Orientadores: Francisco José Arnold, Rangel Arthur / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ximenes_RodrigoLuiz_M.pdf: 1709801 bytes, checksum: 3d8b8086551025bf630aa238baf7d7c8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A medição da impedância elétrica em transdutores piezelétricos é um procedimento fundamental para a caracterização desses dispositivos. A larga variação do módulo da impedância elétrica ao longo da frequência representa uma dificuldade para a realização dessas medições. Neste trabalho é apresentado o protótipo de um medidor de impedâncias elétricas de transdutores de ultrassom utilizados em aplicações de potência elevada. O sistema opera baseado na captação dos valores de pico de tensão e corrente sob uma faixa de frequência de utilização dos transdutores. O protótipo é controlado por um microcontrolador que se comunica com um computador no qual um software, desenvolvido em LabView, armazena e mostra resultados numa interface. A validação do medidor de impedâncias foi feita pela comparação de resultados experimentais com os medidos por um analisador de impedâncias comercial. Os resultados mostram que o sistema proposto pode medir impedâncias entre 100 W e 10 kW, aproximadamente, numa faixa de frequências de até 43 kHz / Abstract: The measurement of electrical impedance of piezoelectric transducers is a fundamental procedure for the characterization of these devices. The large variation in the electrical impedance module over frequency is a difficulty to carry out these measurements. This dissertation presents the prototype of a meter electrical impedance of ultrasound transducers used in high power applications. The system operates based on the capture of peak voltage and current values of the transducers in a usage frequency band. The prototype is controlled by a microcontroller that communicates with a computer on which a software, developed in LabView, stores and displays the results in an user interface. The validation of the impedance meter was made by comparison with the experimental results measured by a commercial impedance analyzer. The results show that the proposed system can measure impedances between 10 W and 10 kW at frequencies up to 43 kHz / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

En esta tesis se llega a implementar una silla de rueda motorizada, donde el usuario puede comandar el vehículo escogiendo entre dos modos de operación. El primer modo, a través del uso de un mando manual y el segundo, a través del uso de palabras de control ( señales de voz ). El contenido de este trabajo se divide en seis capítulos. En el primer capítulo se explica en forma genérica el funcionamiento de la silla de ruedas, y se describe cada una de sus partes. En el segundo capítulo se explica el funcionamiento del sistema de control de la silla y cómo este hace posible controlar la velocidad, la dirección y los modos de operación. En el tercero, se explica el sistema de reconocimiento de palabras, indicando los tipos de señales de control que genera y como estás se utilizan para poner en movimiento la silla. En el cuarto capítulo se muestran y explican las características del sistema de potencia de la silla de ruedas. En el quinto capítulo se explica porque se hace necesaria la adaptación mecánica de la silla. Finalmente, en el sexto capítulo se describen las pruebas y resultados obtenidos al hacer uso del prototipo desarrollado. / Tesis

Esta tesis consiste en tres trabajos enfocados al desarrollo de varios sistemas que sean capaces de registrar el movimiento sísmico de la tierra y grabarlo en ficheros para su posterior análisis. Partimos de la base de la creación de una serie de sensores para el registro del ruido sísmico, dispuestos en forma circular y así poder detectar las ondas sismológicas. La hipótesis con la que trabajamos es la de interconectar entre si los nodos sensoriales y de esta manera crear una red sensorial la cual reporte las muestras de ruido sísmico a un servidor y éste sea capaz de mostrar la forma de las señales en tiempo real. Este sistema nos facilitará el almacenamiento y tratamiento de los datos registrados por cada uno de los nodos con la posibilidad de análisis casi instantáneo. Como línea de partida, se ha implementado un sistema de comunicación sensorial a través de una red wifi en la cual se monitoriza en tiempo real un sistema de climatización y se optimiza el consumo de éste regulando distintos factores en función de los valores de los sensores distribuidos por toda el área afectada. Este trabajo ha generado el primer artículo de investigación publicado en la revista Sensors (doi:10.3390/s20133611). El código generado junto con la experiencia, las pruebas realizadas y los resultados obtenidos nos van a servir para los sensores sísmicos. En el segundo trabajo se ha diseñado, implementado y probado un sistema de zonificación mediante una red wireless de sensores triaxiales los cuales son capaces de registrar en tiempo real el movimiento sísmico de edificios y mostrar estas señales en un navegador cliente ubicado en Internet. Este trabajo ha generado el segundo artículo de investigación publicado en la revista Sensors (doi: 10.3390/s21113875). En el tercer y último trabajo se ha diseñado, implementado y probado un sistema de grabación del ruido sísmico en array por medio de una red de sensores wireless. El sistema es capaz de utilizar sensores verticales de 4,5Hz de bajo coste y también sensores triaxiales proporcionando una curva de dispersión cuasi idéntica a los sistemas comeciales actuales pero a un coste mucho menor. Este trabajo ha generado el tercer artículo de investigación publicado en la revista Sensors (doi: 10.3390/s22218103). Este trabajo a dado pie a una solicitud de patente (P202230702).

La tesis presente describe el diseño de un sistema de control de humedad para un mariposario localizado en la ciudad de Huyro en Cuzco con la finalidad de crear un ambiente propicio para el crecimiento y desarrollo de las mariposas en todas sus etapas. Se diseñarán los elementos involucrados en la parte del sensado, control y visualización. En el primer capítulo se analiza la situación actual de los mariposarios en el Perú, tanto en su diseño como en su producción. En el segundo capítulo se estudia a la mariposa y de manera breve las diversas técnicas de control usadas en los mariposarios, así como los componentes para el control respectivo. En el tercer capítulo se presenta el diseño del sistema que incluye el algoritmo de control implementado en un microcontrolador. Se seleccionó un sensor de humedad con salida digital cuyos rangos de medición abarcan las posibles mediciones de campo. Por último, se presenta la interfaz de usuario la cual nos permite observar las mediciones de humedad y temperatura en un pequeño monitor LCD y controlar los cambios de humedad mediante pulsadores. En el cuarto capítulo se analizan los resultados obtenidos de la implementación del sistema de automatización para la verificación del algoritmo de control e interfaz de usuario. Se presenta el presupuesto para la implementación del sistema.

Esta tesis presenta el diseño de un mecanismo de dos grados de libertad para una prótesis robótica transtibial que cuenta con dorsiflexión/flexión plantar e inversión/eversión activas. Así mismo, se expone el diseño de un pie protésico que complementa a dicho mecanismo para obtener una prótesis robótica transtibial que no incluye al socket del paciente con amputación. Este mecanismo de 4,63 kg es capaz de proveer el torque adecuado en el momento necesario a fin de que personas con amputación de miembro inferior y de aproximadamente 60 kg de peso, puedan trasladarse en superficies planas e inclinadas realizando giros de hasta 19° en dorsiflexión, 20° en flexión plantar, 25° en inversión y 10° en eversión. Además, el mecanismo permitiría al usuario caminar en un plano horizontal o en un plano inclinado de hasta 25° de inversión. Por otro lado, se seleccionan los componentes electrónicos que utiliza el sistema de control para realizar los giros mencionados automáticamente gracias al uso de un microcontrolador. Por último, se presenta la lista de planos de ensamblaje y despiece del mecanismo, junto al costo total de producción de la prótesis diseñada cuyo valor es de aproximadamente S/. 12 500 mil soles. Entre los pasos a seguir para lograr el diseño del mecanismo se encuentran, un breve estudio en torno a la anatomía y biomecánica del tobillo, y una investigación en torno a los mecanismos en prótesis robóticas transtibiales y sistemas electrónicos y de control. La información obtenida se utilizó para proponer un diseño conceptual considerando la norma alemana de diseño mecatrónico VDI 2206. Luego, se llevó a cabo un análisis cinemático para obtener las fuerzas que el mecanismo debe generar durante todo el ciclo de marcha, las cuales fueron consideradas en los cálculos y simulaciones por elementos finitos realizados para una correcta selección y diseño de los componentes mecánicos del mecanismo. Finalmente, se realizó un modelo dinámico del mecanismo y una selección de componentes electrónicos para obtener las funciones de transferencia de un sistema de control para la prótesis que podría ser implementado en trabajos futuros.

La adquisición de información cuantitativa de las fuerzas plantares asiste a los profesionales del deporte en la gestión y diseño de entrenamientos adecuados para cada deportista, con la finalidad de mejorar su rendimiento y prevenir futuras lesiones. Sin embargo, hacen falta dispositivos portátiles que puedan medir dichas fuerzas plantares en los tres planos del espacio sin restringir el desplazamiento del deportista. Por lo tanto, la presente tesis consiste en el diseño de un sistema de adquisición wearable de señales de fuerzas plantares en tres ejes ortogonales para su uso en un ensayo de entrenamiento de voleibol. Este sistema de adquisición mide las fuerzas plantares en cinco puntos de interés. Primero se plantea el diseño de un sensor de fuerza triaxial compuesto de cinco sensores de fuerza piezoresistivos de un eje. Las señales obtenidas por los sensores son filtradas y posteriormente procesadas en un microcontrolador ESP32. Posteriormente, se transmiten inalámbricamente a través de Bluetooth a un teléfono móvil, en el cual se muestran las gráficas de las señales medidas en una aplicación para el sistema operativo Android. Para validar el diseño, se realizan simulaciones en el software Proteus y dos ensayos. El primer ensayo consiste en dos partes: una prueba estática sobre un pie para evaluar el error del sensor y otra prueba del estudio de la marcha humana para validar el funcionamiento del sistema de adquisición. Finalmente, en el segundo ensayo se ejecuta un movimiento de sentadilla frontal, el cual es empleado en los entrenamientos de voleibol para incrementar la potencia del salto vertical.

El objetivo del presente trabajo de tesis es desarrollar un sistema de control de temperatura basado en el manejo del sentido de corriente a través de un dispositivo termoeléctrico denominado PELTIER, el cual permitirá variar el flujo de calor que será conducido a una carga; este trabajo implica desarrollar diversos subsistemas que interactúen de forma eficiente es por ello que se cuentan con objetivos secundario que facilitarán el funcionamiento óptimo de todo el sistema, entre ellos está el desarrollar un circuito electrónico que permita la regulación de tensión suministrada al Peltier, así como implementar un sistema de control de potencia que permita controlar el sentido de la corriente. Esto también implica elaborar un módulo de control digital que trabaje con un sensor de temperatura y pueda trabajar en coordinación con el control de potencia para lograr una variación de temperatura oscilante. Este trabajo se realizará con todas las especificaciones necesarias para poder dejar un sistema de control listo para añadirse a una cámara ambiental. Para poder detallar todo este trabaja se ha dividido el estudio y el desarrollo en diversas partes las cuales están mencionadas en capítulos y se nombran a continuación. En el capítulo 1, se va a encontrar una descripción y análisis del ambiente espacial, de esta forma se podrá apreciar como repercute el entorno espacial a los equipos electrónicos. En el capítulo 2, se puede apreciar un informe acerca de pruebas similares desarrollados por otros equipos de investigación los cuales se han considerados como referencia además se describe el diseño mecánico electrónico de la cámara ambiental que se va a elaborar en el Instituto de Radioastronomía, el cual es el ente encargado de realizar las pruebas. ii En el capítulo 3, se encuentra el diseño de todo el sistema así como la elección de los componentes y circuitos definidos en subsistemas. También se aprecia la interacción y relación que hay entre ellas. En el capítulo 4, se encuentra documentado las pruebas y resultados que se han obtenido del sistema luego de someterlo a simulaciones de funcionamiento. En la parte final de documento se presenta las conclusiones obtenidas gracias a las pruebas llevadas a cabo así como las respectivas recomendaciones respecto al desarrollo de este trabajo.

El objetivo general de esta tesis es presentar el diseño de un sistema de fototerapia que pueda servir como una alternativa de solución para los pacientes del área de dermatología de nuestro país y que de ese modo puedan tener una mejor calidad de atención.

Los cánones de estética de diversas culturas a través de los tiempos han establecido una dentadura saludable y bonita como un símbolo de belleza. En la actualidad el blanqueamiento dental, un procedimiento que mediante el uso de sustancias químicas busca restablecer el color natural de los dientes con el cual nacemos, refuerza esta teoría. Varios métodos y sustancias se usan, sin embargo, uno que está en estudio y teniendo mayor acogida es el blanqueamiento dental con ozono. El uso del ozono para blanqueamiento dental se viene usando en países como España; Este método presenta grandes ventajas sin embargo uno de los problemas es su manipulación debido que a concentraciones muy altas puede ser altamente tóxico para las personas. Por ello la presente tesis tiene como propósito diseñar e implementar un prototipo generador de ozono clínico para blanqueamiento dental basado en descargas coronas con el fin de controlar eléctricamente su grado de concentración y lograr su producción más estable. El diseño e implementación del generador de ozono tiene las siguientes etapas. La primera es la de producción de ozono que se encarga de disociar las moléculas de oxígeno y transformarlas en ozono con 0.05 ppm de concentración, la segunda etapa es la de sensado que se encarga de medir la concentración de ozono producido, la tercera etapa mide el tiempo de producción y controla la concentración de ozono generado, la cuarta etapa es el transporte del ozono para su aplicación. Para la validación de los diseños se efectuaron simulaciones, luego la implementación y pruebas con lo que se comprobó la acción del blanqueamiento de los dientes usando ozono; para lo cual fue necesario exponer la dentadura a la concentración de ozono antes mencionado por 30 minutos.

El presente trabajo de tesis considera el diseño de un controlador lógico de un ascensor para un edificio de cuatro pisos empleando un microcontrolador de propósito general. El controlador diseñado se encarga de procesar la información proveniente de los diferentes sensores y dispositivos de entrada y a través de la generación de una cola dinámica logra priorizar los movimientos a realizar, teniendo por resultado un menor tiempo de espera por parte de los usuarios del sistema, además de un uso eficiente de los recursos. A pesar que el comportamiento básico del sistema obedece a una lógica secuencial, fue necesaria la implementación de eventos asíncronos para cumplir con los requisitos técnicos. Así mismo, se definió un esquema mecánico que sirvió como marco para el alojamiento del controlador lógico. Para ello se buscó la sinergia entre leyes físicas y la normatividad, dado que los aspectos mencionados deben converger en la realidad sobre la cual se sitúa. Tanto en el aspecto lógico como mecánico, prevaleció las normas en seguridad, puesto que los mínimos a considerar se encuentran estipulados. Sin perjuicio a ello, se consideró pertinente implementar mecanismos adicionales que contribuyan al correcto funcionamiento del sistema planteado. El control lógico fue implementado en una tarjeta de desarrollo, en base al microcontrolador Atmega8 de Atmel. De igual forma se empleó un simulador de acceso libre para la depuración de la lógica. Se comprobó que el controlador lógico diseñado, en base a un microcontrolador de propósito general, es capaz de ejercer el gobierno para el sistema que involucra el ascensor cumpliendo con las especificaciones técnicas requeridas. De igual forma el esquema mecánico planteado cumple con la normativa establecida para tal fin.