Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires: Elektron
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Aplicación de redes neuronales en tomografía computarizada por ultrasonido
Get PDFThis work developed an image reconstruction system within the framework of Ultrasound Computed Tomography, utilizing deep learning techniques for the estimation of velocity maps associated with acoustic wave propagation. The design and training of different neural network architectures were addressed, and their performance was evaluated. To this end, a synthetic dataset was generated through simulations, and the acquisition of real sinograms was performed using an experimental system that employs an immersion transducer.En este trabajo se desarrolló un sistema de reconstrucción de imágenes en el marco de la tomografía computarizada por ultrasonido, utilizando técnicas de aprendizaje profundo para la estimación de mapas de velocidad, asociados a la propagación de ondas acústicas. Se abordó el diseño y entrenamiento de diferentes arquitecturas de redes neuronales y se evaluó su desempeño. Para esto, se generó un conjunto de datos sintético mediante simulaciones y se realizó la adquisición de sinogramas reales mediante un sistema experimental que utiliza un transductor de inmersión
Control y monitoreo de desempeño de sistemas seguidores solares bajo software embebido
Get PDFThis work shows a procedure through which it is possible to reduce the complexity of design, implementation, and tuning of non-conventional controllers for solar tracking systems. This is achieved by programming an STM32F4-NUCLEO board using a high-level language. This is made possible through the use of embedded software (Waijung toolbox) that enables access to the functions and blocks of Matlab-Simulink for the automatic generation and download of C code into STM32F4 microcontrollers. Additionally, the resulting configuration allows the processing resources of a computer to be easily and practically utilized, facilitating a Hardware-in-the-Loop scheme. As a result, the computer can be used as a monitoring and configuration interface, as well as a server for database storage. To validate the proposal, the development procedure and performance tests conducted with an existing solar tracker are presented.Este trabajo muestra un procedimiento a través del cual es posible reducir la complejidad de diseño, implementación y ajuste de controladores no convencionales para sistemas seguidores solares. Lo anterior a través de la programación de una tarjeta STM32F4-NUCLEO en un lenguaje de alto nivel. Esto es posible gracias al uso de un software embebido (toolbox Waijung) que permite disponer de las funciones y bloques pertenecientes a Matlab-Simulink para la generación y descarga automática de código C en microcontroladores de la familia STM32F4. Adicionalmente, la configuración resultante logra disponer de forma fácil y práctica los recursos de procesamiento de una computadora propiciando un esquema de tipo Hardware in the Loop. Por lo que, la computadora puede visualizarse como una interfaz de monitoreo y configuración, así como un servidor para almacenamiento de base de datos. Para validar la propuesta se presenta el procedimiento de desarrollo y pruebas de funcionamiento realizadas con un seguidor solar existente
Variación de parámetros de antena parche mediante el agregado de material dieléctrico
Get PDFIt is proposed to analyze the variations of the parameters of a patch-type antenna to which a dielectric material is added in different ways. The main novelty is finding working bands at frequencies lower than those of the antenna without additional material, maintaining, and even improving, the gain. This allows the development of smaller antennas than would be the case if a material with a high dielectric constant were not added. Being able to develop antennas with good performance and small dimensions is always of interest. The simulations of S parameters and the radiation pattern are carried out using an electromagnetic systems simulator. As a result, cases have been found where a decrease in the resonance frequency and an increase in the gain is observed with respect to the antenna without glycerin. On the other hand, resonances were found at considerably lower frequencies, but with greater losses.Se propone analizar las variaciones de los parámetros de una antena tipo parche a la cual se le agrega un material dieléctrico en distintas formas. La principal novedad es encontrar bandas de trabajo a frecuencias menores a las de la antena sin material adicional manteniendo, e incluso mejorando, la ganancia. Esto permite desarrollar antenas de menor tamaño que el que correspondería si no se agregara un material con constante dieléctrica alta. Poder desarrollar antenas de buen desempeño y dimensiones reducidas, siempre es de interés. Las simulaciones de parámetros S y del patrón de radiación son realizadas mediante un simulador de sistemas electromagnéticos. Como resultado se han encontrado casos donde se observa una disminución en la frecuencia de resonancia y un aumento en la ganancia con respecto a la antena sin material adicional. Por otro lado, se encontraron resonancias a frecuencias considerablemente menores, pero con pérdidas mayores
Enfrentando a la ISO: Sobre el uso del símbolo dBA para los niveles sonoros con ponderación A
Get PDFThe International Organization for Standardization (ISO) recommends the symbol dB for all instances where decibel units are used, particularly in the cases of quantities such as the A-weighted and C-weighted sound pressure levels, ruling out the symbols dBA y dBC. In this paper several arguments are put forward as to why such recommendation is mistaken and should be revised, taking into account that the dB prefix is used in the symbols of many substantially different units as well as the fact that there are examples of situations where the criterion hereby proposed is accepted.La Organización Internacional de Normalización (ISO) recomienda el símbolo dB para todas las instancias de uso de unidades de decibel, en particular en los casos de cantidades como el nivel de presión sonora con ponderación A y C, censurando los símbolos dBA y dBC. En este trabajo se argumenta por qué ello es un error atendiendo al hecho de que el prefijo dB se utiliza en los símbolos de muchas unidades sustancialmente diferentes y a la existencia de ejemplos de situaciones donde se sigue un criterio similar al propuesto
Comparación de una red LoRaWAN con modelos de propagación en un entorno con vegetación de soja
Get PDFLPWAN networks are low-power, long-range wireless systems, primarily designed to connect Internet of Things (IoT) devices to the network. In the agro-industrial sector, IoT is revolutionizing the industry through the implementation of advanced smart or precision agriculture techniques. One of the key technologies to achieve this goal is LoRa, together with the LoRaWAN network architecture, applied in traditional agricultural practices. This work analyzes the comparison of measurements made by nodes located at different heights in relation to a gateway, evaluating various propagation loss models, as well as specific models that consider excess vegetation. All this in a LoRaWAN-based infrastructure, within a rural environment dedicated to soybean cultivation.Las redes LPWAN son sistemas inalámbricos de bajo consumo energético y gran alcance, diseñadas principalmente para conectar dispositivos de Internet de las Cosas (IoT) a la red. En el sector agroindustrial, el IoT está revolucionando la industria a través de la implementación de técnicas avanzadas de agricultura inteligente o de precisión. Una de las tecnologías clave para alcanzar este objetivo es LoRa, junto con la arquitectura de red LoRaWAN, aplicada en prácticas agrícolas tradicionales. El presente trabajo analiza la comparación de mediciones realizadas por nodos ubicados a diferentes alturas en relación con un gateway, evaluando diversos modelos de pérdidas de propagación, además de modelos específicos que consideran el exceso de vegetación. Todo esto en una infraestructura basada en LoRaWAN, dentro de un entorno rural dedicado al cultivo de soja
Diseño de un sistema de adquisición de datos para el monitoreo del equilibrio del casco equino durante la locomoción
Get PDFThis work describes a low-cost solution based on an ad hoc data acquisition system, for monitoring the balance of the equine hoof during locomotion. The hardware integrated an MPU6050 sensor, an ESP32 processor, an SD card reading module and a battery with its charging module. Also, a website was developed for interaction with the system and a solution for data analysis and representation in open environments is presented. After implementation, the results demonstrated that the system is efficient in providing a real-time data record of gait mechanics, in the same way as that obtained with more sophisticated devices.El presente trabajo describe una solución de bajo costo basada en un sistema de adquisición de datos ad-hoc, para el monitoreo del equilibrio del casco equino durante la locomoción con fines diagnósticos. El hardware integró un conjunto compuesto por un sensor MPU6050, un procesador ESP32, un módulo de lectura de tarjetas SD y una fuente de alimentación con su correspondiente módulo de carga. Además, se desarrolló una interfaz de aplicación para la interacción del usuario con el sistema y se presenta una solución para la representación de datos en entornos abiertos. Tras su implementación, los resultados demostraron que el sistema es eficiente al proporcionar un registro de datos en tiempo real de la mecánica de la marcha, de igual modo que la obtenida con dispositivos de mayor sofisticación
Sistema de medición de presión de flujo pulsante con adquisición remota vía WiFi
Get PDFPeristaltic pumps are devices that deliver flow through the action of rollers compressing an internal flexible tube, resulting in a pulsating flow at the outlet. To measure the flow delivered by such a pump, an orifice plate measurement system was used, which correlates the pressure drop measured before and after the plate with the amount of fluid. To achieve device calibration, it is necessary to understand the dynamic response of the pressure transducers. Therefore, a pressure measurement and recording system was designed and built, which can also control the pump’s rotation speed. This system includes different preset tests that the user can select and execute autonomously. The recorded values are transmitted via a WiFi protocol to the data storage module, providing the equipment with operational versatility.Las bombas peristálticas son dispositivos que entregan caudal a través de la acción de rodillos que comprimen una tubería flexible interna, resultando un flujo pulsatorio a la salida. Para poder medir el caudal entregado por dicha bomba se utilizó un sistema de medición de tipo placa orificio, el cual relaciona la caída de presión medida antes y después de la placa con la cantidad de fluido. A fin de lograr una calibración del dispositivo, es necesario poder conocer la respuesta dinámica de los transductores de presión, por lo que se diseñó y construyó un sistema de medición y registro de valores de presión, el cual además puede controlar la velocidad de giro de la bomba. Este sistema tiene incorporado diferentes ensayos preseteados que el usuario puede seleccionar y ejecutarse de forma autónoma. Los valores registrados son enviados mediante un protocolo WiFi al módulo de almacenamiento de datos, lo cual le da versatilidad de manejo al equipo.
VNA en la banda MF, HF y VHF
Get PDFThis paper proposes the design and implementation of a vector network analyzer for frequencies up to 300 MHz. The device has the ability to measure the amplitude ratio and phase difference of the reflected and transmitted signal of a system under test with respect to an incident signal. The device generates a frequency sweep of square signals from 1 MHz to 100 MHz. The signal reflected by the system under test is separated from the incident signal by means of a Wheatstone bridge. The three signals are frequency converted and acquired by means of an audio codec with USB interface, and then processed in a computer to calculate the impedance, the S11 and S21 parameters. With the appropriate adjustment, it is possible to take advantage of the third harmonic synthesized by the generator and expand the measurement range up to 300 MHz.En este trabajo se propone el diseño e implementación de un analizador vectorial de redes para frecuencias de hasta 300 MHz. El dispositivo posee la capacidad de medir la relación de amplitud y la diferencia de fase de la señal reflejada y transmitida de un sistema bajo prueba con respecto a una señal incidente. El dispositivo genera un barrido en frecuencia de señales cuadradas desde 1 MHz hasta los 100 MHz. La señal reflejada por el sistema bajo prueba es separada de la incidente mediante un puente de Wheatstone. Las tres señales son convertidas en frecuencia y adquiridas mediante un códec de audio con interfaz USB, para luego ser procesadas en una computadora para calcular la impedancia, el parámetro S11 y el S21. Con el adecuado ajuste se logra aprovechar la tercera armónica sintetizada por el generador y expandir el rango de medición hasta los 300 MHz
Extracción de datos de celdas solares individuales a partir de imágenes de electroluminiscencia de módulos fotovoltaicos y curvas corriente-tensión
Get PDFElectroluminescence (EL) imaging is explored as a non-destructive method for quality assessment and characterization of solar modules. Here, we demonstrate the acquisition of dark I(V) characteristics for each individual cell within a solar photovoltaic module from complete module EL images. This enables a detailed diagnosis of module failure by individualizing cell parameters, such as series resistance and dark saturation current density. Such analyses become increasingly important with module aging, enhancing the possibilities for module or cell recycling. The method is checked for consistency with module parameters extracted from the measured module dark I(V) characteristics.El ensayo de electroluminiscencia (EL) se explora como un método no destructivo para la evaluación de la calidad y la caracterización de módulos solares. Aquí, demostramos la adquisición de la característica I(V) a oscuras para cada celda individual dentro de un módulo solar fotovoltaico a partir de imágenes de EL del módulo completo. Esto permite un diagnóstico detallado de las posibles fallas que pueda presentar el módulo al individualizar los parámetros de cada celda, como la resistencia serie y la densidad de corriente de saturación. Estos análisis son cada vez más importantes con el envejecimiento del módulo, permitiendo predecir, por ejemplo, las posibilidades de reciclaje de módulos o celdas. La consistencia del método se contrasta con los parámetros del módulo extraídos de la medición de la característica I(V) a oscuras del módulo
Adquisición y Procesamiento de señales GPS basadas en Radio Definida por Software
Get PDFThis paper presents the development of a software tool that implements an acquisition block for GPS signals using SDR technology, specifically devices like the HackRF One and RTL-SDR. The tool, implemented in Python, successfully detects satellites and estimates their parameters, offering customizable algorithm settings and the capability to visualize the satellite search space in three dimensions. Comparative tests with the GNSS-SDR software tool demonstrated excellent performance, providing a solid foundation for further development toward a complete SDR-based GNSS receiver. This work highlights the potential of SDR platforms for research and development, emphasizing their flexibility, potential for future upgrades, and cost-effectiveness in advancing future GNSS technologies.Este trabajo presenta el desarrollo de una herramienta de software que se implementa mediante un bloque de adquisición para señales GPS utilizando tecnología de SDR, específicamente dirigida a dispositivos como HackRF One y RTL-SDR. La herramienta implementada en Python detecta satélites y estima sus parámetros con muy buen desempeño, ofreciendo configuraciones de algoritmo personalizables y posee la capacidad de visualizar el espacio de búsqueda de satélites en tres dimensiones. Las pruebas comparativas con la herramienta de software GNSS-SDR demostraron un alto rendimiento, proporcionando una base sólida para expandir el desarrollo hacia un receptor GNSS completo basado en tecnología SDR. En esta propuesta se destaca el potencial de las plataformas SDR para la investigación y el desarrollo, enfatizando su flexibilidad, capacidad de actualización y rentabilidad para avanzar en futuras tecnologías GNSS