El desarrollo de este trabajo surgió por la necesidad de controlar la temperatura del flujo de gases proporcionado por el sub-sistema de ventilación pulmonar del Prototipo de Equipo de Soporte de Vida Neonatal que se viene desarrollando en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Este trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura para dicho flujo de gases que logre mantener su temperatura en un rango de 36 °C a 37 °C con una precisión de +/- 0.5 °C. Para realizar el diseño e implementación del algoritmo de control de temperatura, primero se obtuvo el modelo matemático de la planta y luego se realizó el estudio de acciones de control proporcional (P), proporcional integrativa (PI) y proporcional integrativa derivativa (PID). Para esto se emplearon simulaciones con ayuda del software Matlab para poder determinar la acción de control más adecuada. Este trabajo incluye además, el diseño e implementación de la etapa de adquisición de datos y la etapa de acondicionamiento para el sensor de temperatura utilizado. El resultado obtenido fue la implementación del algoritmo de control en la planta, con el cual se logró mantener la temperatura del flujo de gases constante en un rango de 36 °C a 37 °C con un error de +/ - 0.3 °C, cumpliendo así con los objetivos establecidos. / Tesis

El sistema de control de mezcla de aire y oxígeno fue desarrollado como parte del proyecto CPAP Neonatal por el Grupo de Investigación y Desarrollo de Equipos Médicos y Sistemas (GIDEMS). El CPAP Neonatal es un equipo médico para recién nacidos prematuros con problemas de síndrome deficiencia respiratoria (SDR). El CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) brinda aire enriquecido con oxígeno, presurizado humidificado y temperado los cuales deben ser controlados a voluntad del médico. La carencia del control de oxígeno podría causar ceguera parcial o total al recién nacido. El sistema de mezcla fue implementado en un micro controlador ATmega162, y dos módulos basados en un micro controlador ATmega8 para la adquisición de datos. Los sensores de flujo másico registran las cantidades en litros por minuto de aire y oxígeno. Para regular el paso del oxígeno adaptamos mecánicamente un motor con un restrictor de flujo. Para regular el flujo de aire se utiliza un micro compresor controlado mediante una onda PWM. Para fijar los valores de programación y registrar el comportamiento de cada flujo se uso el puerto serial de una computadora. / Tesis

Los procesos electorales se modernizan al utilizar el voto electrónico como una herramienta que incorpora las tecnologías de información y comunicación a la jornada electoral. El acto de votar puede ser manual o electrónico, en ambos casos puede ser presencial o no presencial. En la modalidad de voto electrónico presencial, el ciudadano va al local de votación a emitir su voto en un equipo electrónico que le permite manifestar su voluntad electoral. El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y la implementación de un prototipo funcional de equipo de voto electrónico presencial, que permita al elector ejercer su derecho de elegir. El equipo permite seleccionar una agrupación política o un candidato, de la lista mostrada en un papel impreso, mediante la acción del elector al tocar y presionar con el dedo, sobre una lámina táctil transparente. La selección ocurre al observar la luz de color rojo de un diodo emisor de luz, al costado de la imagen del símbolo de la agrupación política. El equipo es habilitado para permitir ejecutar un solo voto por elector, mediante una llave electrónica conectada al equipo. En la conexión de la llave se implementa un canal de comunicación con un protocolo serial. Los resultados de la votación son almacenados en la llave electrónica y presentados al final de la votación, mediante una aplicación de software mostrada en una computadora personal. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo principal desarrollar un controlador embebido, basado en un microcontrolador ATmega128, que permita controlar la posición de una mesa XY. Los objetivos específicos son:  Diseñar la tarjeta de desarrollo del ATmega128 donde se va a implementar el algoritmo de control y el perfil de velocidad.  Analizar la respuesta en lazo abierto del sistema de control.  Diseñar e implementar en un microcontrolador ATmega128 el algoritmo de control PID y el perfil de velocidad trapezoidal para controlar la posición de una mesa XY, usando el lenguaje de programación C.  Diseñar una interfaz en una PC, usando el software Labview, que le permita al usuario ingresar la posición a la cual quiere que se dirija el portaobjetos montado sobre el eje Y de la mesa XY. Se logró cumplir con todos los objetivos propuestos y luego de realizar las pruebas respectivas se llegaron a las siguientes conclusiones, que se explican más detalladamente en el documento.  En el ATmega128 se puede implementar desde un controlador de movimiento simple hasta uno complejo porque se pueden manejar hasta 6 ejes de movimiento.  El factor de conversión (mm/revolución), hallado experimentalmente, es diferente para cada eje porque uno soporta mayor carga que el otro.  Para implementar un algoritmo de control PID junto con un perfil de velocidad trapezoidal en un ATmega128 es más recomendable programarlo en lenguaje C que en lenguaje ensamblador.  No se alcanza error cero en estado estable porque la resolución de la señal PWM no es la óptima, pero la precisión final es aceptable. / Tesis

En el presente trabajo de tesis se diseñará e implementará un módulo educativo que mostrará la experiencia del lanzamiento parabólico de objetos. El sistema consiste en una barra acoplada a un motor eléctrico que hará que el proyectil, bola de acero, genere un movimiento circular. Al llegar la barra a cierto grado, esta es detenida y el proyectil realiza el movimiento parabólico. El módulo educativo tendrá un plano horizontal de forma circular sobre el cual impactará el proyectil. El módulo tendrá un diámetro de 1.6 metros y contará con un sistema de lanzamiento actuado por un motor de corriente continua y un motor a pasos a través de una interfaz vía computadora. Para el desarrollo de la tesis se han planteado los siguientes objetivos: realizar el modelamiento matemático de las características estáticas y dinámicas del sistema, desarrollar la interfaz gráfica para el accionamiento, desarrollar los algoritmos de control, implementar el módulo, realizar las pruebas de evaluación y documentarlas. El módulo educativo servirá para hacer demostraciones tanto de movimiento parabólico como demostraciones de control de motores. / Tesis

El tema del estudio se enfoca en el monitoreo de las señales eléctricas como lo son la potencia, el voltaje y la corriente así como los parámetros físicos de temperatura, presión de aceite entre otros, por medio de microcontroladores y circuitos integrados de bajo costo. Se ha planteado una solución con dos módulos del tipo Maestro-Esclavo. El módulo esclavo va conectado directamente al grupo electrógeno, mientras que el módulo maestro se encuentra en un tablero remoto conectado al módulo esclavo por medio de un bus RS-485. / Tesis

Orientador: Jozué Vieira Filho / Coorientador: Fabricio Guimarães Baptista / Banca: Suely Cunha Amaro Mantovani / Banca: Fabiano Fruett / Resumo: O monitoramento de integridade estrutural (SHM) baseado na técnica da impedância eletromecânica (EMI) tem sido desenvolvido como uma ferramenta promissora para identificação de falhas estruturais. As aplicações típicas de SHM baseadas em EMI geralmente utilizam um analisador de impedância comercial de alto custo ou sistemas de medição baseados na função de resposta em frequência (FRF). Além do custo elevado, as exigências de capacidade de armazenamento e/ou processamento de dados desses instrumentos são características proibitivas para muitas aplicações. Trabalhos recentes mostram que não é preciso conhecer o valor exato da impedância eletromecânica da estrutura para monitorar sua integridade. Assim, neste trabalho é apresentado um sistema de SHM que permite detectar falhas em estruturas monitorando apenas as variações da tensão elétrica do transdutor. O sistema proposto é portátil, autônomo, rápido, versátil, de baixo custo e substitui com eficiência os instrumentos comerciais na fase de detecção de falhas. A identificação do dano é feita comparando-se as variações da tensão rms da resposta no tempo que um transdutor piezelétrico de PZT, colado na estrutura, fornece para cada frequência do sinal de excitação. Portanto, o sistema proposto não é limitado pela frequência de amostragem, dispensa algoritmos da transformada de Fourier e não exige um computador para processamento, operando de forma autônoma. Um protótipo de baixo custo usando circuitos integrados, um sintetizador digital e um microcontrolador foi construído e testado através de experimentos em estruturas de alumínio para a faixa de frequências a partir de 3 kHz até 50 kHz com boa precisão e estabilidade / Abstract: Structural health monitoring (SHM) based on electromechanical impedance (EMI) technique has been developed as a promising tool for identifying structural damage. Typical applications in SHM based on EMI generally use high-cost commercial impedance analyzers or measurement systems based on frequency response function (FRF). Besides the high cost, the requirements for storage and/or data processing of these instruments are prohibitive features for many applications. Recent studies show that the exact value of the electromechanical impedance is not required for damage detection. Thus, this work presents a SHM system that can detect damage in structures only monitoring the changes in the voltage of the transducer. The proposed system is portable, autonomous, fast, versatile, low-cost and replaces efficiently commercial instruments in the damage detection stage. The identification of damage is done by comparing the variations in the rms voltage of time response signals from a piezoelectric transducer, such as PZT, bonded to the structure. Different time response signals are obtained for each frequency of the excitation signal. Therefore, the proposed system is not limited by the sampling frequency, dispenses Fourier transform algorithms and does not require a computer for processing, operating autonomously. A low-cost prototype using integrated circuits, a microcontroller and a digital synthesizer was built and tested through experiments with aluminum structures for frequencies ranging from 3 kHz to 50 kHz with good accuracy and stability / Mestre

Este trabalho descreve um instrumento microprocessado para a avaliação de clorofila em plantas com a possibilidade da armazenagem de dados até 64 kbytes de 32 posições com tamanho de pixel de 1 a 16 cm2. O instrumento encontra várias aplicações na agricultura, principalmente onde o monitoramento é requerido. As principais aplicações estão em operações de fertilização e irrigação, onde o manejo de eventos são controlados pelas condições críticas como a disponibilidade de nitrogênio no solo. Resultados mostram que a operação individual ou em grupo dos sensores garantem uma adequada acurácia e resolução para aplicações agrícolas. O instrumento possibilita a fazendeiros, pesquisadores ou consultores a oportunidade do manejo localizado para sistemas de tomada de decisão. O instrumento é baseado em uma arquitetura dedicada baseada no microcontrolador 80535 e sua utilização proporciona redução de custos de processos agrícolas e redução de contaminação ambiental. / This work describes a microprocessed instrument for evaluation of chlorophyll in plants, and recording of data up to 64 kbytes at thirty-two positions with pixel size from 2 to 1.420 mm2. The instrument meets different applications in the agricultural science area, where monitoring is required. Also would apply to operations of fertilization and irrigation, where the management of events can be triggered by critical conditions such as soil nitrogen contents. Results have shown that characterization of the instrument and its individual sensors guaranteeing an adequate accuracy and resolution for agricultural application. It provides the farmer or consultant the opportunity to establish localized management rules for decision support systems. The instrument is based on complementary metal oxide semiconductor devices as well as the 80535 microcontroller. It may be operated in automatic or non-automatic mode.

A aquisição de dados das variáveis químicas e físicas da água de lagos e reservatórios é de extrema importância. Monitorando a qualidade da água distribuída e consumida em nossas cidades estamos protegendo o nosso recurso natural mais valioso e conseqüentemente nossas próprias vidas. Esse monitoramento na atualidade ainda se realiza de forma bastante convencional e trabalhosa. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema de telemetria de dados e vídeo completo entre uma plataforma autônoma para coleta de dados hidrológicos e uma estação de trabalho em terra. Este sistema fará uma composição com outros projetos já desenvolvidos nesta área de pesquisa, como a embarcação convencional utilizada como plataforma autônoma com seus motores, sensores e atuadores; a sonda de coleta de dados, responsável pela aquisição das variáveis químicas e físicas da água; sistema de posicionamento, que utiliza um GPS e bússola eletrônica para orientação, atuando e coletando dados dos sensores da embarcação; e sistema de gerenciamento, responsável por definir e orientar quais os pontos de coletas a serem pesquisados. Foram desenvolvidos algoritmos de comunicação entre os dispositivos de hardware existentes, efetivou-se a comunicação da plataforma autônoma e do microcomputador na estação terrestre através de um enlace de rádio freqüência, desenvolveu-se um programa visual que permite o acompanhamento do estado dos sensores/atuadores do sistema em terra em tempo mínimo e habilita para o usuário um controle remoto de navegação da embarcação autônoma de forma manual e completa se ocorrer a falha de algum equipamento de posicionamento. O programa armazena todas as variáveis referentes ao processo de coleta em um banco de dados, permitindo a análise e comparação das diferentes medições realizadas em diferentes períodos. / The data acquisition of the water chemical and physical variables in lakes and reservoirs is of extreme importance. Monitoring the quality of water supplied and consumed in our cities we are protecting the most valuable of our natural resources, and consequently our own lifes. Monitoring data quality, still in our days, is done in a conventional and hard manner. This work presents the development of a data and video telemetry system between an autonomous platform for water monitoring and a ground base. This system will complement the following already developed projects in this area, the autonomous platform constructed from a conventional boat with its engines, sensors and actuators; the data collecting probe, responsible for the acquisition of the water chemical and physical variables; the positioning system based on GPS and an electronic compass, responsible for navigation to the data collecting points in the reservoir. Communication algorithms between all the hardware were developed, radio frequency links were used to transmit data between the ground and the autonomous platform. A visual software application, that allows to visualize the state off the system variables, was developed. A remote control mode of the platform allows full manual navigation control of the platform, being of extreme importance in case of system crash. The visual software application developed allows to store all the important research variables in a data bank, allowing further analysis of the collected data.

A aquisição de dados das variáveis químicas e físicas da água de lagos e reservatórios é de extrema importância. Monitorando a qualidade da água distribuída e consumida em nossas cidades estamos protegendo o nosso recurso natural mais valioso e conseqüentemente nossas próprias vidas. Esse monitoramento na atualidade ainda se realiza de forma bastante convencional e trabalhosa. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema de telemetria de dados e vídeo completo entre uma plataforma autônoma para coleta de dados hidrológicos e uma estação de trabalho em terra. Este sistema fará uma composição com outros projetos já desenvolvidos nesta área de pesquisa, como a embarcação convencional utilizada como plataforma autônoma com seus motores, sensores e atuadores; a sonda de coleta de dados, responsável pela aquisição das variáveis químicas e físicas da água; sistema de posicionamento, que utiliza um GPS e bússola eletrônica para orientação, atuando e coletando dados dos sensores da embarcação; e sistema de gerenciamento, responsável por definir e orientar quais os pontos de coletas a serem pesquisados. Foram desenvolvidos algoritmos de comunicação entre os dispositivos de hardware existentes, efetivou-se a comunicação da plataforma autônoma e do microcomputador na estação terrestre através de um enlace de rádio freqüência, desenvolveu-se um programa visual que permite o acompanhamento do estado dos sensores/atuadores do sistema em terra em tempo mínimo e habilita para o usuário um controle remoto de navegação da embarcação autônoma de forma manual e completa se ocorrer a falha de algum equipamento de posicionamento. O programa armazena todas as variáveis referentes ao processo de coleta em um banco de dados, permitindo a análise e comparação das diferentes medições realizadas em diferentes períodos. / The data acquisition of the water chemical and physical variables in lakes and reservoirs is of extreme importance. Monitoring the quality of water supplied and consumed in our cities we are protecting the most valuable of our natural resources, and consequently our own lifes. Monitoring data quality, still in our days, is done in a conventional and hard manner. This work presents the development of a data and video telemetry system between an autonomous platform for water monitoring and a ground base. This system will complement the following already developed projects in this area, the autonomous platform constructed from a conventional boat with its engines, sensors and actuators; the data collecting probe, responsible for the acquisition of the water chemical and physical variables; the positioning system based on GPS and an electronic compass, responsible for navigation to the data collecting points in the reservoir. Communication algorithms between all the hardware were developed, radio frequency links were used to transmit data between the ground and the autonomous platform. A visual software application, that allows to visualize the state off the system variables, was developed. A remote control mode of the platform allows full manual navigation control of the platform, being of extreme importance in case of system crash. The visual software application developed allows to store all the important research variables in a data bank, allowing further analysis of the collected data.