Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires: Elektron
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Desarrollo de un sistema de medición de parámetros acústicos biaurales
Get PDFThis work is about the development of a system for the recording of holophonic sound and the obtaining of binaural acoustic parameters that characterize the spatial perception of sound. At the first part, the implementation of a prototype of a low cost acoustic mannequin, head and torso simulator (HATS), is presented, to which its anthropometric characteristics and frequency responses were analyzed. The second part describes the developed algorithms to process the data measured through the HATS. Finally, some results calculated with the developed system are shown, and compared with those obtained through a commercial software. The applications of the developed measurement system are several, among them can be mentioned: the recording of 3D sounds, the calculation of subjective parameters in room acoustics, or the measurement of noise doses to assess the hearing damage of people exposed to noise through headphones.Este trabajo trata del desarrollo de un sistema destinado al registro de sonido holofónico y a la obtención de parámetros acústicos biaurales que caracterizan la percepción espacial del sonido. En la primera parte se presenta la implementación de un prototipo de maniquí acústico de bajo costo, simulador de cabeza y torso (HATS), al que se le analizaron sus características antropométricas y sus respuestas en frecuencia. En la segunda parte se describen los algoritmos desarrollados para procesar los datos medidos a través del HATS. Finalmente se muestras algunos resultados calculados con el sistema desarrollado y se los compara con los obtenidos mediante un software comercial. Las aplicaciones del sistema de medición desarrollado son varias, entre ellas pueden mencionarse: el registro de sonidos 3D, el cálculo de parámetros subjetivos en acústica de salas, o la medición de dosis de ruido para evaluar el daño auditivo de las personas expuestas a ruido a través de auriculares
El sistema internacional de unidades y las mediciones eléctricas
Get PDFWe constantly use the results of measurements to trade, to take decisions, to reach compatibility between elements or to evaluate risks. The International System of Units (SI) is essential to express these results in a clear and comparable way. The SI is part of a diplomatic convention whose objective is to achieve international compatibility for trade, science, and sustainable development. Recently, a new definition of the SI has been approved, in which the system is defined in terms of seven reference constants whose numerical values are established by convention. In this way, the kilogram is disconnected from an artifact, the ampere from a theoretical experiment, and the kelvin and mole leave the definitions based on the property of a substance. Now, all the units of the system can be derived from the reference constants. The aim of this redefinition is to reach long-term stability, consistency, and coherence of the system, and to create a formal framework that fosters the growth of science and technology. This article focuses on the effects of redefinition in electrical units.Constantemente utilizamos los resultados de medidas para comercializar, tomar decisiones, compatibilizar elementos o valorar riesgos. El Sistema Internacional de Unidades (SI) es imprescindible para expresar los resultados de manera clara y comparable. El SI es el resultado de una convención diplomática cuyo objetivo es lograr la compatibilidad internacional de las mediciones para el comercio, la ciencia y el desarrollo sustentable. Recientemente, se aprobó una nueva definición del SI, en la cual el sistema es definido en términos de siete constantes de referencia cuyo valor numérico es establecido por convención. De esta manera, se dejó de lado la definición del kilogramo basada en un artefacto, la definición del ampere basada en un experimento teórico, y la definición del kelvin y del mol basadas en propiedades de sustancias. Ahora, cualquier unidad del sistema puede ser derivada a partir de las constantes de referencia. Esta redefinición tiene como objetivo la estabilidad a largo plazo, la consistencia y la coherencia del sistema, adecuándose a las necesidades de los usuarios y brindado un marco formal para potenciar el crecimiento de la ciencia y la tecnologı́a. En este artículo, se dará especial atención a los efectos de la redefinición en las unidades eléctricas
Potenciales ventajas del método pseudoespectral en auralizaciones
Get PDFAuralization is a term introduced to describe the recreation of the experience of acoustic phenomena a listener would perceive in a specific soundfield. Sound propagation in a soundfield can be simulated with geometric based models or wave based models. Each one offers particular advantages and disadvantages. For wave based models, the finite element method, the boundary element method or the finite difference method are widely mentioned. They are characterized for achieving very precise results for individual frequencies applied to small and moderately sized rooms. Geometric methods lead to the ray tracing method or the image source method. These methods achieve good results for high frequencies and are efficient in large rooms and complex structures, but are not able to represent in a simple manner specific wave phenomena such as diffraction. Commercial software used to produce auralizations is usually based on a hybrid model combining ray tracing and image sources. This paper proposes an exploration on possible advantages and challenges on the use of the k-space pseudospectral method for wave based auralizations.El término auralización se refiere a la recreación en los oídos de un oyente de la sensación que percibiría en un espacio acústico determinado. La propagación del sonido en un espacio acústico puede simularse mediante procesos basados en el modelo geométrico o en el modelo ondulatorio. Cada uno ofrece ventajas y dificultades particulares. Entre los modelos basados en ondas pueden mencionarse principalmente el método de elementos finitos, el de contornos finitos o el de diferencias finitas. Se caracterizan por lograr resultados muy precisos para frecuencias únicas aplicadas a recintos de tamaño pequeño o medio. Por otro lado, los modelos geométricos dan lugar al método del trazado de rayos o al método de las fuentes imagen. Estos métodos logran buenos resultados en frecuencias altas y resultan eficientes en salas de gran tamaño con estructuras complejas, pero no pueden dar cuenta en forma sencilla de fenómenos específicamente ondulatorios como la difracción. Los programas comerciales utilizados para obtener auralizaciones suelen utilizar un modelo híbrido combinando el trazado de rayos y las fuentes imagen. El presente trabajo tiene la intención de iniciar una exploración sobre las posibles ventajas y desafíos del uso del método pseudoespectral del espacio k para obtener auralizaciones basadas en el modelo ondulatorio
Investigación guiada: innovación pedagógica aplicada a la enseñanza de acústica
Get PDFAcoustics is an intrinsically interdisciplinary science that has changed the way it has been taught in recent decades. Currently in higher education its teaching is varied and even opposed, applying methods such as theoretical-practical lectures to problem-based learning where the student is the main protagonist of their own learning, since the inquiry conducted by the student leads the process. At the same time, the new paradigms of higher education prioritize students\u27research skills. This document describes two examples of guided research, applied pedagogical innovation in the subject Fundamentals of Acoustics and Electroacoustic of the National Technological University, showing favourable results in the learning process.La acústica es una ciencia intrínsecamente interdisciplinaria que ha modificado su forma de enseñanza en las últimas décadas. Actualmente en la educación superior su enseñanza resulta variada y aún contrapuesta, aplicando métodos como clases magistrales teórico-prácticas hasta el aprendizaje basado en problemas donde el estudiante es protagonista fundamental de su propio aprendizaje, ya que la indagación realizada por el alumno lidera dicho proceso. Al mismo tiempo, los nuevos paradigmas de la educación superior priorizan las habilidades de investigación de los estudiantes. Este documento describe dos ejemplos de investigación guiada, innovación pedagógica aplicada en la asignatura Fundamentos de Acústica y Electroacústica de la Universidad Tecnológica Nacional, evidenciando resultados favorables en el proceso de aprendizaje
Medición de desplazamientos nanométricos en polímeros piezoeléctricos usando método de descomposición en modos empíricos bivariados en patrones de speckle
Get PDFIn this work we present an optical method for the direct determination of the piezoelectric coefficient of polymeric thin films. This is achieved through the measurement of nanometric mechanical displacements generated in the film when it is excited by low frequency harmonic electrical signals (0.5 Hz). The system is based on the temporal speckle pattern interferometry technique and the recovery of phase by using a bivariate empirical mode decomposition framework. The experimental scheme was used on a sample of vinylidene polyfluoride deposited on a glass substrate. The sample presents similar conditions to those found in the characterization of complex fluids by photoacoustic techniques. The measured value agrees with those obtained by other methods and with the value reported by the manufacturer.En este trabajo se presenta un método óptico para la determinación directa del coeficiente piezoeléctrico de películas delgadas de material polimérico. Esto se logra a través de la medición de desplazamientos mecánicos nanométricos generados en el film cuando es excitado con señales eléctricas armónicas de baja frecuencia (0.5 Hz). El sistema está basado en la inteferometría temporal de patrones de speckle y en la recuperación de fase por descomposición en modos empíricos bivariada. El esquema experimental fue usado sobre una muestra de polifluoruro de vinilideno depositada sobre un substrato de vidrio que presenta condiciones de contorno similares a las que se encuentran en experiencias de caracterización de fluídos complejos por técnicas fotoacústicas. El valor medido concuerda con aquellos obtenidos por otros métodos y con el reportado por el fabricante
Absorción Acústica de Jardines Verticales
Get PDFVertical gardens, called "Greenery Systems", are a new tendency in modern constructions. They are applied increasingly more frequently on those buildings where energy and ecological considerations, environmentally friendly, are a priority. Some main features of these technologies are: thermal insulation improvement, environmental pollution filtering, acoustic absorption, water retention and a friendly aesthetic appearance. Vertical gardens can have dissimilar acoustic features because they depend on the kind of support, substrate and vegetation used. For this reason, nowadays, collected data are very diverse and incomplete and it is necessary to expand the data available to provide more alternatives with practical application. In this work, acoustic absorption of modular vertical greening was studied. Each module was developed with a rigid PVC base covered with fibrous material forming pockets, where the substrate and vegetation were placed. The plant species that were used are some of the most widespread ones in the region, in order to achieve a good adaptation and simple maintenance.Los jardines verticales forman parte de una de las tendencias tecnológicas constructivas más modernas, conocidas como “Greenery Systems”. Estas son aplicadas cada vez con más frecuencia en aquellas construcciones donde se priorizan consideraciones energéticas y ecológicas conciliables con el medio ambiente. Algunas de las características relevantes que presentan son la mejora del aislamiento térmico, el filtrado de polución ambiental, la absorción acústica, la retención de agua y una estética amigable. Los jardines verticales pueden poseer características acústicas disímiles entre ellos, debido a que dependen del tipo de soporte, sustrato y vegetación utilizada. Por ese motivo en la actualidad los datos existentes son muy variados e incompletos, y resulta necesario ampliar los mismos para disponer de mayores variantes constructivas con aplicación práctica. En este trabajo se estudió la absorción acústica de un sistema de jardín vertical del tipo modular. Cada módulo fue realizado sobre una base rígida de PVC, revestida de material fibroso, con el cual se conformaron bolsillos. En ellos se alojó el sustrato y la vegetación. Las especies vegetales que se utilizaron son algunas de las más difundidas en la región, a fin de lograr una buena adaptación y un mantenimiento sencillo
Control de motores DC sin escobillas para vehículos eléctricos usando un μC doble núcleo
Get PDFThe present document describes the development and verification process of a power system for brushless direct current motors, specially designed for its usage in electric vehicles. This proposal is motivated by the current expansion of the electric mobility technologies as a solution to reduce the contaminant emissions in transport activities. The proposed design implements additional features which are fundamental for this kind of applications, as regenerative braking and telemetry through a mobile application. The prototype was built and verified through several laboratory tests.El presente trabajo describe el proceso de desarrollo y verificación de un sistema de potencia para motores de corriente continua sin escobillas, especialmente diseñado para su uso en vehículos eléctricos, considerando el rápido crecimiento de las tecnologías de movilidad eléctrica. El diseño propuesto implementa funcionalidades adicionales clave para este tipo de aplicaciones, como frenado regenerativo y telemetría mediante una aplicación móvil. El prototipo construido fue verificado mediante diversos ensayos de laboratorio
Análisis circuital de espacios acústicamente acoplados
Get PDFA circuit theory approach is presented for the analysis of acoustically coupled spaces. It is based on energy flow and balance with a similar analogy to the one used for solving dynamic thermal systems, where acoustic power is analog to electric current and acoustic energy density is analog to voltage. Room volume is equivalent to capacitor and sound absorption is equivalent to a resistor. From these analogies and Laplace-transformed models it is possible to get stationary or transient response solutions.Se propone un enfoque circuital basado en flujos de energía para el análisis de espacios acústicamente acoplados. En el mismo se establece una analogía similar a la que se utiliza en el estudio de sistemas térmicos dinámicos en el cual la potencia acústica es análoga a la corriente eléctrica y la densidad de energía acústica es análoga a la tensión. Los volúmenes son equivalentes a capacitores y la absorción sonora es asimilable a una resistencia. A partir de estas analogías se pueden plantear ecuaciones diferenciales y modelos en transformada de Laplace y obtener tanto soluciones estacionarias o de régimen permanente como transitorias
Parlante superdireccional de matriz paramétrica
Get PDFIn this work, a directional loudspeaker, also known as a parametric array loudspeaker (PAL), is designed and constructed. The operation is based on the phenomenon called self-demodulation that happens when high-frequency beams interact in a viscous medium, due to its non-linear properties. The sound obtained after the self-demodulation is formed in the beam of the ultrasonic carrier signal propagating beyond the absorption distance in which the carrier has been sufficiently attenuated. This generates a focused audible signal and therefore a directional polar pattern of narrow angle. In this paper two modulation methods are evaluated: double-sideband amplitude (AM-DBL) and pulse-width modulation (PWM). Its effect on directionality, sound pressure level and harmonic distortion is experimentally analyzed.Este trabajo trata sobre el diseño y construcción de un altoparlante direccional, también conocido como parlante de matriz paramétrica (PAL). El funcionamiento del mismo se basa en los principios de un fenómeno denominado autodemodulación que sucede cuando haces de alta frecuencia interactúan en un medio viscoso, debido a las propiedades no lineales del mismo. El sonido obtenido luego de la autodemodulación se forma en el haz de la señal portadora ultrasónica propagándose más allá de la distancia en la que la portadora ha sido suficientemente atenuada. Esto genera una señal audible focalizada y por ende un patrón polar direccional de ángulo angosto. En el presente trabajo se evalúan dos métodos de modulación: en amplitud con doble banda lateral (AM-DBL) y por variación de ancho de pulso (PWM). Se analiza experimentalmente su efecto en la direccionalidad, nivel de presión sonora y distorsión armónica
Modelo de predicción de aislamiento acústico para paneles simples y multicapa
Get PDFAirborne acoustic insulation prediction models allow to evaluate the sound transmission loss of construction solutions in buildings. Among the different building materials used in constructions, homogeneous and isotropic materials of various thicknesses, such as concrete and glass, are commonplace. Due to the limitations of simple panels made from materials of standard thickness, in order to increase the acoustic insulation it is necessary to add various layers of the same or different materials. This research presents a model based on several approximations depending on the frequency range and comprises multi-layer panels joined together using “spot” techniques, such as by screws or nails. The model performance is evaluated with a comparison between predictions obtained using the commercial software INSUL and the model proposed by the authors. The predicted values are also compared with laboratory measurements obtained according to ISO 140-3. This research considers panels grouped into two categories of materials: light and heavyweight materials. The transmission loss in third octave bands, the weighted sound reduction indices and the spectral adaptation terms Rw (C,Ctr) are examined. Statistically, the results show that the proposed model agrees well with real measurements, both for single and multi-layer panels.Los modelos de predicción de aislamiento acústico son una herramienta importante a la hora de diseñar los elementos constructivos que integran una obra de construcción. Existen materiales homogéneos e isotrópicos de diferentes espesores como el hormigón o el vidrio, entre otros. En muchos casos para alcanzar el aislamiento acústico requerido se suele superponer varias capas del mismo o diferentes materiales para aumentar la masa superficial del sistema. En esta investigación se presenta un modelo basado en diferentes aproximaciones según el rango de frecuencias para calcular el índice de reducción sonora R en el caso de paneles simples y paneles multicapa unidos de forma puntual, como puede ser mediante tornillos o clavos. Se evalúa el desempeño del modelo mediante una comparativa entre las predicciones obtenidas utilizando el programa comercial INSUL y las obtenidas con el modelo propuesto. A su vez, se contrastan los valores con mediciones en laboratorio realizadas de acuerdo a la norma ISO 140-3. El estudio considera paneles agrupados en dos categorías de materiales: livianos y pesados. Se examinan las pérdidas por transmisión en bandas de tercio de octava, los índices de reducción sonora ponderados y los términos de adaptación espectral Rw(C,Ctr). Estadísticamente, los resultados muestran que el modelo propuesto se adapta a los ensayos disponibles, tanto para paneles simples como para multicapa