En la actualidad, la necesidad por automatizar procesos en diferentes áreas ha conducido al uso de vehículos aéreos no tripulados para la realización de tareas de forma autónoma y ágil. En este trabajo se desarrolla un método para la navegación autónoma de un vehículo aéreo no tripulado en espacios interiores privados de servicio de geolocalización. Para dicho método se diseña un módulo electrónico capaz de procesar imágenes para detectar códigos QR con lo cual tener información para realizar un plan de vuelo autónomo. La implementación se logra gracias a una computadora embebida (Raspberry Pi 3) que es capaz de realizar las tareas de comunicación y procesamiento en tiempo real para la navegación. También se hace uso del controlador de vuelo Pixhawk, un LIDAR para el control de la altitud de vuelo. En cuanto a software se hace uso de las librerías OpenCV y Dronekit para el lenguaje de programación Python. En los resultados se muestran el desempeño del módulo y las configuraciones necesarias para el óptimo funcionamiento del método de navegación.

El presente trabajo de tesis consiste en el diseño de un circuito de rechazo de rizado para un amplificador chopper de señales neuronales con voltaje de alimentación menor a 1V. Este diseño está orientado a trabajar en un sistema de adquisición de señales neuronales, capaz de detectar la actividad de una sola neurona, de modo que las señales a acondicionar presentan frecuencias que van de 100 Hz a 10 KHz y amplitudes que alcanzan valores entre 10𝜇V y 1mV. Se plantea que el diseño del circuito propuesto sea capaz de operar con la tecnología de proceso TSMC 180nm y se utilizará la herramienta de software Cadence para efectuar las simulaciones necesarias. Para introducir el presente estudio en la tendencia actual de utilizar electrónica de bajo valor de voltaje de alimentación, se propone como requerimiento utilizar tensiones eléctricas menores a 1V, lo cual involucra un desafío, pues se reduce el rango de operación lineal de los transistores que incluye el diseño.

La presente tesis tiene como objetivo principal diseñar un sistema de gestión de fallas para redes ópticas FTTH a través de un dispositivo móvil Android, con el fin de agilizar y mejorar el monitoreo de una planta externa FTTH. Actualmente, debido a los equipos que se utilizan, el tiempo para monitorear este tipo de redes es muy largo y los costos son elevados. Es por ello, que esta tesis presenta una alternativa para mejorar la atención de fallas y monitoreo, a través de una herramienta que es utilizada con mucha frecuencia hoy en día: el Smartphone. Para lograrlo, se ha adaptado una base de datos en la nube, debido a que esta ofrece grandes beneficios. Algunos de ellos son, por ejemplo, accesibilidad a cualquier hora del día, carencia de mantenimiento y grandes unidades de almacenamiento. Por otro lado, mediante un Smartphone, el personal de planta no solo tiene acceso rápido a información de gran importancia, sino que, además, puede trasmitir la ubicación de estos mediante GPS, con el propósito de asignar trabajos de manera más eficiente. Por último, para un mejor monitoreo de la red en planta externa, en el aplicativo móvil se ha diseñado un sistema de comunicación entre Big Data y analítica predictiva mediante el framework de software Hadoop para poder predecir atenuaciones en la red FTTH.

Las vibraciones son efectos mecánicos presentes en diversas estructuras y mecanismos de soporte. Dichas vibraciones pueden presentar beneficios o perjuicios para los sistemas mecánicos. Para evitar las consecuencias perjudiciales de las vibraciones, se estudian y se evalúan formas de aislar o disipar sus efectos. Bajo este enfoque de estudio, en la especialidad de Ingeniería Mecánica se desarrolló un módulo estructural que tiene como objetivo mostrar los efectos de las vibraciones a través de patrones de vibración que ocurren al perturbar dicha estructura con una fuerza excitatriz proveniente de un actuador (se referirá al mismo como “trabajo previo”). En la presente tesis se desarrolla un sistema electrónico y una interfaz digital que, en su conjunto, expanden el potencial de dicho módulo educativo, permitiendo al estudiante apreciar de manera interactiva las señales de vibraciones en los dominios de tiempo y frecuencia para un mejor análisis visual. Para el sensado de vibraciones, se utilizó un sensor de efecto Hall y una interfaz programada en LabView. La precisión de dicho sensor fue comparada con un acelerómetro de alta prestación (Bruel&Jaer) en un escenario de trabajo desarrollado en el laboratorio de Acústica de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En los resultados se concluye que se puede detectar y mostrar las señales en tiempo real con una frecuencia cuyos picos presentan un error máximo de 0.79 % con respecto al elemento patrón (acelerómetro). Por otro lado, se realizó la calibración del generador de vibraciones (actuador) de la estructura metálica y se halló que la frecuencia medida por el sensor de velocidad (codificador) presenta un máximo error del 6% con respecto a un elemento patrón (tacómetro). Por último, se registró los datos de una zona específica de la estructura ante un impacto de un martillo de goma para poder registrar las vibraciones en un archivo de texto, el cual posteriormente se procesó con una hoja de cálculo en Excel. Con dichos resultados, las frecuencias de resonancia halladas en la presente tesis son diferentes a las frecuencias experimentales halladas en el trabajo previo por 39.59 %. Así mismo se obtiene 36.19 % de error al comparar los resultados del trabajo previo con los resultados analíticos. Sin embargo, este error se reduce a 17 % cuando se compara los resultados de la presente tesis con los resultados analíticos.

Los avances en las tecnologías y en las herramientas de fabricación de circuitos integrados han permitido aumentar la cantidad de componentes que se integran en un mismo chip, dando lugar a sistemas más complejos denominados sistemas en un chip (SoCs). Para reducir costos y tiempos del mercado, una característica fundamental que buscan los fabricantes de SoCs es que sus dise~nos sean reutilizables. Por este motivo, para realizar la comunicación entre componentes se utilizan interfaces estandarizadas. En esta tesis se presenta el desarrollo de dos periféricos con un bus de comunicación denominado AMBA, creado por ARM. En primer lugar se muestra el desarrollo de un generador de números aleatorios. Este periférico obtiene su característica a partir de un fenómeno físico aleatorio como es el ruido térmico proveniente de resistencias. El ruido generado se amplifica y se utiliza para controlar la frecuencia de salida de un oscilador. Con esta se~nal se realiza el muestreo de una de mayor frecuencia provista por un oscilador de anillos. La aleatoriedad de los bits resultantes del muestreo se comprueba con las pruebas estadísticas normalizadas por el National Institute of Standards and Technology (NIST). Luego, para el aprendizaje del bus AMBA, se muestra el desarrollo de un Receptor Transmisor Asíncrono Universal (UART). Ambos periféricos se dise~nan con una interfaz AMBA APB y tienen la posibilidad de interactuar con un bus AMBA AHB por medio de un dispositivo denominado puente APB. Los perifricos y su respectiva interfaz AMBA se implementan en un proceso de Tower Jazz de 180 nm. / The advances in tool and technologies for manufacture of integrated circuits have allowed an increase in the number of components in the same chip, resulting in more complex systems called systems on a chip (SoCs). In order to reduce development costs and time to market, SoCs manufacturers require that their designs be reusable. For this reason, standardized interfaces are used for communication between components. This thesis presents the development of two peripherals that use the standardized AMBA bus, created by ARM. As a first approach to understand the bus interface, a Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART) is implemented. Next, a true random number generator is designed. Its implementation relies on the physical phenomena of thermal noise intrinsic from resistance. Then this noise is amplified and used to control an oscillator's output frequency. This signal is used to sample a larger frequency signal provided by a ring oscillator. This generates an output bit stream whose randomness is verified with statistical tests standardized by National institute of standards and technology (NIST). Both peripherals are designed for work with an AMBA APB bus and have the possibility to interact with an AMBA bus through a bridge. The peripherals and their respective AMBA interfaces are implemented in a 180 nm Tower Jazz process.

En los campos agrícolas, las aves son un gran problema para los agricultores ya que estas se alimentan de los sembradíos y de las cosechas, ocasionando grandes pérdidas económicas. Asimismo, las plantaciones dan un lugar ideal para que las aves se multipliquen y así puedan ocasionar enfermedades a los animales de granja y corral. Las aves no sólo afectan a las zonas agrícolas, también a las urbanas, por ejemplo, las palomas se alimentan de los desperdicios y de alimentos que encuentran en la ciudad, anidando en casi cualquier lugar como templos, fachadas, entre otros. Se espera que el espantapájaros electrónico ayude a resolver el problema de las aves, ya que al tener un sistema automático para el ahuyentamiento de aves esta puede ser más eficiente que los sistemas tradicionales. Además que se puede modificar la estrategia de ahuyentamiento mediante programación. Actualmente, la universidad ha desarrollado una tesis con un primer modelo de espantapájaros. Con esta tesis se pretende mejorar la etapa de generación de sonido necesario para el espantapájaros. El sistema de audio es una etapa importante. El objetivo de la tesis es diseñar el diagrama esquemático de un sistema de audio para el espantapájaros, sistema que sea pequeño, necesite poca energía y reproduzca las señales almacenadas de sonido. Con esto se espera que los impactos sean favorables para el campo y las ciudades, dependiendo donde sea aplicado, elevaría la productividad del agricultor y uno de los aspectos más importantes es que no elimina a las aves sino que solo las asusta con sonidos específicos para ese fin.

En el presente trabajo de tesis se diseña un amplificador para ser utilizado como parte de un sistema de adquisición de señales neuronales. La topología elegida para el desarrollo fue la de cascodo plegado de una sola salida (single ended folded cascode), ubicando los moduladores chopper de manera que no haya limitación debido al ancho de banda. Debido a que este trabajo está enfocado a dispositivos implantables, se requiere de un bajo consumo de potencia, así como una pequeña área ocupada. A estos dos requerimientos se suma el de ruido, el cual es de gran importancia al ser esta la primera etapa del sistema. Se utilizó el software CADENCE para realizar distintas simulaciones que comprueban el correcto análisis realizado. Los resultados más importantes previo a la aplicación de la técnica chopper son: el ruido referido a la entrada de 2.92Vrms, con una potencia consumida de 36.78uW utilizando una fuente de alimentación de 3.3V, la ganancia de lazo abierto es de 102.1dB y la ganancia de lazo cerrado es de 45.88dB con un ancho de banda de 7.96kHz. El área ocupada por el circuito es de 0.0073mm2.

uestra investigación busca lograr la máxima eficacia en las trampas desarrolladas por el SENASA, realizamos el análisis y diseño de un sistema para determinar el número de moscas de la fruta que son capturadas y lograr una base de datos para el proceso de monitoreo.

La prueba baciloscópica de la tuberculosis es la forma de diagnóstico microscópico más utilizado para combatir la enfermedad en los países pobres o subdesarrollados debido a su bajo costo y rapidez. Sin embargo, la realización de esta prueba es un proceso tedioso, extenuante y requiere de un especialista debidamente capacitado. Por ello, en el presente trabajo se presenta un algoritmo automatizado para la detección y conteo de bacilos de tuberculosis presentes en imágenes de muestras de esputo mediante la utilización de técnicas de procesamiento de imágenes digitales. Se analizaron diferentes espacios de color para hallar aquella capa o canal de color que posea un mayor contraste entre las intensidades de color de los píxeles de los bacilos y del fondo. Para esto se hizo un análisis de los histogramas mediante las gráficas de las características operativas del receptor. Para la segmentación de los bacilos, el presente trabajo desarrolló una técnica de umbralización adaptativa utilizando el método de Otsu para hallar el óptimo valor umbral. Luego, los objetos detectados son clasificados como bacilos o no-bacilos mediante un árbol de clasificación utilizando características de área y excentricidad. El algoritmo desarrollado presenta niveles de sensibilidad, especificidad y exactitud mayores a 90% y tiene un tiempo de ejecución de aproximadamente 9 segundos por campo (15 minutos para 100 campos). Cabe resaltar que, a diferencia de investigaciones previas, la presente tesis buscó desarrollar un algoritmo tanto de segmentación de los bacilos, como de su clasificación, e implementarlo en un microscopio automatizado para el diagnóstico automático de la enfermedad en tiempo real. Con esta finalidad, se implementó el algoritmo desarrollado con el programa Matlab® en un lenguaje de programación C++, obteniendo un programa capaz de interactuar con otros programas como el del control de la cámara digital. Se espera que este trabajo sirva de base para próximos estudios orientados a automatizar el proceso de diagnóstico de la enfermedad de una manera más óptima y veloz.

Este documento muestra el diseño de un sistema de registro de imágenes orientado a la agricultura de precisión en la producción de papa. Dicho sistema tiene como propósito la generación de mosaicos a partir de conjuntos de imágenes multiespectrales de campos de cultivo tomadas a cierto nivel sobre la superficie terrestre y bajo diferentes puntos de vista. La creación de esta imagen global busca obtener información correctamente localizada de la energía absorbida por la vegetación, de tal manera que se pueda definir con precisión su nivel nutricional en regiones e instantes determinados.