DESARROLLO-DE-UN-BAUMANOMETRO-Y-TERMOMETRO-CORPORAL-DE-TIPO-INALAMBRICO

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA 
MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
 
 
“DESARROLLO DE UN BAUMANÓMETRO Y TERMÓMETRO 
CORPORAL DE TIPO INALÁMBRICO” 
 
 
TESIS 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA 
 
 
P R E S E N T A N 
 
Camacho Franco Oscar Alejandro 
Diosdado Aranda Carla Beatriz 
 
ASESORES: 
Ing. Armando Mancilla León 
M. en C. Roberto Galicia Galicia 
M. en C. Genaro Zavala Mejía 
México D.F. Diciembre 2012 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA 
UNIDAD PROFESIONAL "ADOLF O LÓPEZ MATEOS" 
TEMA DE TE SIS 
QUE PARA OBTENER EL TITlJLO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA 
POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN TESIS COLECTIVA y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL 
DEBERA(N) DESARROLLAR C. OSCAR ALEJANDRO CAMACHO FRANCO 
C. CARLA BEATRIZ DIOSDADO ARANDA 
"DESARROLLO DE UN BAUMANOMETRO y TERMOMETRO CORPORAL DE TIPO 
INALÁMBRICO" 
DISEÑAR Y CONSTRUIR UN PROTOTIPO DE UN INSTRUMENTO MÉDICO, QUE MIDA LA 
PRESIÓN ARTERIAL Y TEMPERATURA CORPORAL, Y SE COMUNIQUE DE MANERA 
INALÁMBRICA CON UNA PC, PARA VISUALIZAR Y ALMACENAR LOS RESULTADOS DE LAS 
MEDICIONES. 
• SIGNOS VITALES y SU MEDICIÓN 
• COMPONENTES DEL SISTEMA, DESCRIPCIÓN Y FUNCIONAMIENTO 
• DISEÑO DE HARDWARE 
• DESARROLLO DE LA INTERFAZ GRÁFICA 
• PRUEBAS Y RESULTADOS 
• CONCLUSIONES 
MÉXICO D.F. A 07 DE OCTUBRE DE 2013 
-A).L..19- 2j..,~~ ANCILLA LEON M. EN C. ROBERTO GALlCIA GALlCIA 
 Índice 
 
i 
Índice 
Índice de ilustraciones ................................................................................. v 
Índice de diagramas .................................................................................... vi 
Índice de figuras .......................................................................................... vi 
Objetivos ...................................................................................................... vii 
Objetivo general ....................................................................................................................... vii 
Objetivos particulares ............................................................................................................. vii 
Justificación ................................................................................................ viii 
Introducción .................................................................................................. ix 
Capítulo 1 .- Signos vitales y su medición ................................................. 1 
1.1 Antecedentes .......................................................................................................................... 1 
1.2 Estado del arte ....................................................................................................................... 3 
Cirugía a distancia .................................................................................................................... 3 
Proyecto Lobin .......................................................................................................................... 4 
Avances médicos: tiritas digitales .......................................................................................... 4 
Baumanómetro Digital Automático con Conexión a PC ..................................................... 5 
1.3 Presión arterial ....................................................................................................................... 6 
Clasificación de la presión arterial ......................................................................................... 6 
Medición de la presión arterial ................................................................................................ 7 
Medición no invasiva ................................................................................................................ 7 
Métodos de auscultación ......................................................................................................... 7 
Métodos oscilométricos ........................................................................................................... 8 
Medición invasiva ..................................................................................................................... 9 
Instrumentos de medición ..................................................................................................... 10 
Baumanómetro ....................................................................................................................... 11 
Tensiómetros de dedo y muñeca ......................................................................................... 11 
1.4 Temperatura corporal .......................................................................................................... 12 
Termómetro ............................................................................................................................. 12 
Índice 
 
 
ii 
Medición de la temperatura corporal ................................................................................... 14 
Oral ........................................................................................................................................... 14 
Rectal ....................................................................................................................................... 14 
Axilar ......................................................................................................................................... 15 
1.5 Elementos típicos de un instrumento ................................................................................ 16 
Sensores .................................................................................................................................. 16 
Transductor ............................................................................................................................. 16 
Sensor ...................................................................................................................................... 16 
Sensores de presión .............................................................................................................. 17 
Sensores de temperatura ...................................................................................................... 18 
Capítulo 2 .- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento
 ...................................................................................................................... 20 
2.1 Elementos auxiliares para la medición ............................................................................. 22 
Características ........................................................................................................................ 26 
2.2 Elementos de la interfaz gráfica ........................................................................................ 28 
Microsoft Visual Studio .......................................................................................................... 29 
Capítulo 3 .- Diseño de hardware ............................................................. 30 
3.1 Etapa de acondicionamiento .............................................................................................. 30 
Acondicionamiento de la señal de presión ......................................................................... 30 
Acondicionamiento en el sensor de temperatura .............................................................. 32 
3.2 Etapa de potencia ................................................................................................................ 34 
3.3 Programación del microcontrolador (Funcionamiento del programa) ......................... 35 
Capítulo 4 .- Diseño del software ............................................................. 44 
4.1 Descripción general............................................................................................................. 44 
4.2 Cargar datos previamente almacenados ......................................................................... 45 
4.3 Registro y edición de usuarios ........................................................................................... 46 
4.4 Lista de usuarios registrados ............................................................................................. 49 
4.5 Visualización de datos personales del usuario seleccionado ....................................... 49 
4.6 Visualización del historial del usuario activo ................................................................... 50 
4.7 Visualización de la medición más reciente y control remoto del instrumento ............ 52 
Capítulo 5 .- Pruebas y resultados ........................................................... 54 
Índice 
 
 
iii 
Pruebas y resultados del individuo 1 ................................................................................... 54 
Pruebas y resultados del individuo 2 ................................................................................... 57 
Pruebas y resultados del individuo 3 ................................................................................... 59 
Pruebas y resultados del individuo 4 ................................................................................... 62 
Pruebas y resultados del individuo 5 ................................................................................... 65 
Pruebas y resultados del individuo 6 ................................................................................... 67 
Observaciones ........................................................................................................................ 70 
Capítulo 6 Conclusiones ............................................................................ 71 
Glosario ....................................................................................................... 72 
Referencias ................................................................................................. 73 
Bibliografía .................................................................................................. 75 
Anexo A ....................................................................................................... 77 
Código del microcontrolador ..................................................................................................... 77 
Bibliotecas utilizadas .............................................................................................................. 77 
Funciónes ................................................................................................................................ 77 
Declaración de variables ....................................................................................................... 78 
Mensajes de la LCD ............................................................................................................... 78 
Programa principal ................................................................................................................. 78 
Función de espera para las mediciones ............................................................................. 83 
Función de espera para el desplegado en LCD ................................................................ 84 
Conversión de dato de presión y temperatura a ASCII .................................................... 85 
Conversión de dato de presión a ASCII .............................................................................. 85 
Conversión de dato de temperatura a ASCII ..................................................................... 86 
Habilitar medición de presión y temperatura ...................................................................... 86 
Habilitar medición de temperatura ....................................................................................... 87 
Función para el envío de comandos en la LCD................................................................. 87 
Anexo B ....................................................................................................... 89 
Código del formulario 1.......................................................................................................... 89 
Bibliotecas utilizadas .............................................................................................................. 89 
Descripción de la clase .......................................................................................................... 89 
Índice 
 
 
iv 
Recepcion de datos del puerto serial .................................................................................. 89 
Prediagnóstico para presión diastólica ............................................................................... 90 
Prediagnóstico para presión sistólica .................................................................................. 90 
Prediagnóstico para la temperatura .................................................................................... 90 
Carga de datos en el expediente ......................................................................................... 91 
Botón “Nuevo” ......................................................................................................................... 91 
Botón “Editar” .......................................................................................................................... 92 
Comunicación de la PC al Microcontrolador ...................................................................... 92 
Almacenamiento de datos en el archivo de Word ............................................................. 92 
Carga de datos del archivo de Word ................................................................................... 95 
Opción de imprimir ................................................................................................................. 97 
Selección de puerto serial ..................................................................................................... 98 
Medición de temperatura ....................................................................................................... 98 
Medición de presión ............................................................................................................... 98 
Graficar presión ...................................................................................................................... 98 
Gráfica de temperatura ........................................................................................................ 100 
Interpretación de datos recibidos por el microcontrolador ............................................. 101 
Código del formulario 2........................................................................................................ 101 
Bibliotecas utilizadas ............................................................................................................ 101 
Inicialización del formulario ................................................................................................. 101 
Carga de datos ..................................................................................................................... 102 
Registro nuevo ...................................................................................................................... 102 
Botón “Ok” ............................................................................................................................. 104 
Botón “Cancelar” ................................................................................................................... 105 
Actualizar datos .................................................................................................................... 106 
Códigode la clase “Graficas” ............................................................................................. 106 
Bibliotecas utilizadas ............................................................................................................ 106 
Inicialización del formulario ................................................................................................. 107 
Desplegado de gráficas ....................................................................................................... 107 
Graficación de puntos .......................................................................................................... 108 
Anexo C : Costo del prototipo ................................................................................................. 109 
Anexo D: Diagrama de clases de la interfaz gráfica ........................................................... 113 
 Índice de ilustraciones 
 
v 
Índice de ilustraciones 
 
Ilustración 1.1 Antiguo ritual de curación [1] ............................................................. 1 
Ilustración 1.2 a) Uso del primer estetoscopio, b) Primer estetoscopio (1819)[2] ............ 2 
Ilustración 1.3 Microrobots en la medicina ............................................................... 3 
Ilustración 1.4 Proyecto Lobin ................................................................................ 4 
Ilustración 1.5 Tirita digital .................................................................................... 5 
Ilustración 1.6 Baumanómetro digital con conexión a PC[3] ........................................ 5 
Ilustración 1.7 Método de auscultación[5] ................................................................ 7 
Ilustración 1.8 Baumanómetro digital[6] ................................................................... 8 
Ilustración 1.9 Método invasivo[7]......................................................................... 10 
Ilustración 1.10 a) Esfigmomanómetro de mercurio, b) Baumanómetro aneroide de 
mercurio, c) Tensiómetro digital[8] ........................................................................ 10 
Ilustración 1.11 Tensiómetro de dedo[9] ................................................................ 12 
Ilustración 1.12 a )Termómetro de mercurio, b) Termómetro digital.[11] ...................... 13 
Ilustración 1.13 Medición oral[12] ......................................................................... 14 
Ilustración 1.14 Medición rectal[13] ....................................................................... 14 
Ilustración 1.15 Medición axilar[13] ....................................................................... 15 
Ilustración 1.16 Medición por el oído[14] ................................................................ 15 
Ilustración 1.17 Termómetro cutáneo[15] ............................................................... 15 
Ilustración 1.18 Diagrama a bloques de un transductor ............................................ 16 
Ilustración 1.19 Diagrama a bloques de un sensor .................................................. 17 
Ilustración 2.1 Brazalete con sensor LM35 ............................................................. 21 
Ilustración 2.2 Bomba de aire .............................................................................. 22 
Ilustración 2.3 Electroválvula .............................................................................. 23 
Ilustración 2.4 Modulo bluetooth ........................................................................... 26 
Ilustración 4.1 Ventana inicial de la interfaz ............................................................ 46 
Ilustración 4.2 Ventana de Datos personales .......................................................... 46 
Ilustración 4.3 Ventana de datos personales después de verificar los campos .............. 47 
Ilustración 4.4 Documento "Historial.docx" después de registrar al primer usuario ......... 47 
Ilustración 4.5 Pestaña Datos personales después de seleccionar a un usuario............ 50 
Ilustración 4.6 Pestaña Historial ........................................................................... 51 
Ilustración 4.7 Gráfica de Temperatura corporal ...................................................... 51 
Ilustración 4.9 Pestaña Medición .......................................................................... 53 
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 Índice de diagramas 
 
 
vi 
Índice de diagramas 
Diagrama 2.1 Funcionamiento general del sistema .................................................. 20 
Diagrama 3.1 Diagrama a bloques de la inicialización de la LCD ............................... 35 
Diagrama 3.2 Menú principal (parte 1) .................................................................. 38 
Diagrama 3.3 Menú principal (parte 2) .................................................................. 39 
Diagrama 3.4 Máximos y mínimos ........................................................................ 40 
Diagrama 3.5 Medición Sistólica-Diastólica ............................................................ 41 
Diagrama 4.1 Funcionamiento de la función “Load” ................................................. 45 
Diagrama 4.2 Funcionamiento de las funciones de la ventana de Datos personales ...... 48 
Diagrama 4.3 Funcionamiento del evento Seleccionar_usuario() ............................... 49 
Diagrama 4.4 Control remoto del instrumento ......................................................... 52 
 
Índice de figuras 
Figura 2.1 Terminales del sensor MPX5050DP[16] .................................................. 23 
Figura 2.2 Vista inferior de un LM35[17] ................................................................ 24 
Figura 2.3 LCD de 2 líneas[18] ............................................................................ 25 
Figura 2.4 Matriz de representación de caracteres, representación del carácter A[19] .... 25 
Figura 2.5 Distribución de patas del microcontrolador m9s08sh8[20] .......................... 27 
Figura 2.6 Asignación de funciones a pines del microcontrolador m9s08sh8 ................ 28 
Figura 3.1 Configuración recomendada por el fabricante[16] ..................................... 30 
Figura 3.2 Filtro pasa banda ................................................................................ 31 
Figura 3.3 Amplificación en el sensor de temperatura .............................................. 33 
Figura 3.4 Etapa de potencia ............................................................................... 34 
Figura 3.5 Configuración del convertidor analógico digital ......................................... 36 
Figura 3.6 Configuración de la comunicación serial ................................................. 37 
Figura 3.7 Diseño del circuito (1) ..................................................................................... 42 
Figura 3.8 Diseño del circuito (2) .......................................................................... 42 
Figura 3.9 Fuente de alimentación........................................................................ 42 
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file:///C:/Users/Carla/Dropbox/Tesis/tesis05-12.docx%23_Toc343617835
 Objetivos 
 
 
vii 
Objetivos 
Objetivo general 
Diseñar y construir un prototipo de un instrumento médico,que mida la presión 
arterial y temperatura corporal,y se comunique de manera inalámbrica con una 
PC, para visualizar y almacenarlos resultados de las mediciones. 
Objetivos particulares 
 Diseñar los circuitos de acondicionamiento, delas señales de los 
sensores de presión y de temperatura. 
 Establecer el sistema de comunicación inalámbrica entre el instrumento y 
la PC. 
 Diseñar la interfaz gráfica, para la visualizaciónde los 
resultados,enviados por el prototipo. 
 
 Justificación 
 
 
viii 
Justificación 
En la actualidad, existe un gran número de prototipos e investigaciones que 
pretenden ofrecer innovaciones en la tecnología médica,con el fin de obtener un 
diagnóstico más preciso y facilitar al médico o usuario en general, obtener dicha 
información. Estos prototipos se centran en diversas cualidades,tales como, el ser 
portables, precisos, fáciles de operar, entre otros aspectos. 
El presente proyecto surge como propuesta de un instrumento médicoque, aparte 
de ser preciso y fácil de operar, pueda ser accesible para el usuario en otros 
aspectos, ya que se busca que el instrumento cuente con una interfaz gráfica 
amable, para que pueda ser manipulada con facilidad y que además, permita un 
seguimiento constante para los pacientes que así lo requieran. 
Desafortunadamente, muchas enfermedades afectan a las personas, de tal forma 
que le imposibilita realizar algunos movimientos cotidianos, por lo que es 
necesario que permanezcan en cama bajo constante monitoreo, por parte de 
personal médico. 
 
 Introducción 
 
 
ix 
Introducción 
La presente tesis tiene como propósito,el desarrollo de un instrumento para la 
medición de la presión arterial y temperatura corporal. Además del diseño de una 
aplicación para PC, en la cual se muestren y almacenen los resultados obtenidos y 
enviados de manera inalámbrica por el instrumento, asimismo permita el registro 
de diferentes usuarios y /o pacientes. 
La medición de la presión arterial, se realiza de forma no invasiva, utilizando el 
métodooscilométrico, el cual se describe posteriormente. Mientras que la medición 
de la temperatura corporal,se obtiene en base a la temperatura axilar. Por otra 
parte, la comunicación inalámbrica se realiza mediante un módulo bluetooth. 
El primer capítulo de la tesis tiene carácter introductorio, por lo que consiste en 
una descripción general de los signos vitales, sus métodos de medición y los 
instrumentos utilizados para su obtención. Abarcando desde los orígenes de los 
instrumentos médicos, hasta los avances más recientes. 
En el segundo capítulo, se presenta el diagrama a bloques del instrumento, 
además, se describen las características de interés de cada uno de los elementos 
que lo conforman, así como su funcionamiento. 
A lo largo del tercer capítulo se describe el diseño de los circuitos que forman 
parte del instrumento, tales como los circuitos utilizados para el acondicionamiento 
de las señales, de los sensores de presión y temperatura, la comunicación 
bluetooth, el control de la bomba de aire y la electroválvula, etc. 
Dentro del cuarto capítulo se habla del diseño de la aplicación, su funcionamiento, 
y la descripción de cada uno de los algoritmos utilizados dentro de la interfaz 
gráfica, con sus respectivos diagramas de flujo. 
Finalmente, los capítulos cinco y seis contienen los resultados y conclusiones, 
obtenidas de las diferentes pruebas que se realizaron. 
 
Antecedentes Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
1 
Capítulo 1 .- Signos vitales y su 
medición 
En este capítulo se realiza una descripción general de los signos vitales, sus 
métodos de medición y los instrumentos utilizados para su obtención. Abarcando 
desde los orígenes de los instrumentos médicos, hasta los avances más recientes. 
1.1 Antecedentes 
Las enfermedades han sido partícipes en la vida del ser humano desde sus 
orígenes, pero, antiguamente estos males eran vistos y tratados de diferente 
manera a lo que se hace hoy en día. 
 En la antigüedad, cuando un hombre era invadido por alguna enfermedad, 
existía la creencia de que este malestar tenía un origen espiritual, por lo que era 
llevado con el curandero de la tribu, el cual tenía ciertos conocimientos de 
herbolaria, que le permitían sanar a la persona, pero, para poder saber las 
hierbas necesarias para su sanación, el curandero debía pasar por una serie de 
ritos, en los cuales se daba cuenta del tipo de mal al que se enfrentaba. Tal 
como se muestra en laIlustración 1.1. 
 
Ilustración 1.1 Antiguo ritual de curación[1] 
Antecedentes Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
2 
En las épocas siguientes, el ser humano, con mayores conocimientos sobre las 
enfermedades y el efecto de éstas en las personas, desarrolló una serie de 
métodos y estudios para la detección de enfermedades específicas, y de esta 
forma poder aliviarlas con el uso de medicamentos. 
Sin embargo, en sus inicios, la búsqueda de estos síntomas dependía 
íntegramente de la habilidad y experiencia del médico, puesto que, en ausencia 
de la instrumentación adecuada, los procedimientos para la detección de 
síntomas consistían en el uso de los cinco sentidos del médico para lograr 
hacer alguna conjetura. 
Con el desarrollo de nuevas herramientas y tecnologías, se ha logrado tener 
una mayor eficiencia cuando se requiere realizar algún diagnóstico médico, por 
ejemplo, la invención del estetoscopio en 1819, (Ilustración 1.2). 
 
 
a) b) 
Ilustración 1.2 a) Uso del primer estetoscopio, b) Primer estetoscopio (1819)[2] 
En la actualidad, además de buscar el desarrollo de nuevos instrumentos para 
el diagnóstico médico, se busca innovar tecnológicamente los instrumentos ya 
creados, todo esto enfocado siempre a lograr establecer el mejor diagnóstico, y 
poder aliviar prontamente los malestares biológicos de los seres humanos. 
 
Estado del arte Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
3 
1.2 Estado del arte 
Inicialmente, para el desarrollo del prototipo, es necesario conocer los avances 
tecnológicos en el campo de la medicina, para lograr establecer un punto de 
partida y tener referencias sólidas para justificar la utilidad del instrumento a 
elaborar. Por consiguiente, se hará mención de algunos instrumentos médicos 
desarrollados en la actualidad. 
Cirugía a distancia
1
 
Esta novedosa forma de practicar lamedicina,permite a los doctores realizar 
cirugías en el lugar donde se encuentre el paciente, estando ellos en otro. Los 
investigadores, están desarrollando micro robots que pueden ser insertados en el 
abdomen del paciente, para ser controlados por cirujanos a cientos de kilómetros 
de distancia. 
Están ideados para trabajar en zonas de desastre, campos de batalla o cualquier 
circunstancia en la que el paciente no pueda ser trasladado a un hospital. Este 
micro robot (Ilustración 1.3) es capaz de frenar hemorragias internas, que es la 
causa principal de muerte en situaciones traumáticas. 
 
Ilustración 1.3 Microrobots en la medicina 
 
 
1
 Andres,C. Cirugía a distancia. http://www.avancestecnologicos.org/proyecto-cirugia-as-distancia.html. 21-
09-2012 
Estado del arte Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
4 
Proyecto Lobin
2
 
Un grupo de investigadores de la Universidad de Carlos III en Madrid, han 
desarrollado una prenda de vestir, que incorpora sensores para monitorear 
constantemente los signos vitales. Con este dispositivo, lo que se busca es que el 
paciente tenga mayor movimiento cuando se encuentre en observación o 
cualquier pabellón de un hospital. 
El proyecto Lobin (localización y biomonitorización), es una prenda de vestir muy 
parecida a una camisa (Ilustración 1.4), que está fabricada por un material muy 
liviano, y tiene adherida sensores que le harán un seguimiento a un paciente 
(electrocardiograma, los ritmos respiratorios, la temperatura, la posición relativa 
del paciente), los datos recogidos serán enviados de forma inalámbrica a laspersonas encargadas del paciente, dentro del hospital. 
 
Ilustración 1.4 Proyecto Lobin 
Avances médicos: tiritas digitales 
Una empresa spin-off del Imperial College de Londres, ha desarrollado un nuevo 
sistema de sensor para vigilar el estado de salud de las personas, y enviar 
diagnósticos a un ordenador. Según sus creadores, esta tirita digital que lleva un 
aparato electrónico diminuto, podría resultar especialmente útil para controlar la 
salud de personas mayores que viven solas. Las primeras pruebas con humanos 
empezarán dentro de unos pocos meses. 
Esta tirita digital, (Ilustración 1.5) mide tan sólo tres milímetros por cinco, y tiene un 
chip de silicio que lleva sensores capaces de detectar diversos síntomas. Uno 
 
2
 Andres,C. Proyecto Lobin camisetas que vigilan los signos vitales. 
http://www.avancestecnologicos.org/proyecto-lobin-camisetas-que-vigilan-los-signos-vitales.html. 21-09-
2012 
Estado del arte Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
5 
puede detectar la actividad cardiaca, otro la temperatura corporal y otro niveles de 
azúcar en la sangre. Toda la información recopilada es procesada por el chip de 
silicio Sensium, cuya fuente de energía es una pequeña pila, parecida a las que 
llevan los relojes digitales. 
 
Ilustración 1.5 Tirita digital 
Baumanómetro Digital Automático con Conexión a PC 
En la actualidad, se tiene a la venta un baumanómetro digital (Ilustración 1.6), el 
cual es capaz de conectarse a una computadora mediante el puerto de la 
impresora. El instrumento presenta las siguientes características: 
 Selección del modo estándar o MAM (modo media). 
 Tecnología PAD (Detección de arritmia). 
 99 memorias 
 Memoria de 2x30 
 Puerto de impresora 
 Cambio sencillo de pila 
 Lógica difusa. 
 Método oscilométrico para mediciones. 
 
 
Ilustración 1.6 Baumanómetro digital 
con conexión a PC[3] 
Presión arterial Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
6 
1.3 Presión arterial 
La presión arterial, representa la presión ejercida por la sangre contra la pared de 
las arterias, cada vez que el corazón se contrae. La presión arterial o tensión 
arterial, es la resultante del volumen por minuto cardíaco, es decir, el volumen de 
sangre que bombea el corazón hacia el cuerpo en un minuto; por la resistencia 
arteriolar periférica, esta última determinada por el tono y estado de las arteriolas. 
Se distingue una presión sistólica y otra diastólica. La presión sistólica es la 
presión sanguínea máxima. Representa la presión que sufren las arterias, cuando 
el corazón se contrae y bombea sangre por ellas. La presión diastólica es la 
presión mínima de la sangre, que se registra cuando el corazón se relaja. 
La presión arterial varía en las personas a lo largo de las 24 horas del día . Los 
factores que influyen son: las emociones, la actividad física, la presencia de dolor, 
estimulantes como el café, tabaco, algunas drogas, etc. 
Clasificación de la presión arterial 
En la Tabla 1.1se muestra la clasificación de la presión arterial, según la 
Organización Mundial de la Salud OMS. 
Tabla 1.1 Clasificación de la presión arterial (OMS)[4] 
Clasificación de la presión arterial 
Clasificación Sistólica (mmHg) Diastólica 
Óptima <120 y/o <80 
Normal 120-129 y/o 80-84 
Normal alta 130-139 y/o 85-89 
 Hipertensión 
Etapa 1 140-159 y/o 90-99 
Etapa 2 160-179 y/o 100-109 
Etapa 3 180 y/o 110 
Medición de la presión arterial Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
7 
Medición de la presión arterial 
La presión arterial puede ser medida de manera no invasiva o invasiva. Cada una 
de ellas se explica a continuación. 
Medición no invasiva 
Método de palpación:Este método se basa en la palpación del pulso radial, se 
infla el manguito del baumanómetro o manómetro, hasta la desaparición del pulso 
que se palpa, y posteriormente se infla 30mmHg más, después debe 
desinflarselentamente, hasta el punto en que se vuelve a palpar el pulso en la 
arteria radial. 
Este método sólo permite medir la presión sistólica, un valor sistólico mínimo 
puede ser estimado aproximadamente por palpación, éste es un método usado 
más frecuentemente en situaciones de emergencia. 
Sin embargo, este método no es lo suficientemente exacto, y con frecuencia, 
sobrestima la presión sanguínea sistólica del paciente. 
Métodos de auscultación 
El método auscultorio usa un estetoscopio y un esfigmomanómetro. Se utiliza un 
brazalete inflable que se coloca alrededor de la parte superior del brazo izquierdo 
(puede ser tomada en el derecho, pero sería erróneo pues la medición obtenida no 
sería exacta debido al recorrido propio de las arterias), arriba del codo, a 
aproximadamente la misma altura vertical que el corazón. El brazalete va 
conectado a un manómetro de mercurio o aneroide (Ilustración 1.7). 
 
Ilustración 1.7 Método de auscultación[5] 
 Medición de la presión arterial Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
8 
El manómetro de mercurio, que se considera el estándar para la medición de la 
presión sanguínea, mide la altura de una columna del mercurio, dando un 
resultado absoluto sin la necesidad de calibración, y por lo tanto, no sujeto a los 
errores y a la posible inexactitud de la calibración que afecta a otros métodos. 
En ambos casos, el brazalete, del tamaño apropiado, es ajustado e inflado 
manualmente al apretar repetidamente un bulbo de goma, hasta que la arteria 
braquial es ocluida totalmente. Escuchando con el estetoscopio la arteria radial en 
el antebrazo, el examinador libera lentamente la presión en el brazalete. Cuando 
la sangre apenas comienza a fluir en la arteria, el flujo turbulento crea un sonido. 
La presión en la cual este sonido se oye primero, es la presión sanguínea sistólica. 
La presión del brazalete sigue liberándose, hasta que no se puede oír ningún 
sonido en la presión sanguínea diastólica. 
Métodos oscilométricos 
En los métodos oscilométricos, el equipo es funcionalmente similar al del método 
de auscultación, pero, en vez de usar el estetoscopio y el oído del experto, tiene 
en el interior un sensor de presión electrónico para detectar el flujo de sangre 
(Ilustración 1.8). 
 
Ilustración 1.8 Baumanómetro digital[6] 
La medición oscilométrica requiere menos habilidad que la técnica auscultatoria, y 
puede ser conveniente para uso del personal inexperto, y para la supervisión 
automatizada del paciente en su hogar. 
El brazalete, es inicialmente inflado a una presión superior a la presión sanguínea 
sistólica, y después, durante un período de cerca de 30 segundos, se reduce 
hasta llegar a un nivel por debajo de la presión diastólica. Cuando el flujo de 
 Medición de la presión arterial Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
9 
sangre es nulo, o sin obstáculo, la presión del brazalete será esencialmente 
constante. Es importante que el tamaño del brazalete sea el correcto: los 
brazaletes de tamaño insuficiente pueden dar una presión demasiado alta, 
mientras que los brazaletes de gran tamaño, muestran una presión demasiado 
baja. 
Los monitores oscilométricos, pueden producir lecturas inexactas en pacientes con 
problemas en el corazón y la circulación, esto incluye esclerosis arterial, arritmia, 
preeclampsia, pulso alternante, y pulso paradójico. 
En la práctica, los diferentes métodos no dan resultados idénticos; un algoritmo y 
los coeficientes experimentales obtenidos, son usados para ajustar los resultados 
oscilométricos para dar lecturas que sean similares, tanto como sea posible, con 
los resultados de la auscultación. Algunos equipos, usan el análisis asistido por 
computadora, de la forma de onda de la presión arterial instantánea para 
determinar los puntos sistólicos, medios, y diastólicos. 
Las mediciones no invasivas por auscultación y oscilométrica, son más simples y 
más rápidasque las mediciones invasivas, requieren menos pericia para llevarlas 
a cabo, virtualmente no tienen complicaciones, y son menos desagradables y 
dolorosas para el paciente. 
Sin embargo, las mediciones no invasivas pueden tener una exactitud algo más 
baja, y pequeñas diferencias sistemáticas en los resultados numéricos. Los 
métodos de medición no invasivos, son más comúnmente usados para exámenes 
y monitoreos rutinarios. 
Medición invasiva 
La presión sanguínea arterial, es medida con mayor precisión al utilizar la 
medición invasiva, medida a través de una línea arterial. La medición invasiva de 
la presión arterial con cánulas intravasculares, implica la medición directa de la 
presión arterial, colocando una aguja de cánula en una arteria, usualmente se 
mide en las arterias radial, femoral, dorsal del pie o braquial. Esto es hecho en un 
hospital generalmente por un anestesiólogo o un cirujano. Como se muestra en 
laIlustración 1.9. 
La cánula se debe conectar con un sistema lleno de fluido estéril, que está 
conectado con un transductor de presión electrónico. La ventaja de este sistema, 
es que la presión está constantemente supervisada, latido por latido. 
 Medición de la presión arterial Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
10 
 
Ilustración 1.9 Método invasivo[7] 
Esta técnica invasiva, es regularmente empleada en la medicina humana y 
veterinaria de cuidados intensivos, anestesiología, y para propósitos de 
investigación.
Instrumentos de medición 
Existen diferentes dispositivos para medir la presión arterial, los más conocidos 
son: el esfigmomanómetro de mercurio (Ilustración 1.10.a), el baumanómetro 
aneroide (Ilustración 1.10.b)y los tensiómetros digitales (Ilustración 1.10.c). 
 
a) b) 
 
c) 
Ilustración 1.10 a) Esfigmomanómetro de mercurio, b) Baumanómetro aneroide de mercurio, c) 
Tensiómetro digital[8] 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
11 
Baumanómetro 
El baumanómetro, es un instrumento neumático de gran importancia para el 
diagnóstico médico, ya que, nos permite medir la fuerza que ejerce la sangre 
sobre las paredes de las arterias y, por lo tanto, ayuda a detectar cualquier 
anomalía relacionada con la presión sanguínea y el corazón. 
En la actualidad, la instrumentación médica cuenta con una diversidad de 
baumanómetros, para su apoyo en el diagnóstico médico, por ejemplo, el 
baumanómetro analógico, probablemente el más conocido, éste consiste en una 
bomba manual de aire, la cual infla una cámara colocada en el brazo del paciente, 
de manera que, con ayuda de un estetoscopio, se pueda escuchar el flujo 
sanguíneo y de esta manera, detectar los niveles de presión arterial que tiene el 
paciente. 
Este instrumento se puede clasificar en dos tipos: 
 Baumanómetro analógico 
 Baumanómetro digital 
El primero, como anteriormente se hizo mención, consiste en el bombeo manual 
de aire, para detectar la fuerza ejercida por la sangre sobre las paredes de las 
arterias, utiliza como herramienta auxiliar un estetoscopio y, además, las 
mediciones se observan de manera analógica en una aguja indicadora. Este 
instrumento, usado por personas capacitadas, puede ser muy preciso. 
En contraste, el baumanómetro digital generalmente está formado por una bomba 
automática, la cual infla el brazalete y además, cuenta con un sensor de presión, 
el cual registra instantáneamente la medida de presión del paciente, procesando 
esos datos y desplegándolos en una pantalla (display). Es un instrumento muy 
práctico para aquellas personas que requieren de una medición rápida y que no 
cuentan con los conocimientos para utilizar el baumanómetro manual, el cual, 
tiene mayor preferencia por los médicos debido a la precisión que presenta, ya 
que, aunque el baumanómentro electrónico es muy efectivo, suele tener ligeras 
variaciones en los resultados, normalmente despreciables. 
Tensiómetros de dedo y muñeca 
Existen algunos tensiómetros para medir la presión en el dedo o en la muñeca 
(Ilustración 1.11), pero se ha demostrado que estos aparatos no son tan exactos 
como los demás tipos de monitores. 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
12 
 
Ilustración 1.11 Tensiómetro de dedo[9] 
 
1.4 Temperatura corporal 
La temperatura, es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, 
tibio, frío que puede ser medida, específicamente, con un termómetro. La 
temperatura normal del cuerpo de una persona varía dependiendo de su sexo, su 
actividad reciente, el consumo de alimentos y líquidos, la hora del día y, en las 
mujeres, de la fase del ciclo menstrual en la que se encuentren. La temperatura 
corporal, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, se clasifica según 
laTabla 1.2. 
Tabla 1.2 Clasificación de la temperatura corporal según la OMS[10] 
Clasificación Temperatura (°C) 
Hipotermia <35.5 
Temperatura normal 35.5-37 
Febrícula 37.1-37.9 
Fiebre >38 
 
Termómetro 
El termómetro, es un instrumento utilizado para la medición de temperaturas. 
Dentro de la instrumentación médica, los termómetros más comunes están 
formados por un tubo de vidrio, el cual contiene un cilindro interior con mercurio, 
este se expande o se contrae, dependiendo de la temperatura a la que se 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
13 
encuentre, y, para poder medir la temperatura, éste cuenta con una escala en 
grados centígrados, la cual nos permite observar el avance del mercurio dentro del 
tubo. 
Al igual que el baumanómetro, los termómetros se pueden clasificar de la 
siguiente manera: 
 Termómetro analógico 
 Termómetro digital 
Los termómetros analógicos (Ilustración 1.12.a), se encuentran comúnmente 
formados por mercurio como componente principal, debido a que este metal 
presenta propiedades que favorecen la medición de la temperatura, como lo son 
su maleabilidad y su capacidad de dilatación con el calor. La medición que 
proporciona este instrumento, varía de acuerdo a la parte del cuerpo en donde se 
coloque, generalmente se entrega un valor con poco error. 
 
a) b) 
Ilustración 1.12a )Termómetro de mercurio, b) Termómetro digital.[11] 
Los termómetros digitales (Ilustración 1.12.b), obtienen su resultado a través de 
dispositivos electrónicos y que transforman la cantidad de calor en señales 
eléctricas, y a partir de éstas, gracias a un convertidor analógico digital, dicha 
información se despliegan típicamente en pequeñas pantallas digitales, 
comúnmente llamadas display. 
 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
14 
Medición de la temperatura corporal 
Oral 
La temperatura se puede tomar en la boca (Ilustración 1.13), utilizandoel 
termómetro clásico o los termómetros digitales más modernos, que usan una 
sonda electrónica para medir la temperatura. 
 
Ilustración 1.13 Medición oral[12] 
La toma de temperatura por vía oral, es generalmente recomendada para niños a 
partir de 4 años, y que pueden mantener fácilmente el termómetro dentro de la 
boca. Una lectura de 37.5ºC o superior, generalmente se considera fiebre. Se 
considera que hay fiebre, cuando la temperatura corporal es mayor de 98,6° F (37° 
C) en la boca, o de 99,8° F (37,6 ° C) en el recto. La hipotermia, se define como 
una disminución de la temperatura corporal por debajo de los 95° F (35° C). 
Rectal 
Las temperaturas que se toman en el recto (Ilustración 1.14), utilizando un 
termómetro de vidrio o digital, tienden a ser de 0,5 a 0,7° F más altas que si se 
toman en la boca. Una lectura de 38°C o superior, generalmente se considera 
fiebre. 
 
Ilustración 1.14 Medición rectal[13] 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
15 
AxilarLa temperatura se puede tomar debajo del brazo (Ilustración 1.15), utilizando un 
termómetro de vidrio o digital. Las temperaturas que se toman en esta zona, 
suelen ser de 0,3 a 0,4°F más bajas que las que se toman en la boca. Éste es un 
método sencillo y seguro para niños de todas las edades. Una lectura de 37ºC o 
superior generalmente se considera fiebre. 
 
Ilustración 1.15 Medición axilar[13] 
Un termómetro especial puede medir rápidamente la temperatura del tímpano, que 
refleja la temperatura central del cuerpo (la temperatura de los órganos internos). 
Tal como se muestra en laIlustración 1.16. 
 
Ilustración 1.16 Medición por el oído[14] 
Un termómetro especial (Ilustración 1.17), puede medir rápidamente la 
temperatura de la piel en la frente. 
 
Ilustración 1.17 Termómetro cutáneo[15] 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
16 
1.5Elementos típicos de un instrumento 
Los instrumentos dedicados a la medición de la presión arterial con el método 
oscilométrico y la temperatura corporal, se componen principalmente de: sensores 
tanto de presión como de temperatura. 
Sensores 
Los sensores provienen de los tranductores, pues un sensor es un tipo de 
transductor. 
Transductor 
Un transductor, es un dispositivo capaz de convertir cierta energía de entrada 
en otra energía de salida diferente. LaIlustración 1.18muestra el diagrama a 
bloques de los transductores; a la entrada reciben una magnitud física, mientras 
que a la salida entregan una señal analógica normalizada. Este proceso será el 
mismo que realizará un sensor. 
 
Ilustración 1.18 Diagrama a bloques de un transductor 
Sensor 
Un sensor, como se explica en la Ilustración 1.19 es aquel dispositivo que 
permite transformar variables, físicas o químicas, tales como la temperatura, 
presión, pH, humedad; en variables eléctricas, como, resistencia, voltaje, etc. 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
17 
 
Ilustración 1.19 Diagrama a bloques de un sensor 
Sensores de presión 
Sensores de presión resistivos 
Este tipo de sensores, basan su funcionamiento en dispositivos como, las células 
de carga y las galgas extensiométricas, las cuales son elementos metálicos, que 
cuando se someten a un esfuerzo, sufren una deformación del material, y por lo 
tanto, una variación de su resistencia interna. 
La configuración más utilizada para las galgas extensiométricas, es el puente de 
Wheatstone, el cual está formado por tres resistencias conocidas y una resistencia 
desconocida, conectadas entre sí en forma de diamante. Su función es facilitar la 
obtención de valor de una resistencia, aplicando una corriente continua a través de 
dos puntos opuestos del diamante. Cuando todas las resistencias se nivelan, las 
corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito, se igualan, lo que elimina el 
flujo de corriente por los otros dos puntos del diamante, el puente puede ajustarse 
a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores 
de las otras resistencias. En el caso del sensor, la galga extensiométrica, pasa a 
ser la resistencia de valor desconocido. 
Sensores de presión piezo-cerámicos/multicapa 
Para este tipo de sensor, se utiliza la combinación de la tecnología piezo-
cerámica y multicapa, para producir una señal eléctrica, cuando se le aplica 
una fuerza mecánica. 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
18 
Sensor de presión con semiconductores 
Una variación de presión sobre una membrana, hace actuar un único elemento 
piezo-resistivo semiconductor. 
Sensores de temperatura 
Termopar 
Un termopar, es un dispositivo de estado sólido, que consta de dos metales 
diferentes empalmados, tales como: hierro y constantano, cobre y constantano o 
antimonio y bismuto. Se emplean como sensores de temperatura e instrumentos 
semejantes a los termómetros. 
Untermoparfunciona bajo el efecto Seebeck, que es función de la diferencia 
de temperatura entre uno de los extremos, denominado "punto caliente" o unión 
caliente o de medida, y el otro denominado "punto frío" o unión fría o de 
referencia. 
En instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados 
como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen 
conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su 
principal limitación es la exactitud, ya que los errores del sistema inferiores a 
ungrado Celsius,son difíciles de obtener. 
RTD (Detector de Temperatura Resistivo) 
Es unsensordetemperatura,basado en la variación de la resistencia de un 
conductor, con la temperatura. Esto se debe a que al calentarse un metal habrá 
una mayor agitación térmica, dispersándose más los electrones, lo cual, aumenta 
la resistencia. A mayor temperatura, mayor agitación y mayor resistencia. 
Los materiales empleados para la construcción de sensores RTD, suelen ser 
conductores, tales como el cobre, el níquel o el platino. 
Dentro de las ventajas de este sensor, se encuentra que el margen de 
temperatura es bastante amplio, proporciona medidas de temperatura con gran 
exactitud y repetitividad, y tiene una sensibilidad mayor que los termopares. 
Dentro de los inconvenientes de este dispositivo, está su costo elevado, su 
tamaño y su masa será también mayor que el de un termopar o un termistor, 
Instrumentos de medición Capítulo 1.- Signos vitales y su medición 
 
 
19 
limitando además su velocidad de reacción. Además, no son tan durables como 
los termopares ante vibraciones y golpes. 
Termistor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo) 
Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en 
la variación de la resistividad, que presenta un semiconductor con la temperatura. 
El funcionamiento de este tipo de termistor, consiste en que la resistencia 
disminuye cuando aumenta la temperatura. Esto sucede porque al aumentar la 
temperatura, aumentará también la concentración de portadores, por lo que la 
resistencia será menor, de ahí que el coeficiente sea negativo. 
Sin embargo, a diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con 
la temperatura es no lineal. Para un termistor NTC, la característica es hiperbólica. 
Para pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de 
resistencia, lo cual representa la mayor desventaja de este sensor. 
Termistor PTC 
Al igual que con termistor NTC, la resistencia de este dispositivo es sensible a los 
cambios de temperatura. Sin embargo, funciona a la inversa, es decir, la 
resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura. 
Bimetal-Termostato 
Untermostatoes el componente de un sistema de control simple, que abre o cierra 
un circuito eléctrico en función de la temperatura. 
Su versión más simple consiste en una lámina bimetálica, como la que utilizan los 
equipos de aire acondicionado para apagar o encender el compresor. 
 
 
 
Descripción general del sistema Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
20 
Capítulo 2 .-Componentes del sistema, 
descripción y funcionamiento 
En este capítulo, se presentan los bloques que componen al instrumento desarrollado, 
además, se describen las características de interés de cada uno de sus elementos, así como 
su funcionamiento. 
El sistema representado en el Diagrama 2.1está formado por cinco etapas, las cuales llevan 
a cabo el proceso de alimentación, control, medición, interpretación y visualización de la 
presión arterial y temperatura corporal. 
 
Diagrama 2.1 Funcionamiento general del sistema 
Descripción general del sistema Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
21 
Estas etapas son: 
 Etapa de acondicionamiento 
 Etapa de potencia 
 Fuente de alimentación 
 Funcionamiento del microcontrolador 
 Interfaz gráfica 
Las variables a medir, sonla presión arterial y la temperatura corporal, cada una de ellas 
requiere de un método específico para su obtención. 
En el caso de la presión arterial, es necesario usar un brazalete, colocado alrededor del 
brazo izquierdo del sujeto, por encima del codo, debido a que el sensor MPX5050DP no 
mide la presión directamente de la arteria, sino que utiliza la presión del aire ejercida en el 
interior del brazalete. 
Por lo tanto, la señal obtenida del sensor, no contiene únicamente los valores de la presión 
arterial, sino que además, contiene los valores debido al inflado y desinflado del brazalete, 
dichas acciones son realizadas por una bomba de aire y una electroválvula. 
Para la medición de la temperatura corporal, se utiliza el sensor LM35, el cual se coloca 
directamente debajo de la axila izquierda del sujeto, puesto que el sensor se encuentra 
unido al brazalete, como se muestra en laIlustración 2.1. 
 
 
 
 
 
 
 
Una vez realizadas las lecturas de ambas variables, es necesario adecuarlas para que 
puedan ser procesadas por el microcontrolador M9S08SH8. El cual, además de procesar 
las señales provenientes de los sensores, controla el encendido y apagado de la bomba de 
Ilustración 2.1 Brazalete con sensor LM35 
Descripción general del sistema Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
22 
aire y la electroválvula, la visualización inmediata de los datos mediante la LCD y la 
comunicación inalámbrica. 
Finalmente, la información recibida del microcontrolador, se visualiza y almacena mediante 
una aplicación realizada en Visual Studio 2010. Además, esta aplicación, lleva el registro de 
las diferentes personas que utilicen el instrumento, y permite que el usuario determine el 
momento en el que desea que se realice una medición, ya sea programándole un horario o 
de manera inmediata. 
 
2.1 Elementos auxiliares para la medición 
Brazalete inflable 
El brazalete utilizado para medir la presión arterial de forma oscilométrica, está formado 
por una banda rectangular compuesta por una cámara inflable. De la que parte una 
manguera hacia los dispositivos de control (bomba, electroválvula y sensor de presión), y 
además está formado por una funda flexible y no extensible, con una sección que 
contiene dos caras de velcro, permitiéndole así tener una adherencia al momento de 
rodear el brazo, y ser inflado por la bomba de aire. 
Bomba de aire 
La bomba de aire utilizada para el prototipo se muestra en la Ilustración 2.2 y presenta las 
siguientes características generales: 
- Voltaje: 6v. 
- Corriente: 120 mA. 
- Presión: 400mmHg. 
- Ruido: 55dB. 
- Dimensiones: Cilindro h= 6cm, r=1.5cm. 
 
Ilustración 2.2 Bomba de aire 
Elementos auxiliares para la medición Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
23 
Ilustración 2.3 Electroválvula 
Electroválvula 
La electroválvula que se muestra en la Ilustración 2.3 tiene la función de liberar la presión 
de aire del sistema. Ésta posee las siguientes características generales: 
- Voltaje: 6v. 
- Corriente: 120mA. 
- Resistencia: 100Ω. 
- Dimensiones: 2cm x 1.4cm x 1.4cm. 
 
Sensor mpx5050 
El sensor MPX5050 (Figura 2.1) fabricado por la empresa Freescale, entrega un valor 
proporcional en voltaje, de la diferencia de presión medida entre sus dos terminales. 
Este sensor, realiza una comparación entre dos presiones diferentes, y entrega la 
diferencia de éstas, esto favorece la precisión del dispositivo, puesto que puede 
utilizarse una de las dos presiones como referencia. 
Características: 
 Compensación entre temperaturas desde -40° hasta 125°C. 
 Rango de presión de 0 a 50 kPa. 
 Sensibilidad de 90 mV/ kPa. 
 Tiempo de respuesta de 1ms. 
 Voltaje suministrado de 4.75Vcd a 5.25Vcd. 
 Corriente suministrada de 7.0mAdc a 10mAdc. 
Terminales del sensor MPX5050DP 
1. Voltaje de salida. 
2. Tierra. 
3. Vcc. 
4. No se utiliza. 
5. No se utiliza. 
6. No se utiliza.
Figura 2.2 Terminales del 
sensor MPX5050DP[16] 
Sensores Capítulo 2: Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
24 
Sensor LM35 
El LM35 es un sensor de temperatura integrado de precisión (Figura 2.3), cuya tensión de 
salida es linealmente proporcional a temperatura en ºC (grados centígrados). El LM35 por 
lo tanto, tiene una ventaja sobre los sensores de temperatura lineal calibrada en grados 
Kelvin, ya que el usuario no está obligado a restar un valor de tensión constante para 
obtener la conversión a grados centígrados. El LM35 no requiere ninguna calibración 
externa o ajuste, para proporcionar una precisión típica de ± 1.4 ºC a temperatura 
ambiente, y ± 3.4 ºC a lo largo de su rango de temperatura (de -55 a 150 ºC). El 
dispositivo se ajusta durante el proceso deproducción. La baja impedancia de salida, la 
salida lineal y la precisa calibración inherente, permiten la creación de circuitos de lectura 
o control especialmente sencillos. El LM35 puede funcionar con alimentación simple o 
alimentación doble (+ y -). 
 
Figura 2.3 Vista inferior de un LM35[17] 
LCD (pantalla de cristal líquido) 
Es una pantalla plana formada por un número de píxeles en color o monocromos. Es un 
tipo de visualizador pasivo, esto significa que no emite luz. (Figura 2.4) 
La LCD tiene muy bajo consumo de energía si se le compara con el display de 7 
segmentos, y es compatible con la tecnología CMOS, característica que permite que se 
utilice en equipos portátiles. 
Tiene una vida aproximada de 50,000 horas. Hay diferentes tipos de presentaciones y son 
muy fáciles de configurar. Desde visualizadores comunes tipo alfanuméricos hasta 
gráficos. 
LCD Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
25 
La LCD modifica la luz que lo incide. Dependiendo de la polarización que se esté 
aplicando, la LCD reflejará o absorberá más o menos luz. 
Cuando un segmento recibe la tensión de polarización adecuada, no reflejará la luz, y 
aparecerá en la pantalla del dispositivo como un segmento oscuro. 
Las ventajas de utilizarlo son, que se tiene un dispositivo pequeño, de bajo consumo de 
energía, de bajo costo, fácil de configurar y utilizar, y que presenta undespliegue de 
información prácticamente inmediata. 
 
Figura 2.4 LCD de 2 líneas[18] 
El modelo de LCD que se emplea para el instrumento desarrollado, es una LCD 
monocromática, está constituido por un circuito impreso, en el que están integrados los 
controladores del display y sus pines para la conexión. Sobre el circuito impreso se 
encuentra el LCD en sí, rodeado por una estructura metálica que lo protege. 
En total se pueden visualizar 2 líneas de 16 caracteres cada una, es decir, 2x16=32 
caracteres 
El LCD dispone de una matriz de 5x8 puntos para representar cada carácter (). En total 
se pueden representar 256 caracteres diferentes. 240 de estos caracteres están 
grabados dentro del LCD y representan las letras mayúsculas, minúsculas, signos de 
puntuación, números, etc. 
 
Figura 2.5 Matriz de representación de caracteres, representación del carácter A[19]
Bluetooth Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
26 
La tensión nominal alimentación de la LCD es de 5V, con un consumo menor de 5mA. 
Bluetooth 
Esta tecnología, es una especificación abierta para la comunicación inalámbrica de 
datos y voz, está basada en un enlace de radio de corto alcance, el principal objetivo 
de esta tecnología, es la posibilidad de reemplazar el cableado, para aquellas 
aplicaciones que requieren comunicación de corto alcance, de esta forma se evitan un 
sin fin de desventajas que se presentan en los cables. 
El transmisor está integrado por un microchip de que 
opera en una frecuencia de banda global (2.4 GHz), 
frecuencia utilizada comúnmente para usos médicos y 
científicos, lo cual asegura la compatibilidad universal. 
En una comunicación entre dispositivos Bluetooth, elcanal de comunicación permanece abierto, y no 
requiere de la intervención directa del usuario. 
La velocidad máxima que puede soportar un sistema de 
este tipo es de 700kb/seg, y el consumo es 97% menor 
al de un teléfono móvil, además de que existe un estado bajo en el dispositivo, el cual 
se activa cuando disminuye el tránsito de datos por el transmisor. 
Microntrolador mc9s08sh8 
La familia S08SH es una serie de los microcontroladores S08 de 8 bits, que ofrece un 
menor consumo de energía, a diferencia de aquellos que requieren 5 volts. 
También ofrece una gran gama de periféricos, como la interfaz de comunicación serie 
(SCI), la interfaz serial de periféricos (SPI), un convertidor analógico digital, un 
comparador analógico y un sensor de temperatura. 
Características 
Memoria Flash de tercera generación integrada y memoria RAM 
Contiene una memoria flash con una velocidad de 20µs/byte, puede ser programada y 
borrada más de 100,000 veces. 
Puede almacenar información en condiciones habituales durante 100 años (mínimo 
15años). 
Ilustración 2.4 Modulo bluetooth 
Microcontrolador Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
27 
Entradas/Salidas 
Posee 17 patas de entrada/salida de propósito general y una pata de solo salida. Ocho 
patas para interrupciones. Opción de salida con ganancia para PTB (5:2) y PTC (3:2). 
Permite seleccionar mediante software, los resistores de levantamiento para los 
puertos que serán utilizados como entrada. Tiene resistores de levantamiento en el 
reset e interrupciones externas 
Periféricos Analógicos Integrados 
Contiene un convertidor analógico-digital de 16 canales, con una resolución de 10 bits, 
y un tiempo de conversión de 2.5µs. También contiene, una fuente de reloj asíncrona y 
un sensor de temperatura. La distribución de patas del microcontrolador se muestra en 
la Figura 2.6. 
 
 
Figura 2.6 Distribución de patas del microcontrolador m9s08sh8[20] 
Cada pin del microcontraldor tiene diferentes funciones multiplexadas, el uso de cada 
una de ellas en el proyecto se muestra en la Figura 2.7. 
Microcontrolador Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
28 
 
Figura 2.7 Asignación de funciones a pines del microcontrolador m9s08sh8 
Para realizar la programación del microcontrolador, se utiliza como entorno de 
desarrollo a Code Warrior y Processor Expert 
Code Warrior y Processor Expert 
Codewarrior (CW) IDE es un completo sistema para editar, compilar y enlazar, simular, 
programar y depurar para los DSC de Freescale. La versión 8.0 del CW IDE está 
compuesta por un editor, ensamblador, compilador C/C++ optimizado, enlazador, 
simulador, programador y depurador. 
En el paquete se incluye Processor Expert, el cual es una herramienta que automatiza 
la generación de código, configuración de periféricos, dispositivos externos y 
algoritmos.
 
2.2 Elementos de la interfaz gráfica 
La interfaz gráfica, permite visualizar las mediciones enviadas de manera inalámbrica, 
por el instrumento. Además, realiza un diagnóstico preliminar con base a estos 
resultados, y los almacena en un documento de texto. De esta manera, se forma 
paulatinamente un historial de los signos vitales medidos. Asimismo, la interfaz permite 
el registro de varios usuarios. 
La interfaz gráfica está formada por los siguientes elementos principales: 
Elementos de la interfaz gráfica Capítulo 2.- Componentes del sistema, descripción y funcionamiento 
 
 
29 
 Cargar datos previamente almacenados. 
 Registro y edición de usuarios. 
 Lista de usuarios registrados. 
 Visualización de datos personales del usuario seleccionado. 
 Visualización del historial del usuario activo. 
 Visualización de la medición más reciente y control remoto del instrumento. 
Para el diseño e implementación de la interfaz gráfica se utiliza el entorno de desarrollo 
Microsoft Visual Studio 2010. 
 
Microsoft Visual Studio 
Microsoft Visual Studio es un entorno de desarrollo integrado, para sistemas operativos 
Windows. Soporta varios lenguajes de programación, tales como: Visual C++, Visual 
C#, Visual J#, y Visual Basic .NET, al igual que entornos de desarrollo Web, como 
ASP.NET. 
Visual Studio permite crear aplicaciones, sitios y aplicaciones Web, así como servicios 
Web en cualquier entorno que soporte la plataforma .NET. También se pueden crear 
aplicaciones que se intercomuniquen entre estaciones de trabajo, páginas Web y 
dispositivos móviles. 
Visual Studio 2010, es una de las versiones más recientes de esta herramienta, 
acompañada por .NET Framework 4.0. 
Entre sus características más destacables, se encuentran la capacidad para utilizar 
múltiples monitores, así como la posibilidad de desacoplar las ventanas de su sitio 
original, y acoplarlas en otros sitios de la interfaz de trabajo. 
 
Etapa de acondicionamiento Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
30 
Capítulo 3 .-Diseño de hardware 
A lo largo de este capítulo, se describe el diseño de los circuitos que forman parte del 
instrumento, tales como los circuitos utilizados para el acondicionamiento de las señales de 
los sensores de presión y temperatura, la comunicación bluetooth, el control de la bomba de 
aire y la electroválvula, etc. Además se presentan los algoritmos de la programación del 
microcontrolador. 
3.1 Etapa de acondicionamiento 
Acondicionamiento de la señal de presión 
Para el sensor MPX5050DP, se utiliza el circuito recomendado por el fabricante (Figura 3.1), 
el cual contiene filtros, tanto en la entrada, como en la salida del mismo, para evitar ruido en 
las señales. 
 
Figura 3.1 Configuración recomendada por el fabricante[16] 
La señal de salida no requiere ser amplificada, debido a que se encuentra en un intervalo de 
voltaje adecuado para el microcontrolador. En la Tabla 3.1, se muestra una comparación 
entre los valores voltaje/presión ideales y los valores obtenidos. 
Tabla 3.1 Medición real de la presión vs. voltaje sugerido por el fabricante 
Presión Voltaje Voltaje ideal 
mmHg real 90 mV/ KP 
20 0.469333333 V 0.239980263 V 
30 0.600666667 V 0.359970395 V 
40 0.729333333 V 0.479960526 V 
50 0.861666667 V 0.599950658 V 
60 1.004 V 0.719940789 V 
Etapa de acondicionamiento Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
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70 1.141333333 V 0.839930921 V 
80 1.266333333 V 0.959921053 V 
90 1.401333333 V 1.079911184 V 
100 1.554 V 1.199901316 V 
110 1.674 V 1.319891447 V 
120 1.814 V 1.439881579 V 
130 1.946 V 1.559871711 V 
140 2.043333333 V 1.679861842 V 
150 2.173333333 V 1.799851974 V 
160 2.316666667 V 1.919842105 V 
170 2.45 V 2.039832237 V 
180 2.59 V 2.159822368 V 
 
En promedio, la diferencia entre el voltaje ideal y el voltaje real, es de 0.3 V, el cual entra en 
la tolerancia que el fabricante indica. Para compensar este voltaje, se le agrega un valor, 
mediante software. 
El sensor, recibe la presión proveniente del brazalete, a partir de la cual se obtienen dos 
señales. La primera, corresponde a la presión suministrada por la bomba de aire, esta señal 
se usa para el control del inflado y desinflado del brazalete; mientras que la segunda, es 
producida por el flujo sanguíneo, y es ésta la que interesa medir. 
Puesto que el ritmo cardiaco tiene una frecuencia comprendida entre 0.7 y 2 Hz, basta con 
utilizar un filtro pasa banda para separar ambas señales. 
Filtro pasa banda 
Para obtener un filtro pasa banda (Figura 3.2), es necesario unir un filtro pasa bajas y un 
filtro pasa altasCon el filtro pasa bajas, se busca eliminar la interferencia producida por la red 
3
2
6
7
4 1 5
U2
LF411
3
2
6
7
4 1 5
U3
LF411
3
2
6
7
4 1 5
U4
LF411
C1
R1
R2
C2
R3 R4
BAT1
5V
BAT2
5V
Figura 3.2 Filtro pasa banda 
Etapa de acondicionamiento Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
32 
eléctrica (60Hz), para ello se utiliza un filtro pasivo RC. 
 Los cálculos de losvalores de los componentes, se fijan de la siguiente manera: 
o Se propone una frecuencia de corte, aun menor que la red eléctrica (50Hz). 
o Se fija el valor de C2 a 220nF. 
o A partir de la ecuación 1, se calcula el valor de R2: 
 
 
 
 
 
 
 ...................(1) 
Para el diseño del filtro pasa altas, se busca eliminar al máximo, las posibles aportaciones 
de DC por lo que de igual forma se utiliza un filtro pasivo RC. 
Los cálculos de los valores de los componentes se fijan de la siguiente manera: 
o Se propuso una frecuencia de corte de 0.5Hz 
o Se fija el valor de C1 a 2.2 uF. 
o A partir de la ecuación 2 se calcula el valor de R1: 
 
 
 
 
 
 
 ...................(2) 
Finalmente se colocó una etapa con un amplificador seguidor, por lo que se fijanlos valores 
de las resistencias R3 y R4 a 1KΩ. 
Acondicionamiento en el sensor de temperatura 
El sensor LM35 entrega 10mV/°C y, puesto que, la temperatura promedio corporal oscila 
entre los 34°C y los 40°C aproximadamente, el intervalo de voltajes entregado se muestra en 
la Tabla 3.2: 
Tabla 3.2 Respuesta del sensor LM35 
°C Voltaje Salida(V) 
34 0.34 
34.5 0.345 
35 0.35 
35.5 0.355 
36 0.36 
36.5 0.365 
37 0.37 
37.5 0.375 
Etapa de acondicionamiento Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
33 
38 0.38 
38.5 0.385 
39 0.39 
39.5 0.395 
40 0.4 
 
Debido a que los voltajes resultantes se encuentran en el rango de los mV, es necesario 
colocar un amplificador a la salida del sensor (Figura 3.3), para obtener un nivel de voltaje 
óptimo. Los cálculos de los valores de los componentes, se fijaron de la siguiente manera: 
o Se considera una ganancia de 10 para el diseño del amplificador no inversor, la cual 
está dada por: 
 
 
 
...................(3) 
o Se propone R1 de 10KΩ, por lo tanto: 
 ...................(4) 
 
 
Figura 3.3 Amplificación en el sensor de temperatura 
 
Etapa de potencia Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
34 
3.2 Etapa de potencia 
Para el control de la bomba de aire y de la electroválvula, es necesaria una etapa de 
potencia (Figura 3.4), esto debido a que la corriente suministrada por el microcontrolador, no 
es suficiente para alimentar a ambos dispositivos, ya que cada uno de éstos requiere una 
corriente de 120mA para su funcionamiento. 
Es por ello que se utiliza el transistor 2n3904, el cual soporta una corriente máxima de 
200mA, suficiente para suministrar los 120mA a los diferentes dispositivos, se utiliza una 
resistencia de base de 5.8kΩ, suficiente para suministrar al transistor una corriente de 
saturación. 
 
 
 
 
 ...................(5) 
 
 
 
 
 
 ...................(6) 
 
 
Figura 3.4 Etapa de potencia 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
35 
3.3 Programación del 
microcontrolador(Funcionamiento del programa) 
El programa del microcontrolador cuenta con diferentes bloques de programación, los cuales 
se describen a continuación. 
 
 LCD(Pantalla de cristal líquido) 
Para el despliegue de caracteres en la LCD es necesaria una inicialización previa para 
configurar los parámetros con los que se trabajará, como lo son, el número de líneas, el 
número de bits de datos, y el borrado inicial de la pantalla. Esta inicialización es dada por el 
fabricante del dispositivo, y su proceso se muestra en elDiagrama 3.1 
 
Diagrama 3.1 Diagrama a bloques de la inicialización de la LCD 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
36 
Además de la inicialización, se cuenta con 3 funciones, las cuales nos permitirán enviar 
algún comando, dato o imprimir algún carácter en la pantalla. Estas funciones reciben el 
nombre de: Comando_LCD, Dato_LCD y Mensaje. 
Convertidor analógico-digital 
La herramienta Processor Expert incluida en el software Code Warrior, permite configurar de 
una manera más accesible los diferentes registros del convertidor analógico digital, esta 
configuración se realiza seleccionando las características deseadas, como el número de 
canales, la velocidad de conversión y la resolución. La configuración utilizada se muestra en 
la Figura 3.5. 
 
Figura 3.5 Configuración del convertidor analógico digital 
De esta forma, únicamente se requiere utilizar los métodos de recepción de datos del ADC, 
inicio de conversión y habilitación del convertidor. 
Comunicación Serial 
Para la configuración de la comunicación serial, se utilizó, al igual que para la configuración 
del ADC, la herramienta Processor Expert, por lo que únicamente se tuvieron que asignar los 
valores deseados para la comunicación. La configuración se muestra en laFigura 3.6 
Configuración de la comunicación serial 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
37 
 
Figura 3.6 Configuración de la comunicación serial 
Menú 
Para que el usuario pueda manipular el instrumento, se programó un menú, en el cual se 
manejarán 5 opciones diferentes: 
1. Chequeo (Medición de presión arterial y temperatura corporal simultáneamente) 
2. Tomar temperatura 
3. Tomar presión 
4. Conexión a PC 
5. Salir 
 
Con estas opciones, se podrá realizar un chequeo completo (medición de temperatura y 
presión) al usuario, o simplemente tomar una muestra de alguna de las dos variables de 
forma individual. Además de contar con una opción la cual permite al instrumento establecer 
una comunicación inalámbrica para su control vía PC. El menú se encuentra descrito en el 
Diagrama 3.2 y en el Diagrama 3.3. 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
38 
 
 
 
 
Diagrama 3.2 Menú principal (parte 1) 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
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Diagrama 3.3 Menú principal (parte 2) 
Algoritmos de medición 
Para efectuar la medición de la presión, se debe considerar la etapa del control del inflado y 
desinflado de la bomba, ya que el brazalete debe inflarse hasta llegar a una presión de 
160mmHg, y posteriormente comenzar a disminuir la presión poco a poco, para permitir al 
microcontrolador registrar los valores de la presión sistólica y diastólica. Los pasos para 
lograr la medición de la presión, se enlistan a continuación: 
1. Se infla la bomba hasta medir una presión de 160mmHg en el sensor MQX5050DP. 
2. Se detiene el inflado para disminuir la presión del brazalete lentamente. 
3. Una vez alcanzados los 20mmHg se activa la electroválvula, permitiendo el escape de 
la presión restante en el brazalete. 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
40 
En el Diagrama 3.4 y el Diagrama 3.5se muestra el algoritmo utilizado para la obtención de las 
presiones sistólica y diastólica. 
 
 
 
Diagrama 3.4 Máximos y mínimos 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
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Diagrama 3.5 Medición Sistólica-Diastólica 
Diseño del circuito impreso 
Una vez que se realizó el diseño de los diferentes bloques del instrumento, se elaboró el 
circuito impreso (Figura 3.7), el cual está montado en una placa de cobre de doble cara de 
8x10cm. Para el diseño del circuito se utilizó el software PCB Wizard, y se realizó de forma 
manual, debido a que, aunque el software contiene un sistema automático para la 
elaboración del circuito impreso, éste no se adecuaba a las necesidades del instrumento. 
Programación del microcontrolador Capítulo 3: Desarrollo del instrumento 
 
 
42 
 
Figura 3.7 Diseño del circuito (1) Figura 3.8 Diseño del circuito (2) 
 
Fuente de alimentación utilizada 
Para la elaboración de la fuente de alimentación simétrica, se utilizó un diseño de laFigura 
3.9, en el cual se utilizan los reguladores LM337 y LM317, esto debido a que para la etapa 
de los filtros, es necesario