Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires: Elektron
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Arquitectura de comunicación para la digitalización de la agricultura en torno a la maquinaria agrícola
Get PDFA communication architecture is presented to enable cloud services around agricultural machinery in rural areas with limited connectivity infrastructure. This architecture is made up of three modules named: on-board unit, gateway and cloud service. Which together allow extending the scope of communication coverage, enabling the exchange of data from agricultural machinery to the cloud. The architecture is developed using low-cost hardware and open-source libraries that allow its rapid implementation. The results obtained, in terms of communication latency, indicate that the solution is suitable for monitoring applications in agricultural machinery using ISOBUS.Se presenta una arquitectura de comunicación para habilitar servicios en la nube en torno a la maquinaria agrícola en zonas rurales con infraestructura de conectividad limitada. La arquitectura propuesta se compone de tres módulos, Unidad a bordo, gateway y servicio en la nube, que extienden el alcance de la cobertura de comunicación y permiten el intercambio de datos desde la maquinaria agrícola a la nube. La arquitectura se implementa con hardware de bajo costo y librerías de código abierto que permiten una rápida implementación. Los resultados obtenidos, en términos de latencia de comunicación, indican que la solución es adecuada para aplicaciones de monitoreo en maquinarias agrícola que utilizan ISOBUS
Aumento de Precisión en Localización Indoor basado en Redes Neuronales
Get PDFThe use of WiFi is widely used by a large number of devices, including those that make up the Internet of Things (IoT) and Artificial Intelligence (AI) systems. The location problem has been under investigation for a long time. In some cases, the radio signals used to transmit information are also used to make position estimates. However, its use is affected by the constant fluctuation of the signal. It is possible that when estimating the position of a component, it is influenced by obstacles, multipath and signal reflection. Its use improves when spatial localization is carried out, where assets can be traced within an indoor environment. In this work, the relationship of the distance estimation algorithms using RSSI and triangulation is analyzed, and a solution based on Neural Networks is proposed that combines the results of three distance estimation algorithms in order to increase precision.La tecnología WiFi es ampliamente utilizada por un gran número de dispositivos, incluyendo aquellos que componen sistemas de Internet de las Cosas (IoT) y de Inteligencia Artificial (IA). En ambos contextos, el problema de localización ha sido objeto de investigación durante mucho tiempo. En algunos casos, las señales de radio utilizadas para transmitir información son además aprovechadas para realizar estimaciones de posición. Sin embargo, este enfoque se encuentra afectado por la constante fluctuación de la señal. Es posible que al momento de realizar una estimación de posición de un componente emisor, éste se encuentre influenciado por los obstáculos, el multitrayecto y la reflexión de la señal. Sin embargo, su uso mejora cuando se realiza localización espacial considerando diferentes referencias. De esta manera, es posible trazar activos dentro de un ambiente indoor. En este trabajo se analiza la relación de los algoritmos de estimación de distancia utilizando RSSI y triangulación, y se propone una solución basada en Redes Neuronales que combina los resultados de tres algoritmos de estimación de distancia con el fin de aumentar la precisión
Sistema Automatizado de Estacionamiento para Patentes Argentinas
Get PDFThe global market for smart parking solutions is booming. Nowadays, this market is highly competitive due mainly to the increase in car ownership and the number of vehicles circulating the roads. However, there is a technological gap between Argentina and other countries. This work presents the Automated LPR Parking System for Argentinian Plates SAE (in Spanish, Sistema Automatizado de Estacionamiento) designed and developed in its prototype version for a private company, to control and manage the entry, stay and exit of vehicles in parking lots. The system is composed by two main modules: the automatic license plate recognition system and the Principal System Board. This board allows the connection of the central unit with peripherals such as magnetic field sensors, access barriers and infrared barriers. In addition, the system manages a database that stores the necessary information for the parking management. Registered users that pay monthly and ocasinal users are considered. Furthermore, the system implements a mechanism for vehicle size detection to determine the value of the parking fees. SAE handles both hardware and system failures and exceptional situations. In addition, the entry and exit of vehicles are handled simultaneously.El mercado global de soluciones inteligentes para estacionamiento está en auge siendo altamente competitivo debido principalmente al crecimiento del parque automotor. En Argentina aún prevalece la operatoria manual. Este trabajo presenta el Sistema Automatizado de Estacionamiento (SAE), diseñado y desarrollado en su versión prototipo para una empresa privada, para controlar y gestionar el ingreso, egreso y estadía de vehículos en playas de estacionamiento. El sistema cuenta con un módulo de reconocimiento de patentes vigentes en Argentina, la placa principal que permite conectar la unidad central del sistema con los periféricos como detectores magnéticos, barreras de acceso y barreras infrarrojas, y una base de datos que almacena información necesaria para la gestión del estacionamiento. Se contemplan usuarios abonados y no abonados y tarifas para distintos tipos de vehículo, para lo cual se implementa un sistema para la detección de tamaño. El SAE maneja casos de fallo tanto de hardware como del sistema y situaciones de excepción. Se contemplan además vías de ingreso y egreso con entrada y salida de vehículos en simultáneo
Estudio y desarrollo de un sensor ultrasónico enfocado apto para tomografía optoacústica
Get PDFIn this work we present the study, development and characterization of a cylindrical focused ultrasonic sensor based on a piezoelectric polymeric material. For the design and implementation of the transducer, we carried out simulations using the commercial tool k-Wave and we used a construction method with great repeatability and low cost. For the characterization of the detection system (sensor + amplifier), we made electrical and acoustic measurements that allowed to determine its sensitivity and equivalent pressure noise. The results of this work show that the implemented sensor is suitable for optoacoustic tomography.En este trabajo se presenta el estudio, desarrollo y caracterización de un sensor ultrasónico cilíndricamente enfocado basado en un material polimérico piezoeléctrico. Para su diseño se realizaron simulaciones usando la herramienta comercial k-Wave y para su implementación se utilizó un método de construcción que tiene una gran repetibilidad y un bajo costo. Para la caracterización del sistema de detección (sensor + amplificador) se hicieron mediciones eléctricas y acústicas que permitieron determinar su sensibilidad y ruido equivalente de presión. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran que el sistema de detección implementado es adecuado para ser utilizado en tomografía optoacústica
Plataforma Abierta para el Aprendizaje de Diseño Digital sobre sistemas basados en FPGA
Get PDFIn embedded systems a wide variety of applications can be solved or approached using different technologies, such as microcontrollers, FPGA, Systems on Chip (SoC), among others. Even though the volume of information and solutions available that focus on low cost based microcontrollers is quite vast, FPGA and SoC do not have as many resources readily available despite being essential for critical applications and also those in which higher speeds for data processing are required. Not only that, but the high cost of development boards, discontinuity between contents taught in higher education and knowledge required in practical fields, and overall lack of learning resources all add difficulty to any professional looking to specialize themselves in this field of knowledge. It is for this reason that this work proposes an Open Platform for Digital Design Learning on FPGA-based Systems, which looks to facilitate the learning process for any student or professional that wants to get started in this field. For this purpose this work proposes the following: a low-cost development board alongside a set of learning tools and examples which can fit both self-taught students and lecture-based learning environments, and the creation of a national collaboration network to give support to students and teachers who want to join and participate in the project.En los sistemas embebidos, se puede encontrar una gran variedad de aplicaciones basadas en diferentes tecnologías: microcontroladores, FPGA, System on Chip (SoC), entre otras. Si bien, el uso de microcontroladores y el volumen de información y soluciones disponibles de bajo costo basadas en esta tecnología son predominantes, el uso de sistemas basados en FPGA y SoC es imprescindible para ciertas aplicaciones, sobre todo aquellas que son de carácter crítico y/o requieren una elevada velocidad o capacidad de procesamiento de datos. No obstante, existen factores que dificultan la formación inicial de profesionales en esta área de la electrónica digital: el costo relativamente elevado de adquisición de placas para aprendizaje, la falta de recursos didácticos, la falta de continuidad entre los contenidos de las carreras de grado y los que se requieren para abordar esta área, entre otros. Por ello, en este trabajo se propone una solución concreta a este problema de enseñanza-aprendizaje: una placa de bajo costo inicial conjuntamente con una plataforma de herramientas pedagógicas para el autoaprendizaje o el dictado de clases y la formación de una red de colaboradores a nivel nacional para dar soporte a los estudiantes y docentes que se incorporen al proyecto
Automatización de un banco de ensayos de generadores eléctricos para aplicaciones en energía eólica de baja potencia
Get PDFThis paper presents the development of an automated electric generators test bench for low power wind energy in urban applications. The bench allows testing electric generator under similar operating conditions to real, electric generator coupled to a wind turbine in urban environments, which allows to determine specific parameters: electric current, voltage, power.En este trabajo se presenta el desarrollo de un banco de ensayos automatizado de generadores eléctricos, con aplicación en energía eólica de baja potencia y uso en zonas urbanas. La implementación de este banco permite ensayar generadores eléctricos bajo condiciones de funcionamiento semejantes a los que se sometería como generador acoplado a una turbina eólica en entornos urbanos, a partir de lo cual, es posible determinar los parámetros específicos: corriente, tensión, potencia, que permitan caracterizarlo
Celdas en cuña para refractometría: criterios de selección de materiales y parámetros
Get PDFThis work presents the materials and parameters selection criteria of wedge cells for refractometry in the visible range. These cells consist of two right angle prisms facing each other, defining a wedge-shaped cavity where the sample is placed. The refractive index of the sample is determined from the deviation of a light beam that traverses the cell. This model for engineering purposes includes the cell geometry and the refractive indexes of the cell material and the sample. We perform the numerical calculation and ray tracing of the optical system. We also propose polinomial fitting functions in order to simplify the numerical treatment, and as a complement to the complete set of equations. These polynomials give the refractive index of the sample as an explicit function of the deviation angle. An analysis of the approximation errors is also given.Este trabajo presenta criterios de selección de materiales y parámetros de celdas en cuña para refractometría en el rango visible. Estas celdas consisten en dos prismas de ángulo recto enfrentados, que definen una cavidad con forma de cuña entre ellas, en la que se coloca la muestra cuyo índice de refracción se desea medir. Éste se determina a partir de la desviación de un haz luminoso que atraviesa la celda. Este modelo para fines de ingeniería tiene en cuenta la geometría de la celda y los índices de refracción del material de la celda y de la muestra. A partir de allí realizamos el cálculo numérico y trazado de rayos correspondiente al sistema óptico. También proponemos ajustes polinómicos para simplificar el tratamiento numérico, como complemento de las ecuaciones completas. Estos polinomios dan el índice de refracción de la muestra como una función explícita del ángulo de deflexión. Se incluye además el análisis de los errores de la aproximación
Un estudio comparativo entre HLS y HDL en SoC para aplicaciones de procesamiento de imágenes
Get PDFThe increasing complexity in today’s systems and the limited market times demand new development tools for FPGA. Currently, in addition to traditional hardware description languages (HDLs), there are high level synthesis (HLS) tools that increase the abstraction level in system development. Despite the greater simplicity of design and testing, HLS has some drawbacks in describing hardware. This paper presents a comparative study between HLS and HDL for FPGA, using a Sobel filter as a case study in the image processing field. The results show that the HDL implementation is slightly better than the HLS version considering resource usage and response time. However, the programming effort required in the HDL solution is significantly larger than in the HLS counterpart.La creciente complejidad de los sistemas actuales y los tiempos limitados del mercado exigen nuevas herramientas de desarrollo para las FPGAs. Hoy en día, además de los tradicionales lenguajes de descripción de hardware (HDL), existen herramientas de síntesis de alto nivel (HLS) que aumentan el nivel de abstracción en el desarrollo de sistemas. A pesar de la mayor simplicidad de diseño y pruebas, HLS tiene algunos inconvenientes para describir hardware. Este documento presenta un estudio comparativo entre HLS y HDL para FPGA, utilizando un filtro Sobel como caso de estudio en el ámbito del procesamiento de imágenes. Los resultados muestran que la implementación HDL es levemente mejor que la versión HLS considerando uso de recursos y tiempo de respuesta. Sin embargo, el esfuerzo de programación en la implementación de HDL es significativamente mayor
Procesamiento de señal visualizado sobre un espectrograma
Get PDFThis paper describes the implementation of a digital spectrogram on an embedded system, with the aim of allowing the visualization of the effects of applying digital filters and Fast Fourier Transform over a signal. The FreeRTOS operating system was used to facilitate the management of processing resources.En el presente trabajo se describe la implementación de un espectrograma digital sobre un sistema embebido, con el objetivo de permitir la visualización de los efectos de aplicar filtros digitales y Transformada Rápida de Fourier sobre una señal. Se utilizó el sistema operativo FreeRTOS para facilitar la administración de los recursos de procesamiento
Diseño de un circuito integrado con fotodiodos de doble juntura para inmunoensayos ópticos
No full textOptical immunoassays require measurement systems capable of distinguishing the light from the laser source, used to illuminate the assay, from the light generated by the particles contained within the assay itself (fluorescence). The main challenge is that the light used to excite the sample is several orders of magnitude more intense than that generated by fluorescence. Usually, single junction photodiodes and optical filters are used. The sensitivity of these schemes is limited by the filter performance. In this work, the design of a CMOS integrated circuit including buried double junction photodiodes (BDJ) is presented. This approach allows the measurement of both light sources simultaneously. From simulations, it is shown that this integrated circuit with BDJ would achieve a better detection limit than the scheme based on single-junction photodiodes of equivalent silicon area. Furthermore, integrating the photodetectors and the reading circuit on the same chip would make the system suitable to be used in biomedical applications such as Point-of-Care (POC) devices.Los inmunoensayos ópticos requieren de sistemas de medición capaces de distinguir la luz de la fuente láser, utilizada para iluminar el ensayo, de aquella generada por las partículas contenidas en el mismo (fluorescencia). El principal desafío es que la luz usada para excitar la muestra es varios órdenes de magnitud más intensa que la generada por fluorescencia. Usualmente, se utilizan filtros ópticos y fotodiodos de juntura simple. La sensibilidad de estos esquemas se encuentra limitada por el desempeño del filtro. En este trabajo se presenta el diseño de un circuito integrado de lectura que incorpora fotodiodos de doble juntura, lo que permite la medición de ambas fuentes de luz en simultáneo. A partir de simulaciones, se demuestra que este enfoque lograría un mejor límite de detección que el esquema basado en fotodiodos de juntura simple de igual área. Además, la integración del circuito de lectura y los fotoreceptores en un mismo chip, favorecería la miniaturización y portabilidad del sistema para aplicaciones biomédicas como en dispositivos Point-of-Care (POC)