultrasonido

Piezoelectricidad

La piezoelectricidad es un fenómeno presentado por determinados cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, se deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma.

Los materiales piezoeléctricos son cristales naturales o sintéticos que no poseen centro de simetría. El efecto de una compresión o de un cizallamiento consiste en disociar los centros de gravedad de las cargas positivas y de las cargas negativas. Aparecen de este modo dipolos elementales en la masa y, por influencia, cargas de signo opuesto en las superficies enfrentadas.

Pueden distinguirse dos grupos de materiales: los que poseen carácter piezoeléctrico de forma natural (cuarzo, turmalina) y los llamados ferroeléctricos, que presentan propiedades piezoeléctricas tras ser sometidos a una polarización (tantalio de litio, nitrato de litio, bernilita en forma de materiales monocristalinos y cerámicas o polímeros polares bajo forma de microcristales orientados).

Cable plano

El cable plano es el mismo que el IDE (Integrated Device Electronics, "Dispositivo con electrónica integrada") donde se conecta el disco duro y la unidad de CD_ROM.

Se llama así al conductor alambrico donde los hilos se encuentran alineados paralelamente.

Motor eléctrico

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos. Los motores vibratorios nos dan como respuesta una vibración.

Cloruro férrico

El Cloruro Férrico fabricado es una solución de color marrón oscuro. Teniendo en cuenta que el Cloruro Férrico sólido es un compuesto sumamente higroscópico, que absorbe rápidamente la humedad del aire.

El Cloruro Férrico es un compuesto de gran versatilidad, con un amplio espectro de aplicaciones industriales. Su elevado poder de floculación lo destaca como un muy eficiente coagulante en el tratamiento del agua potable y de efluentes sanitarios e industriales, y su habilidad para coagular en un amplio rango de pH lo convierte en una herramienta de mayor utilidad que otros productos químicos utilizados con los mismos propósitos. Se utiliza también como agente de acondicionamiento de lodos, en la remoción del fosfato de aguas residuales, como catalizador en una gran variedad de reacciones orgánicas, como acelerante de la oxidación del asfalto, en la fabricación de pigmentos, fotograbado, fabricación de otras sales de hierro, y en muchas otras aplicaciones industriales. En este caso utilizaremos el cloruro férrico para quemar la placa debido a su reacción química.

Batería

Batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, se le denomina al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

Anexos

Sensores de ultrasonido

Regulador de voltaje

Batería

Transistores 3904

Resistencias

Cristales piezoeléctricos

Capacitores eléctricos

Terminales eléctricos

Conectores idc

Cable plano

Motores vibradores

Led

Percloruro férrico

Microcontrolador