Sistema dosimétrico basado en sensores MOS para control ...laboratorios.fi.uba.ar/lse/tesis/LSE-FIUBA-Trabajo-Final-CESE-Facund… · Buenos Aires, 21 de noviembre de 2018 Por medio

Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera

de Especialización de Sistemas Embebidos

Ing. Facundo Adrián Lucianna

Sistema dosimétrico basado en sensores MOS para control de dosis en radioterapia

Autor


Director del trabajo

Dr. Mariano Garcia Inza (FIUBA, CONICET)

Jurado propuesto para el trabajo

- Esp. Ing. Ernesto Gigliotti (UTN-FRA, FIUBA) - Esp. Ing. Jorge Manuel Fonseca (UNNE, UBA) - Esp. Ing. Eric Pernia (UNQ, FIUBA)

Este plan de trabajo ha sido realizado en el marco de la asignatura Gestión de

Proyectos entre octubre y noviembre de 2018.

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Tabla de contenido

Registros de cambios 3

Acta de Constitución del Proyecto 4

Descripción técnica-conceptual del Proyecto a realizar 5

Identificación y análisis de los interesados 6

1. Propósito del proyecto 6

2. Alcance del proyecto 6

3. Supuestos del proyecto 7

4. Requerimientos 7

5. Entregables principales del proyecto 9

6. Desglose del trabajo en tareas 10

7. Diagrama de Activity On Node 12

8. Diagrama de Gantt 13

9. Matriz de uso de recursos de materiales 16

10. Presupuesto detallado del proyecto 18

11. Matriz de asignación de responsabilidades 19

12. Gestión de riesgos 20

13. Gestión de la calidad 23

14. Comunicación del proyecto 28

15. Gestión de Compras 29

16. Seguimiento y control 29

17. Procesos de cierre 30

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Registros de cambios

Revisión Detalle de los cambios realizados Fecha

1.0 Creación del documento 29/10/2018

1.1 Finalización puntos 1 a 3 y corrección de errores 06/11/2018

1.2 Finalización puntos 4 a 12 19/11/2018

1.3 Finalización del resto de los puntos 22/11/2018

1.4 Correcciones en punto 4, y 13. Cambios en horas insumidas en

algunas tareas en el punto 6, con el correspondiente cambio del

activity on node y diagrama de Gantt.

23/11/2018

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Acta de Constitución del Proyecto

Buenos Aires, 21 de noviembre de 2018

Por medio de la presente se acuerda con el Ing. Facundo Adrián Lucianna que su Trabajo Final de

la Carrera de Especialización en Sistemas Embebidos se titulará “Sistema dosimétrico basado en sensores

MOS para control de dosis en radioterapia”, consistirá esencialmente en el prototipo preliminar de un

equipo de administración y registro de dosis absorbida por sensores MOS , y tendrá un presupuesto

preliminar estimado de 600 hs de trabajo y $5000, con fecha de inicio lunes 17 de diciembre de 2018 y

fecha de presentación pública lunes 29 de julio de 2019.

Se adjunta a esta acta la planificación inicial.

Ariel Lutenberg Dr. Adrián Faigón

Director de la CESE-FIUBA Director del LFDM

Dr. Mariano Garcia Inza

Director del Trabajo Final

Nombre y Apellido (1) Nombre y Apellido (2)

Jurado del Trabajo Final Jurado del Trabajo Final

Nombre y Apellido (3)

Jurado del Trabajo Final

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Descripción técnica-conceptual del Proyecto a realizar

El proyecto consiste en la fabricación de un prototipo de un equipo capaz de realizar la lectura de

dosímetros MOS. Este proyecto está enmarcado dentro de un convenio de colaboración en investigación

y desarrollo entre el Instituto de Oncología Angel H. Roffo y el CONICET, en donde se busca utilizar al

equipo a desarrollar para el control de dosis en el departamento de radioterapia del Instituto de

Oncología Angel H. Roffo.

Los dosímetros MOS son transistores MOSFET especialmente diseñados para que la tensión umbral del

mismo pueda utilizarse como parámetro de medición de dosis de radiación. En una aplicación de

radioterapia el sensor MOS se coloca sobre el cuerpo del paciente para medir la dosis recibida. Esto es de

interés para asegurar la calidad del tratamiento y evitar accidentes de sobreexposición. La dosis recibida

por el paciente se obtiene a partir de la variación de la tensión umbral del MOSFET, midiendo antes y

después de la exposición . El dosímetro MOS que se va utilizar en este proyecto fue diseñado y construido 1

por Laboratorio de Física de Dispositivos - Microelectrónica, Facultad de Ingeniería - INTECIN, UBA -

CONICET.

En la figura 1 puede observarse el diagrama de bloques del sistema propuesto. El microcontrolador

comanda un circuito analógico que permite obtener la señal de interés a medir con el ADC. Además debe

estabilizar la temperatura del dosímetro a través del control de temperatura para evitar errores de

lectura. El usuario puede interactuar con el equipo mediante un display y un teclado, y además, el sistema

enviará información del estado del mismo a través de una interfaz serie a través de un puerto USB para la

comunicación y configuración desde un software en una PC.

Figura 1: Diagrama de bloques del dispositivo propuesto.

1 Garcia-Inza, M., Carbonetto, S., Salaya, G., Martinez Vazquez, I., Faigon, A., 2016b. Integration of structures and circuits for dosimetry in a single CMOS chip. In: Proceedings Paper at Radiation Effects on Components and Systems Conference (RADECS) IEEE, 19-23 Sep, 2016, Bremen, Germany.

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Identificación y análisis de los interesados

Rol Nombre y Apellido Departamento Puesto

Auspiciante CONICET - UBA - -

Cliente Adrián Faigon Laboratorio de Física de Dispositivos - Microelectrónica, Facultad de Ingeniería - INTECIN, UBA - CONICET

Director del

Laboratorio

Impulsor Adrián Faigon Mariano Garcia Inza

Laboratorio de Física de Dispositivos - Microelectrónica, Facultad de Ingeniería - INTECIN, UBA - CONICET

Director del

Laboratorio

Investigador

CONICET

Responsable Facundo Adrián Lucianna - -

Orientador Mariano Garcia Inza Laboratorio de Física de

Dispositivos -

Microelectrónica, Facultad

de Ingeniería - INTECIN,

UBA - CONICET

Investigador

CONICET

Usuario Final Médicos y técnicos de

Instituto Roffo

Instituto de Oncología

Angel H. Roffo

-

- Orientador: Tiene amplia experiencia en sensores MOS de dosis radiación. Es uno de los creadores del

sensor MOS que se va a utilizar en este proyecto.

1. Propósito del proyecto

El propósito de este proyecto es el diseño y fabricación de un prototipo de un equipo capaz de realizar

lecturas de dosímetros MOS, el cual será utilizado en el análisis de radiación absorbida por pacientes en

radioterapia.

2. Alcance del proyecto

El equipo propuesto según la Fig. 1, tiene como alcance para el presente trabajo los siguientes puntos:

➢ La entrega de un prototipo funcional del equipo capaz de realizar la lectura de dosímetros MOS.

➢ Construcción del hardware del circuito analogico de lectura en base a un diseño del Laboratorio

de Física de Dispositivos - Microelectrónica, Facultad de Ingeniería - INTECIN, UBA - CONICET.

➢ Diseño y fabricación del resto del hardware.

➢ Desarrollo de firmware para el microcontrolador.

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➢ Controlar que la temperatura del sensor MOS se mantenga dentro de un rango correspondiente a

la temperatura homeostática del ser humano, con capacidad que sea configurable.

➢ Diseño y fabricación de la tecnología de identificación óptica a utilizar.

➢ La confección de un programa simple en PC (sistema operativo GNU/Linux) para la comunicación

con el equipo.

➢ Diseño y fabricación del gabinete que alojará al equipo.

➢ La confección de la documentación del equipo y subsistemas que incluya:

○ Datos técnicos del equipo.

○ Hipótesis de diseño, justificación de la elección del diseño, estudios previos y marco

teórico.

○ Diagrama de arquitectura.

○ Reporte de ensayos realizados.

○ Manual de usuario.

Este proyecto no incluye:

➢ Pruebas de uso en ambiente hospitalario.

➢ La creación de un software de PC con gestión de base de datos para el uso diario para el uso del

cliente.

➢ Un software generador de código de barra o código QR o cualquier sistema de identificación

óptica se decida realizar.

3. Supuestos del proyecto

Para el desarrollo del presente proyecto se supone que:

➢ Todos los módulos y componentes necesarios para el proyecto podrán adquirirse.

➢ Se contará con al menos un dosímetro MOS.

➢ Se supone que el Laboratorio de Física de Dispositivos - Microelectrónica (FIUBA - CONICET)

aportará sus recursos económicos para la compras de los diferentes módulos y componentes.

➢ Se contará con la asesoría del laboratorio Laboratorio de Física de Dispositivos - Microelectrónica

(FIUBA - CONICET) para poder decidir entre opciones de diseño.

4. Requerimientos

1. Requerimientos asociados al proceso de lectura de dosis de radiación:

REQ 1.1. El dispositivo deberá realizar una lectura del voltaje umbral del sensor MOS en el rango

de 5 a 30 V a través del circuito analogico de lectura mediante un conversor analogico-digital de al

menos 8 bits que dure entre 100 ms y 500 ms.

REQ 1.2. El dispositivo deberá realizar una lectura del voltaje umbral del sensor MOS en el rango

de 5 a 30 V previo a una irradiación y almacenar en memoria una palabra de al menos 8 bits para

el posterior cálculo de la radiación absorbida.

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REQ 1.3. El dispositivo deberá realizar una lectura posterior a una irradiación del voltaje umbral

del sensor MOS y almacenar en memoria una palabra de al menos 8 bits para el posterior cálculo

de la radiación absorbida.

REQ 1.4. El dispositivo debe leer las dos lecturas pre y post irradiación (REQ 1.1 y 1.2) y realizar el

cálculo de la radiación absorbida mediante una fórmula dada por el cliente.

REQ 1.5. El dispositivo debe ser capaz de llevar el registro al mismo tiempo de hasta 20 sensores

usado en un dia entero de sesiones de irradiación del Instituto de Oncología Angel H. Roffo.

REQ 1.6. El dispositivo debe ser capaz de identificar a cada sensor MOS que esté llevando el

registro mediante un código identificatorio único de hasta 10 caracteres conformados por letras y

números.

REQ 1.7. El dispositivo debe ser capaz de llevar registro de la fecha y hora en que se realizó una

lectura, con un formato DD-MM-AAAA 00:00 (hora en formato 24 horas) .

REQ 1.8: El sensor debe ser conectado en un conector USB con clara identificación que no es un

puerto USB tradicional.

2. Requerimiento asociados al control de temperatura:

REQ 2.1. El dispositivo deberá mantener a una temperatura configurada por el usuario al sensor

MOS antes de que este sea utilizado. El usuario puede elegir una temperatura entre 35 y 40

grados centígrados a pasos de 0.5 grados centígrados.

REQ 2.2. El dispositivo debe ser capaz de leer la temperatura del sensor con una resolución de 0.1

grados centígrados.

REQ 2.3. El dispositivo debe llegar a la temperatura configurada por el usuario en menos de 5

minutos y ser capaz de mantenerla hasta el uso del sensor en un rango de +/- 0.5 grados

centígrados con un error de 0.1 grados centígrados.

REQ 2.4. La temperatura por defecto que se puede configurar es de 36.5 grados centígrados.

3. Requerimientos asociados al identificador óptico:

REQ 3.1: El dispositivo debe ser capaz de leer un sticker con algún sistema de identificación

(código QR, código de barra, etc.) pegado al sensor MOS.

REQ 3.2: La información obtenida del sistema de identificación debe tener almacenado el código

de identificación único del sensor y parámetros de configuración propios del sensor MOS a definir

por el cliente.

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4. Requerimientos asociados a la interfaz de usuario:

REQ 4.1: El usuario debe ser capaz de usar el equipo utilizando un teclado y una pantalla

incorporado del equipo sin necesidad de algún otro dispositivo externo como una PC.

REQ 4.2: El dispositivo debe ser capaz de mostrar toda la información de funcionamiento al

usuario: Los menús de configuración, el estado del equipo cuando está realizando una lectura,

controlando la temperatura del sensor MOS o pantallas de error.

REQ 4.3: El usuario debe ser capaz de usar al equipo desde una PC mediante un software

diseñado para tal fin.

REQ 4.4: El equipo debe informar mediante comunicación serie (USART) mediante USB a la PC el

estado en que se encuentra.

REQ 4.5: El usuario debe ser capaz de cargar los datos de un nuevo sensor manualmente

utilizando la interfaz de usuario o desde la PC (mediante comunicación serie mediante USB) o de

forma automática mediante el identificador óptico.

5. Requerimientos asociados a la fuente de alimentación

REQ 5.1: Fuente de alimentación que provea 5V y suficiente potencia para alimentar al

microcontrolador y módulos digitales asociados.

REQ 5.2 Fuente de alimentación que provea el voltaje y potencia definido por el cliente para el

circuito analogico de lectura.

6. Requerimiento de construcción del equipo

REQ 6.1: El diseño físico de la circuiteria debe ser modular y de fácil reparación. Diseño y

fabricación de placas que se requieran.

REQ 6.2: El gabinete que contenga al dispositivo debe estar aislado eléctricamente.

5. Entregables principales del proyecto

➢ Prototipo del sistema

➢ Manual de usuario

➢ Informe final

➢ Diagrama esquemático

➢ Código fuente del microcontrolador

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6. Desglose del trabajo en tareas

1. Planificación. (25 hs)

1.1 Planificación de tiempos y recursos. (15 hs)

1.2 Documentación de la planificación. (10 hs)

2. Investigación del funcionamiento del sensor MOS. (38 hs)

2.1. Recopilación y lectura de trabajos publicados por el Laboratorio de Física de Dispositivos -

Microelectrónica sobre el tema. (20 hs)

2.2. Definición de los parámetros unívocos para cada sensor que deben ser identificados para el

cálculo de la dosis. (8 hs)

2.3. Definición de la fórmula a utilizar para el cálculo de dosis y rangos de tolerancias para las

diferentes mediciones o cálculos a realizar. (10 hs)

3. Diseño general del equipo (60 hs)

3.1. Realización del diagrama de bloques. (8 hs)

3.2. Elección del microcontrolador a utilizar en función a los requerimientos. (1 hs)

3.3. Familiarización del entorno de programación del microcontrolador utilizado. (5 hs)

3.4. Análisis de casos de uso. (20 hs)

3.5. Realización de mock-up de los menu que el usuario debe interactuar en el equipo. (20 hs)

3.6. Validación de los casos de uso y mock-up con el cliente y posibles usuarios del dispositivo. (6

hs)

4. Diseño y construcción de los diferentes módulos a conectarse al microcontrolador. (204 hs)

4.1. Estudio de la tecnología existente para cada módulo. (24hs)

4.2. Definición del número de módulos a adquirir y a construir. (8 hs)

4.3. Determinación del número de PCB a diseñar y el tipo de conexión entre PCB a utilizar. (4 hs)

4.4. Diseño del hardware a utilizar para los módulos a construir. (24 hs)

4.5. Diseño de los PCB para los módulos. (24 hs)

4.6. Compra de los componentes electrónicos. (4 hs)

4.7. Envío de los diseños de los PCB para su construcción. (4 hs)

4.8. Programación de los drivers para el microcontrolador de los diferentes módulos. (64 hs)

4.9. Test unitario de cada función de los drivers. (24 hs)

4.10. Ensayos de verificación de los drivers y con implementación en forma parcial del hardware.

(24 hs)

5. Desarrollo del firmware integral (74 hs)

5.1. Programación de la aplicación principal e integración con los drivers. (50 hs)

5.2. Ensayos de verificación del firmware en su conjunto. (24 hs)

6. Diseño y fabricación del gabinete. (68 hs)

6.1. Determinación de los requerimientos estéticos y funcionales. (10 hs)

6.2. Diseño del gabinete. (20 hs)

6.3. Compra de gabinete pre-fabricado. (2 hs)

6.4. Fabricación de partes no incluidas en el gabinete adquirido. (24 hs)

6.5. Ensayos de validación de funcionamiento del equipo completo. (12 hs)

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7. Diseño de la aplicación para PC. (98 hs)

7.1. Elección del lenguaje de programación y interfaz de usuario gráfica a usar. (20 hs)

7.2. Diseño de los mock-ups de la aplicación. (20 hs)

7.3. Validación de los mock-up de la aplicación con el cliente y posibles usuarios del dispositivo. (3

hs)

7.4. Programación de la aplicación. (40 hs)

7.5. Ensayos de verificación y validación de la aplicación con el equipo. (15 h)

8. Documentación del proyecto. (75 hs)

8.1. Realizar el informe de avance. (5hs)

8.2. Realizar el Manual de usuario. (10 hs)

8.3. Realizar el informe final. (50 hs)

8.4. Realizar una presentación para exponer en público el proyecto. (10 hs)

Cantidad total de horas: 642 hs.

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7. Diagrama de Activity On Node Camino crítico: 456 hs.

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8. Diagrama de Gantt

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9. Matriz de uso de recursos de materiales El tiempo está expresado en horas.

Código WBS

Nombre de la tarea

Recursos requeridos (horas)

Computadora Placa de

desarrollo microcontrolador

Instrumentos de laboratorio

(fuentes, osciloscopio,

tester)

Impresora 3D

1.1 Planificación de tiempos y recursos 15

1.2 Documentación de la planificación 10

1 Planificación 25

2.1 Recopilación y lectura de trabajos

publicados por el Laboratorio de Física

de Dispositivos - Microelectrónica sobre

el tema

20

2.2 Definición de los parámetros unívocos

para cada sensor que deben ser

identificados para el cálculo de la dosis

8

2.3 Definición de la fórmula a utilizar para el

cálculo de dosis y rangos de tolerancias

para las diferentes mediciones o

cálculos a realizar

10

2 Investigación del funcionamiento del

sensor MOS

38

3.1 Realización del diagrama de bloques 8

3.2 Elección del microcontrolador a utilizar

en función a los requerimientos

1

3.3 Familiarización del entorno de

programación del microcontrolador

utilizado

5 5

3.4 Análisis de casos de uso 20

3.5 Realización de mock-up de los menu que

el usuario debe interactuar en el equipo

20

3.6 Validación de los casos de uso y

mock-up con el cliente y posibles

usuarios del dispositivo

6

3 Diseño general del equipo 60 5

4.1 Estudio de la tecnología existente para

cada módulo

24

4.2 Definición del número de módulos a

adquirir y a construir.

8

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4.3 Determinación del número de PCB a

diseñar y el tipo de conexión entre PCB

a utilizar

4

4.4 Diseño del hardware a utilizar para los

módulos a construir

24

4.5 Compra de los componentes

electrónicos.

4

4.6 Envío de los diseños de los PCB para su

construcción.

4

4.7 Programación de los drivers para el

microcontrolador de los diferentes

módulos

64 64

4.8 Test unitario de cada función de los

drivers.

24 24 24

4.9 Ensayos de verificación de los drivers y

con implementación en forma parcial

del hardware.

24 24 24

4 Diseño y construcción de los diferentes

módulos a conectarse al

microcontrolador.

204 112 48

5.1 Programación de la aplicación principal

e integración con los drivers

50 50

5.2 Ensayos de verificación del firmware en

su conjunto

24 24 24

5 Desarrollo del firmware integral 74 74 24

6.1 Determinación de los requerimientos

estéticos y funcionales

10

6.2 Diseño del gabinete 20

6.3 Compra de gabinete pre-fabricado. 2

6.4 Fabricación de partes no incluidas en el

gabinete adquirido

24

6.5 Ensayos de validación de

funcionamiento del equipo completo

12 12 12

6 Diseño y fabricación del gabinete 44 12 12 24

7.1 Elección del lenguaje de programación y

interfaz de usuario gráfica a usar

20

7.2 Diseño de los mock-ups de la aplicación 20

7.3 Validación de los mock-up de la

aplicación con el cliente y posibles

usuarios del dispositivo

3

7.4 Programación de la aplicación 40

7.5 Ensayos de verificación y validación de

la aplicación con el equipo

15 15 15

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7 Diseño de la aplicación para PC 98 15 15

8.1 Realizar el informe de avance 10

8.2 Realizar el Manual de usuario 10

8.3 Realizar el informe final 10

8.4 Realizar una presentación para exponer

en público el proyecto

8

8 Documentación del proyecto 38

Total 581 218 99 24

10. Presupuesto detallado del proyecto

Costo Detalle Valuación Cantidad SubTotal

Directo Horas hombre $350/hs 642 $224.700

Placa desarrollo microcontrolador $2240 1 $2.240

Sistema óptico para sistema de identificación óptica

$400 1 $400

Pantalla y teclado $800 1 $800

Gabinete plástico estándar $500 1 $500

Otros componentes electrónicos $300 1 $300

Fabricación PCB $1000 1 $1.000

Filamento para impresora 3D $800 1 $800

$230.740

Indirecto 30% de los costos directos $69.222

Total $299.962

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11. Matriz de asignación de responsabilidades

Código WBS

Título de la tarea

Listar todos los nombres y apellidos y el rol definidos en el proyecto

Facundo A. Lucianna Responsable

Mariano Garcia Inza

Impulsor

Adrián Faigon Cliente

1.1 Planificación de tiempos y recursos P C

1.2 Documentación de la planificación P C

2.1 Recopilación y lectura de trabajos publicados

por el Laboratorio de Física de Dispositivos -

Microelectrónica sobre el tema

P C

2.2 Definición de los parámetros unívocos para

cada sensor que deben ser identificados para

el cálculo de la dosis

P A I

2.3 Definición de la fórmula a utilizar para el

cálculo de dosis y rangos de tolerancias para

las diferentes mediciones o cálculos a realizar

P A I

3.1 Realización del diagrama de bloques

P A I

3.2 Elección del microcontrolador a utilizar en

función a los requerimientos P C

3.3 Familiarización del entorno de programación

del microcontrolador utilizado P

3.4 Análisis de casos de uso

P A I

3.5 Realización de mock-up de los menu que el

usuario debe interactuar en el equipo P A i

3.6 Validación de los casos de uso y mock-up con

el cliente y posibles usuarios del dispositivo P A

4.1 Estudio de la tecnología existente para cada

módulo P I

4.2 Definición del número de módulos a adquirir y

a construir. P I

4.3 Determinación del número de PCB a diseñar y

el tipo de conexión entre PCB a utilizar P I

4.4 Diseño del hardware a utilizar para los

módulos a construir P C

4.5 Compra de los componentes electrónicos.

P A

4.6 Envío de los diseños de los PCB para su

construcción. P A

4.7 Programación de los drivers para el

microcontrolador de los diferentes módulos P I

4.8 Test unitario de cada función de los drivers.

P I

4.9 Ensayos de verificación de los drivers y con

implementación en forma parcial del

hardware.

P I

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5.1 Programación de la aplicación principal e

integración con los drivers P A I

5.2 Ensayos de verificación del firmware en su

conjunto P I

6.1 Determinación de los requerimientos

estéticos y funcionales P C C

6.2 Diseño del gabinete

P A I

6.3 Compra de gabinete pre-fabricado.

P I

6.4 Fabricación de partes no incluidas en el

gabinete adquirido P A I

6.5 Ensayos de validación de funcionamiento del

equipo completo P I

7.1 Elección del lenguaje de programación y

interfaz de usuario gráfica a usar P I

7.2 Diseño de los mock-ups de la aplicación

P A I

7.3 Validación de los mock-up de la aplicación con

el cliente y posibles usuarios del dispositivo P A

7.4 Programación de la aplicación

P I

7.5 Ensayos de verificación y validación de la

aplicación con el equipo P I

8.1 Realizar el informe de avance

P C

8.2 Realizar el Manual de usuario

P A

8.3 Realizar el informe final

P A

8.4 Realizar una presentación para exponer en

público el proyecto P C

Referencias: P = Responsabilidad Primaria A = Aprobación I = Informado C = Consultado

12. Gestión de riesgos a) Identificación de los riesgos (al menos cinco) y estimación de sus consecuencias: Riesgo 1: Las horas estimadas para la realización del proyecto sean menores a las reales. ➢ Severidad S = 9: Se corre el riesgo de que no se alcance a presentar con puntualidad el proyecto. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 8: Al definirse los tiempos en la planificación, el Responsable no

posee experiencia en definir qué parte llevará un determinado tiempo.

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Riesgo 2: La información requerida para la realización del proyecto no sea suficiente. ➢ Severidad S = 7: Sin información suficiente, no se podrá avanzar en el desarrollo del dispositivo. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 1: El principio de funcionamiento del proyecto es de un grupo de

investigación con publicaciones en el tema, por lo que la información ya está al alcance. RIesgo 3: El cliente nunca provea el diseño del circuito analogico de lectura. ➢ Severidad S = 10: Sin el diseño analagico de lectura, no hay proyecto. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 2: El cliente informó que ya posee el diseño, y además ya fue

utilizado en investigaciones realizada por el grupo. Riesgo 4: Existan limitaciones al momento de conseguir los materiales necesarios. ➢ Severidad S = 1: La gran mayoría de los materiales necesarios pueden conseguirse en la Argentina. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 1: Sitios de compra on-line muestra gran cantidad de

componentes electrónicos y materiales asociados a este proyecto. Riesgo 5: El cliente nunca provea los sensores MOS. ➢ Severidad S = 8: El sensor MOS es esencial para la serie de validaciones y verificaciones. ➢ Probabilidad de ocurrencia O=1: El cliente tiene una gran cantidad de sensores MOS y la

capacidad de producir más. Riesgo 6: El cliente no provea dinero para el proyecto. ➢ Severidad S = 5: El responsable tiene un margen económico para poder soportar falta de

presupuesto. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 5: Aunque el cliente posea subsidios que pueden ser utilizados en

este proyecto, al ser subsidios estatales, muchas veces demoran en ser entregados. Riesgo 7: Algún cambio en la economía genera que el presupuesto quede desactualizado. ➢ Severidad S = 6: El cliente y el responsable deben afrontar el aumento en el gasto. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 7: Actualmente se está en una economía con gran inflación y en

los últimos meses hubo grandes variaciones en el dólar, los cuales hacen que varíen el precio de los ítems necesarios.

Riesgo 8: Cancelación del proyecto de investigación por parte del cliente. ➢ Severidad S = 5: El responsable si posee los sensores y el diseño del circuito analogico de lectura

puede proceder a finalizar el proyecto sin necesidad del cliente. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 1: El proyecto nace como un acuerdo entre el departamento de

radioterapia del Instituto de Oncología Angel H. Roffo y el cliente en el marco de un proyecto de investigación.

Riesgo 9: Falta de conocimiento del hardware seleccionado. ➢ Severidad S = 3: Se contempló en el plan de trabajo, tiempo necesario para la familiarización con

diferentes hardware a usarse en el proyecto. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 2: Aunque haya que utilizarse módulos nuevos, el responsable

tiene un perfil de origen electrónico y además, está cursando la especialización. Riesgo 10: El sistema de identificación óptica no es viable de construir. ➢ Severidad S = 6: Aunque el equipo va a seguir siendo funcional, va a perder una funcionalidad que

facilite la tarea al usuario final. ➢ Probabilidad de ocurrencia O=7: Hay demasiadas condiciones que pueden generar que el sistema

no funcione, desde el tipo de tecnología usar a cuanta información almacenar.

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b) Tabla de gestión de riesgos: (El RPN se calcula como RPN=SxO)

Riesgo Severidad Ocurrencia RPN Severidad* Ocurrencia* RPN*

1 9 8 72 9 2 18

2 7 1 7 - - -

3 10 2 20 8 1 8

4 1 1 1 - - -

5 8 1 8 - - -

6 5 5 25 3 5 15

7 6 7 42 2 7 14

8 5 1 5 - - -

9 3 2 6 - - -

10 6 7 42 6 2 12

Criterio adoptado: - Se tomarán medidas de mitigación en los riesgos cuyos números de RPN sean mayores o iguales a 20. Nota: - Los valores marcados con (*) en la tabla corresponden luego de haber aplicado la mitigación. c) Plan de mitigación de los riesgos que originalmente excedían el PRN máximo establecido: Riesgo 1: Se trabajará en horas extras para lograr alcanzar los objetivos mínimos. ➢ Severidad S = 9: La severidad se mantiene. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 2 Se tratará de ser riguroso con el seguimiento y control del plan

de proyecto estipulado. Riesgo 3: Se realizará un diseño nuevo en función de los trabajos publicados en revistas científicas por el Cliente. ➢ Severidad S = 8: La severidad no baja mucho porque este plan de mitigación sería agregar más

tiempo al definido en este plan de trabajo para realizar este plan. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 1: El cliente informó que ya posee el diseño.

Riesgo 6: El responsable usa fondos propios para solventar la falta de presupuesto. ➢ Severidad S = 3: El responsable tiene un margen económico para poder soportar falta de

presupuesto. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 5: Aunque el cliente posea subsidios que pueden ser utilizados en

este proyecto, al ser subsidios estatales, muchas veces demoran en ser entregados.

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Riesgo 7: Comprar la mayor cantidad de partes al inicio del proyecto. ➢ Severidad S = 2: El responsable puede usar de sus fondos propios hasta que el cliente pueda ir

devolviendo lentamente el dinero. ➢ Probabilidad de ocurrencia O = 7: La probabilidad de ocurrencia es la misma, ya que el riesgo nace

de un factor externo al proyecto. Riesgo 10: Recurrir a una solución comercial y adaptarla al diseño. ➢ Severidad S = 6: El equipo vuelve a recuperar una funcionalidad importante a expensa de un

mayor costo.. ➢ Probabilidad de ocurrencia O=2: Se van a agotar todas las alternativas de diseño, antes de llegar a

este plan de mitigación.

13. Gestión de la calidad REQ 1.1. El dispositivo deberá realizar una lectura del voltaje umbral del sensor MOS en el rango de 5 a 30

V a través del circuito analogico de lectura mediante un conversor analogico-digital de al menos 8 bits que

dure entre 100 ms y 500 ms.

➢ Verificación: Se estudiará las publicaciones científicas del sensor MOS para verificar que los

tiempos de lecturas y voltajes definidos en el requisito son valores apropiados. Además se

verificará si la resolución del ADC definida en el requerimiento es suficiente para la sensibilidad

del sensor MOS mediante los resultados de las publicaciones científicas del sensor MOS.

➢ Validación: Se realizarán pruebas con diferentes sensores MOS en diferentes condiciones para

validar que la duración de lectura esté en el tiempo definido por el requisito.

REQ 1.2. El dispositivo deberá realizar una lectura del voltaje umbral del sensor MOS en el rango de 5 a 30

V previo a una irradiación y almacenar en memoria una palabra de al menos 8 bits para el posterior

cálculo de la radiación absorbida.

➢ Verificación: Se estudiará las publicaciones científicas del sensor MOS para verificar que el voltaje

definidos en el requisito sea un rango de valores apropiado.

➢ Validación: Se realizarán pruebas unitarias y funcionales que validen que el equipo almacena

correctamente la información en múltiples lecturas.

REQ 1.3. El dispositivo deberá realizar una lectura posterior a una irradiación del voltaje umbral del sensor

MOS y almacenar en memoria una palabra de al menos 8 bits para el posterior cálculo de la radiación

absorbida.

➢ Verificación: Se estudiará las publicaciones científicas del sensor MOS para verificar que el voltaje

definidos en el requisito sea un rango de valores apropiado.

➢ Validación: Se realizarán pruebas unitarias y funcionales que validen que el equipo almacena

correctamente la información en múltiples lecturas.

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REQ 1.4. El dispositivo debe leer las dos lecturas pre y post irradiación (REQ 1.1 y 1.2) y realizar el cálculo

de la radiación absorbida mediante una fórmula dada por el cliente.

➢ Verificación: Se consultará con el cliente si el procedimiento diseñado permite cumplir el

requisito.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales que validen que el equipo usando uno o más

sensores que se conoce cuánta radiación absorbieron, si el equipo los calcula correctamente.

REQ 1.5. El dispositivo debe ser capaz de llevar el registro al mismo tiempo de 20 sensores usado en un

dia entero de sesiones de irradiación del Instituto de Oncología Angel H. Roffo.

➢ Verificación: Se verificará con el cliente si el número de sensores por sesiones es apropiado.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales que validen que el equipo usando dos o más

sensores que se conoce cuánta radiación absorbieron, si el equipo los almacena de forma

separada y calcula la radiación correctamente para cada sensor.

REQ 1.6. El dispositivo debe ser capaz de identificar a cada sensor MOS que esté llevando el registro

mediante un código identificatorio único de hasta 10 caracteres conformados por letras y números..

➢ Verificación: Se verificará cuantos sensores MOS se pueden identificar con el código y lo que

demoraría en años el cliente fabricar el número de sensores que hagan que el código sature.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales que validen que el equipo usando dos o más

sensores que se conoce cuánta radiación absorbieron, si el equipo los almacena de forma

separada y calcula la radiación correctamente para cada sensor.

REQ 1.7. El dispositivo debe ser capaz de llevar registro de la fecha y hora en que se realizó una lectura,

con un formato DD-MM-AAAA 00:00 (hora en formato 24 horas).

➢ Verificación: Se verificará con el cliente si el formato de fecha a usar es fácil de interpretar por los

usuarios finales.

➢ Validación: Se realizarán pruebas unitarias y funcionales que validen que el equipo está

almacenando la hora y fecha, independientemente si se apaga y se vuelve a prender.

REQ 1.8: El sensor debe ser conectado en un conector USB con clara identificación que no es un puerto

USB tradicional.

➢ Verificación: Se verificará con el cliente si el diseño propuesto es suficientemente claro para los

usuarios finales si el conector USB es para conectar un sensor MOS y no un pendrive o cualquier

otro dispositivo USB.

➢ Validación: Se realizarán pruebas que intenten conectarse el sensor en diferentes partes del

equipo que no sean el puerto de conexión.

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REQ 2.1. El dispositivo deberá mantener a una temperatura configurada por el usuario al sensor MOS

antes de que este sea utilizado. El usuario puede elegir una temperatura entre 35 y 40 grados centígrados

a pasos de 0.5 grados centígrados.

➢ Verificación: Se comprobará que el diseño del software contemple adecuadamente que se pueda

elegir la temperatura de acuerdo con el requerimiento.

➢ Validación: Se realizarán pruebas unitarias de los módulos y funcionales de todo el sistema para

verificar que el dispositivo logré mantener la temperatura configurada.

REQ 2.2. El dispositivo debe ser capaz de leer la temperatura del sensor con una resolución de 0.1 grados

centígrados.

➢ Verificación: Se analizará la hoja de dato del sensor de temperatura elegido para verificar si puede

medir temperatura con la resolución especificada en el requerimiento.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales del sensor para verificar la resolución del sensor.

REQ 2.3. El dispositivo debe llegar a la temperatura configurada por el usuario en menos de 5 minutos y

ser capaz de mantenerla hasta el uso del sensor en un rango de +/- 0.5 grados centígrados con un error de

0.1 grados centígrados.

➢ Verificación: Se verificará con un modelo termodinámico el tiempo que demora en calentar una

potencia dada de calefactor un espacio de similares dimensiones al del diseño.



REQ 2.4. La temperatura por defecto que se puede configurar es de 36.5 grados centígrados.

➢ Verificación: Se corroborará con el cliente la temperatura definida por el requisito es apropiada.



REQ 3.1: El dispositivo debe ser capaz de leer un sticker con algún sistema de identificación (código QR,

código de barra, etc.) pegado al sensor MOS.

➢ Verificación: Se elegirá un método de identificación y se analizará si su uso permitirá identificar

adecuadamente al sensor MOS.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que se puede leer el sistema de

identificación en diferentes escenarios.

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REQ 3.2: La información obtenida del sistema de identificación debe tener almacenado el código de

identificación único del sensor y parámetros de configuración propios del sensor MOS a definir por el

cliente.

➢ Verificación: Se analizará si el sistema de identificación óptica elegida puede almacenar toda la

información necesaria para funcionar.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que se puede leer el sistema de

identificación y obtener los parámetros en diferentes escenarios.

REQ 4.1: El usuario debe ser capaz de usar el equipo utilizando un teclado y una pantalla incorporado del

equipo sin necesidad de algún otro dispositivo externo como una PC.

➢ Verificación: Se verificará con el cliente si el diseño propuesto de teclado y pantalla es el que le

parece más apropiado.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que el equipo se puede utilizar

solamente mediante su teclado y pantalla..

REQ 4.2: El dispositivo debe ser capaz de mostrar toda la información de funcionamiento al usuario: Los

menús de configuración, el estado del equipo cuando está realizando una lectura, controlando la

temperatura del sensor MOS o pantallas de error.

➢ Verificación: Se consultará con el cliente y usuarios finales si el diseño propuesto muestra la

información que ellos requieren y de la forma que quieren.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que el equipo muestra toda la

información.

REQ 4.3: El usuario debe ser capaz de usar al equipo desde una PC mediante un software diseñado para

tal fin.

➢ Verificación: Se consultará con el cliente y usuarios finales si el diseño propuesto muestra la

información que ellos requieren y de la forma que quieren.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que el equipo se puede configurar

desde una PC.

REQ 4.4: El equipo debe informar mediante comunicación serie (USART) mediante USB a la PC el estado

en que se encuentra.

➢ Verificación: Se comprobará que el diseño del software contemple adecuadamente el protocolo

de comunicación USART.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que el equipo envía información a una

PC.

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REQ 4.5: El usuario debe ser capaz de cargar los datos de un nuevo sensor manualmente utilizando la

interfaz de usuario o desde la PC (mediante comunicación serie mediante USB) o de forma automática

mediante el identificador óptico.

➢ Verificación: Se comprobará que el diseño del software contemple adecuadamente los diferentes

modos de carga de datos.

➢ Validación: Se realizarán pruebas funcionales para validar que el equipo pueda cargar los datos

del sensor indistintamente la interfaz a usar.

REQ 5.1: Fuente de alimentación que provea 5V y suficiente potencia para alimentar al microcontrolador

y módulos digitales asociados.

➢ Verificación: Se realizarán los cálculos teóricos del consumo del diseño para determinar qué

potencia sea necesaria.

➢ Validación: Se medirá la potencia pruebas para validar si la fuente está correctamente

dimensionada.

REQ 5.2 Fuente de alimentación que provea el voltaje y potencia definido por el cliente para el circuito

analogico de lectura.

➢ Verificación: Se verificará del diseño del circuito analogico de lectura dado por el cliente.

➢ Validación: Se medirá el voltaje en diferentes pruebas para validar el voltaje y estabilidad del

mismo.

REQ 6.1: El diseño físico de la circuiteria debe ser modular y de fácil reparación. Diseño y fabricación de

placas que se requieran.

➢ Verificación: Se verificará que el diseño propuesto cumpla con los principios de diseño modular 2

➢ Validación: Se realizarán pruebas de desarme y rearmado del equipo.

REQ 6.2: El gabinete que contenga al dispositivo debe estar aislado eléctricamente.

➢ Verificación: Se verificará en la hoja de datos del gabinete que se trabajara si es aislante eléctrico.

➢ Validación: Se realizarán de aislación eléctrica.

2 Diseño modular - Wikipedia https://es.wikipedia.org/wiki/Dise%C3%B1o_modular

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14. Comunicación del proyecto El plan de comunicación del proyecto es el siguiente:

PLAN DE COMUNICACIÓN DEL PROYECTO

¿Qué comunicar?

Audiencia Propósito Frecuencia Método de comunicac.

Responsable

Planeamiento Ariel

Lutenberg

Evitar errores en el planeamiento del

proyecto.

Cada dos semanas

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Estado de avance sobre la investigación del

sensor MOS

Mariano Garcia Inza

Informar del estado de la investigación. Realizar consultas.

Cada 15 días

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Estado de avance sobre el diseño general

Mariano Garcia Inza

Informar del estado del diseño. Realizar

consultas.

Cada 15 días

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Estado de avance de los

módulos

Mariano Garcia Inza

Informar del estado de los módulos y las pruebas realizadas. Realizar consultas.

Cada 15 días

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Estado de avance del firmware

Mariano Garcia Inza

Informar del estado del firmware y las

pruebas realizadas. Realizar consultas.

Cada 15 días

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Estado de avance del gabinete

Mariano Garcia Inza

Informar del estado del diseño del

gabinete. Realizar consultas.

Cada 15 días

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Estado de avance del

software par la PC

Mariano Garcia Inza

Informar del estado del software y las

pruebas realizadas. Realizar consultas

Cada 15 días

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

Entrega de documentación

Mariano Garcia Inza

Entregar la documentación

indicada en el plan de trabajo.

Al finalizar el proyecto.

Por única vez.

Correo electrónico

Facundo A. Lucianna

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15. Gestión de Compras El proyecto requiere de la adquisición de varios componentes que pueden ser adquiridos tanto de forma on-line como de forma física. Los proveedores serán seleccionado por disponibilidad de stock y precio competitivo. El cliente posee una serie de subsidios estatales para la compra, por lo que se deberá respetar un procedimiento de compra.

1. El responsable hace la compra con fondos propios. 2. La factura o boleta de venta deberá poseer los datos del subsidio del cliente. 3. Se entrega las facturas al cliente para que le entreguen el dinero. 4. Se devuelve al responsable el dinero.

16. Seguimiento y control

SEGUIMIENTO DE AVANCE

Tarea del WBS

Indicador de avance

Frecuencia de reporte

Responsable de seguimiento

Persona a ser informada

Método de comunicac.

1. Planificación

Versiones de la planificación

Dos semanas Facundo A. Lucianna

Ariel Lutenberg,

Mariano Garcia Inza

Correo electrónico

2. Investigación

del funcionamie

nto del sensor MOS

Documento recopilatorio

con información del

sensor MOS

Al finalizar Facundo A. Lucianna

Mariano Garcia Inza

Correo electrónico

3. Diseño general del

equipo

Diseño esquemáticos y documento con

pautas de diseño

Cada 15 días Facundo A. Lucianna

Mariano Garcia Inza

Adrián Faigon

Correo electrónico

4. Diseño y construcción

de los diferentes módulos a

conectarse al

Número de módulos

funcionales.

Al finalizar cada módulo

Facundo A. Lucianna

Mariano Garcia Inza

Adrián Faigon

Correo electrónico

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microcontrolador

5. Desarrollo del firmware

integral

% de aprobación de las pruebas de

integración


Mariano Garcia Inza

Correo electrónico

6. Diseño y fabricación

del gabinete

Fotos del gabinete


Mariano Garcia Inza

Adrián Faigon

Correo electrónico

7. Diseño de la aplicación

para PC

% de aprobación de las pruebas de

integración


Mariano Garcia Inza

Adrián Faigon

Correo electrónico

8. Documentaci

ón del proyecto

Entrega de documentos definitivos


Mariano Garcia Inza

Correo electrónico

17. Procesos de cierre

Pautas de trabajo que se seguirán para analizar si se respetó el Plan de Proyecto original:

➢ Encargado: Facundo Adrián Lucianna.

➢ Al concluir el proyecto se realizará una reunión final del proyecto donde se evaluará el

cumplimiento del Plan de Proyecto original.

➢ Serán analizados los requerimientos originales para relacionarlos con el equipo final y

determinar el grado de objetivos cumplidos.

Identificación de las técnicas y procedimientos útiles e inútiles que se utilizaron, y los problemas

que surgieron y cómo se solucionaron:

➢ Encargado: Facundo Adrián Lucianna.

➢ Todo el análisis será presentado en forma oral y escrita.

➢ Será contrastado en tablas los tiempos planificados y los reales ejecutados, indicando las

razones por las que se dieron retrasos o ahorro de tiempos en las distintas tareas. ➢ Analizar las actividades realizadas y las técnicas utilizadas para determinar si las mismas si fueron

las más adecuadas o no para la correspondiente actividad.

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Acto de agradecimiento a todos los interesados y colaboradores:

➢ Encargado: Facundo Adrián Lucianna

➢ Serán invitados tanto los colaboradores a la exposición final del proyecto. Será hecha

mención de todos los colaboradores en la memoria final del proyecto y especial

agradecimiento.

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Documents

Sistema dosimétrico basado en sensores MOS para control ...laboratorios.fi.uba.ar/lse/tesis/LSE-FIUBA-Trabajo-Final-CESE-Facund… · Buenos Aires, 21 de noviembre de 2018 Por medio