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Proyectos Confirmados

Proyectos de Fin de Carrera que se presentan a la 12a Muestra


Categoría Electrónica, Imágenes y Telecomunicaciones


Plagavisión – Desarrollo de un prototipo de detección temprana de plagas en WSN con capacidad visual

Estudiantes: Mauricio González, Javier Schandy, Nicolás Wainstein
Tutor/es: Leonardo Barboni, Alvaro Gómez
Descripción: En este proyecto se desarrolló un prototipo funcional de un sistema de detección temprana de plagas en cultivos frutícolas mediante tecnologías de redes de sensores inalámbricos con capacidad visual. La necesidad surge por parte de los productores para mejorar el control de poblaciones de polillas Cydia Pomonela y Cydia Molesta en los cultivos, que tradicionalmente se realizaron mediante el conteo manual y local de los especímenes atrapados en trampas distribuidas en el terreno. En este contexto, el diferencial que ofrece esta solución es obtener en tiempo real imágenes distribuidas de las trampas, para así generar una base de datos mediante una red inalámbrica integrada por nodos de costo accesible con autonomía energética de varios meses. La información obtenida permite tomar decisiones en torno al uso de pesticidas y control mediante confusión sexual, repercutiendo en una mejor calidad de las cosechas. Se exploró en técnicas de procesamiento de imágenes en hardware reducido y se alcanzó a implementar un algoritmo de decodificación parcial de imágenes JPEG y de detección de polillas mediante un clasificador lineal Fisher. El procesamiento permite reducir la cantidad de datos a ser transmitidos, al enviar únicamente el conteo de polillas o tomar decisiones locales sobre cuándo enviar las imágenes, repercutiendo en una mayor autonomía energética y en una simplificación de la red. El prototipo fabricado es capaz de alcanzar una autonomía energética teórica superior a los 28 meses con baterías AA de 2800mAh.


Wakeup Rx – Receptor de despertado (Wake up Receiver) para Sensores Inalámbricos

Estudiantes: Agustina Pieruccioni, Federico Vanzini, Mariana Siniscalchi
Tutor/es: Linder Reyes, Leonardo Barboni
Descripción: Este proyecto consiste en el diseño e implementación de un circuito receptor de despertado y el protocolo de comunicación con el que va a trabajar este circuito. Muchos microsistemas electrónicos embebidos que incluyen comunicación por radio trabajan usando baterías y por lo tanto los recursos de energía son limitados (e.g. redes de sensores inalámbricos, dispositivos médicos implantables). Existen mecanismos basados en protocolos de comunicación que tienen como objetivo maximizar el tiempo de vida de las baterías y los mismos se basan en alternar estados de no actividad de la radio, con consumo de corriente de batería muy bajos (i.e., en el orden de uA) y modos de plena actividad en donde la radio está escuchando el canal de radio para detectar pedidos de comunicación de otras radios y lograr sincronización, con consumos de corriente de batería muy elevados (i.e., en el orden decenas de mA). Una alternativa a este modo de operación de la radio es implementar un modo denominado en la literatura ‘event-triggered radio’. El mismo consiste en tener un receptor auxiliar permanentemente prendido pero con consumo de corriente de batería del orden de uA. Este módulo escucha el canal de radio, y cuando detecta algún patrón determinado, interpreta como evento que otra radio intenta establecer comunicación y despierta a la radio principal. En este modo se eliminan los largos tiempos de escucha de la radio principal, los cuales consumen mucha corriente de batería y se simplifican los protocolos MAC. El sistema se compone de radio transceivers compatibles con el estándar IEEE 802.15.4 en la banda ISM de 2.4GHz. El nodo origen debe ser capaz de generar una señal patrón, consistente en la transmisión o no de la portadora durante intervalos de tiempo predeterminados. El módulo receptor debe detectar la señal, demodularla, filtrarla y amplificarla, decodificarla y compararla con el patrón predefinido. En caso de corresponder, debe despertar al nodo destino. El consumo del módulo debe ser inferior a 20uA y con una latencia de hasta 10ms. Éste debe operar con una alimentación de entre 2.2V y 3.3V y ser robusto frente a interferencia con señales Wifi, Bluetooth, etc.. Los dispositivos utilizados son CM3000/3300 telosb compatible. El programa se implementó en TinyOS. Durante la programación se enfrentaron desafíos ante la necesidad de eliminar las funcionalidades de capa MAC que corren habitualmente. Esto es necesario para que la secuencia no se vea interrumpida. La detección se resuelve con un circuito activo de 1uA de consumo, basado en un diodo Schottky. La relevancia del análisis de este circuito se centra en su naturaleza no lineal, presentando desafíos en el diseño de la red de adaptación y antena para maximizar la sensibilidad. Ésta debe ser de -50dBm, considerando que la transmisión es a una potencia de 0dBm y se tiene un piso de ruido de -80dBm.


TecPET – Técnicas de cuantización de imágenes PET dinámico

Estudiantes: Martin Bertran, Natalia Martinez
Tutor/es: Alvaro Gómez, Guillermo Carbajal, Alicia Fernández
Descripción: Los estudios dPET (dynamic PET) pueden utilizarse para obtener una imagen funcional de un área de interés, y si evolución en el tiempo. Un uso típico de ésta técnica es la estimación de consumo de glucosa en el cerebro. Se desarrollo una herramienta de software que asista a los médicos en la estimación de este consumo para estudios dPET-FDG del cerebro. Los algoritmos de cuantización implementados abarcan algunos de los métodos tradicionales, y otros desarrollados por el grupo.


TVDT – Mediciones y Modelo de Cobertura para TVDT

Estudiantes: Andrés Gómez-Caram, Agustín Labandera, Gonzalo Marín
Tutor/es: María Simon, Federico Larroca
Descripción: “Mediciones y Modelo de Cobertura para TVDT” trata sobre el estudio de la propagación de señales de TV digital terrestre (TVDT) en la ciudad de Montevideo. Se comenzó realizando un análisis detallado de varios modelos de propagación, principalmente Okumura-Hata y la recomendación ITU-R P.1546-4, los cuales luego fueron implementados en software. Posteriormente, se emprendió una campaña de mediciones con el fin de recabar valores de intensidad de campo eléctrico que pudieran ser contrastados con las predicciones de los modelos de propagación. Previamente fue necesario realizar un estudio detallado sobre el funcionamiento de analizadores de espectro y demás elementos de medición y su caracterización, fundamentales para poder interpretar de forma correcta las mediciones. Con los modelos teóricos y los datos obtenidos en la campaña, se realizó un análisis centrado en la comparación de los valores teóricos con los medidos. Esto permitió obtener un juego de parámetros para la recomendación ITU-R P.1546-4 que mejor modela la cobertura de TVDT en la capital uruguaya y realizar un ajuste a la curva de Okumura-Hata para los valores medidos. Ambos resultados son muy valiosos para la planificación de cobertura necesaria para el despliegue de la TVDT, a realizarse durante 2014 y 2015.


UltraVacas

Estudiantes: José Luis Nunes, Martín Piquerez, Leonardo Pujadas
Tutor/es: Alicia Fernández, Federico Lecumberry
Descripción: La detección de parámetros carniceros en ganado bovino permite estimar la calidad de la carne del animal. En este proyecto se propone a partir del procesamiento y análisis de imágenes ultrasonido del animal vivo y fotos de cortes seleccionados del animal faenado, calcular parámetros relacionados a la terneza y calidad de la carne: El área de ojo de bife, el porcentaje de grasa intramuscular y el espesor de grasa dorsal.


Biomecánica

Estudiantes: Mauricio Ramos, Guillermo Ottado, Gonzalo Pereira, Andréi Guchin
Tutor: Juan Cardelino
Descripción: Especialistas de distintos ámbitos académicos o profesionales se encuentran habitualmente en la necesidad de realizar estudios del movimiento del cuerpo humano. Esta tarea implica registrar la posición de miembros o articulaciones en el espacio y su correspondiente evolución en el tiempo. Se presentan algunos ejemplos correspondientes a distintas áreas que ilustran estas necesidades: – A nivel asistencial, en el área de fisioterapia: para realizar un seguimiento de la evolución de un paciente resulta importante en muchos casos conocer en detalle el movimiento, posición, etc. de la articulación o miembro afectado para llevar un control del mismo durante la rehabilitación y así poder determinar con mayor exactitud el estado del paciente. – Investigación académica en biomecánica: diversos proyectos se llevan a cabo en las universidades sobre esta temática. En la facultad de ingeniería de la Udelar se realizó el estudio comparativo de la patada delfín y la patada crawl respecto al nado de los peces por ondulación, tratando de explicar cómo la misma puede ser propulsiva. Para ello se analizaron videos de nadadores olímpicos mediante los cuales se obtuvo una secuencia temporal de las posiciones de diferentes partes del cuerpo durante varios ciclos de patada. Medidas de performance en el deporte de alto nivel: cuando se habla de entrenamiento deportivo se hace referencia tanto a la mejora de las capacidades del atleta como a la optimización de las capacidades en función del deporte en el que se desempeña. La técnica deportiva está relacionada directamente con la optimización de estas capacidades por lo que una buena técnica garantiza el mejor aprovechamiento de las posibilidades físicas del atleta garantizando mejores resultados. Las mejores soluciones para la optimización de la técnica de un deportista consisten en el análisis de videos donde se puede estudiar en detalle cada uno de los movimientos del mismo. En este contexto, el análisis de video es una herramienta fundamental para la recolección y estudio de datos. El seguimiento de puntos de referencia, se utiliza para el cálculo de posición y otras variables asociadas como son la velocidad, la aceleración y por ende desplazamientos. Trabajar con video, permite además estudiar secuencialmente situaciones estáticas en el tiempo. El seguimiento de dichos puntos resultaría tedioso si se hiciera manualmente por lo que resulta necesario contar con una herramienta que realice esta tarea automáticamente. Los ejemplos mencionados anteriormente definen distintos casos de uso con características disímiles, de manera que la búsqueda de una solución única que abarque las necesidades particulares de todos ellos resulta compleja. Por ejemplo, en el ámbito deportivo la velocidad del movimiento es una variable importante a tomar en cuenta para desarrollar una solución, de esta variable, depende la elección tanto del sistema de adquisición como de los algoritmos más eficaces para el registro del movimiento. De igual manera definir la portabilidad del sistema depende de si la actividad a relevar es en condiciones de laboratorio controladas o al aire libre, debido a la protección y transporte de equipos o las variaciones en las condiciones de iluminación. Al día de hoy, las soluciones de software disponibles en el mercado que podrían asistir al especialista en su tarea, son mayormente comerciales. Las pocas alternativas de código abierto, carecen de las características necesarias al especialista o están enfocadas hacia otras áreas de aplicación. Contar con este tipo de herramientas es fundamental para las necesidades de los equipos de profesionales, cuya alternativa son productos comerciales de alto costo. En virtud de estas necesidades este proyecto busca relevar y caracterizar los distintos casos de uso, seleccionar uno que sea representativo y suficientemente general para poder realizar una aplicación básica y funcional de código abierto de análisis de video que dé solución a las necesidades que se describieron, ya sea utilizando como base algún proyecto de software libre existente, o en su defecto, desarrollando un prototipo de software básico en su totalidad que abarque el problema en forma general, para luego estudiar extender la aplicación hacia otros casos de uso. Es importante tener en cuenta en este proceso la sistematización y ordenamiento tanto de la captura como el almacenamiento de conjuntos de prueba y evaluación de performance. En resumen, el sistema a crear pretende bajo ciertas condiciones controladas, obtener las coordenadas espaciales de algún número de puntos de interés sobre un persona. Una de las formas de realizar esto es colocando a la persona un traje negro con marcadores en un ambiente con iluminación adecuada, se le filma con varias cámaras a lo largo del tiempo, se adquiere esta información en la computadora y mediante un posterior procesamiento se obtiene la posición 3D de cada uno de los puntos de interés indicado por los marcadores.


Categoría Potencia, Control e Instrumentación


CCAM – Control de Convertidores Alimentando una Micro-red

Estudiantes: Octavio Rodríguez, Pablo Doglio, Julián Rodríguez
Tutor/es: Álvaro Giusto
Descripción: Implementación de un simulador y estudio de la viabilidad de utilizar un sistema de control basado el paper Control and Power Management of Converter Fed Microgrids de C. K. Sao y P. W. Lehn para obtener una micro-red estable. Para ello se utiliza, en un sistema de generación con influencia de fuentes de energía no tradicionales, la estrategia de controlar la tensión y frecuencia a partir de la inyección de potencia activa y reactiva respectivamente.


Seguidor FV – Análisis del uso de seguidores solares en centrales fotovoltaicas

Estudiantes: Germán Crapuchetti, Gonzalo Hermida, Martín Puppo
Tutor/es: Diego Oroño
Descripción: La energía solar fotovoltaica es una de las energías renovables con mayor perspectiva a mediano y largo plazo para la generación de energía eléctrica. La tendencia a la baja de los costos de paneles fotovoltaicos y estudios realizados sobre el recurso solar en nuestro país, han impulsado políticas que promueven la explotación de este recurso. Al ser los seguidores solares un mecanismo que mejora el rendimiento en instalaciones fotovoltaicas, resultó pertinente realizar un análisis de viabilidad de la implementación de este dispositivo en centrales de generación fotovoltaica en Uruguay. En el proyecto se realizó dicho estudio en centrales de generación solar fotovoltaica de gran escala. Para esto, fue necesario diseñar un modelo computacional que permita simular el comportamiento de una central fotovoltaica con seguidores y con paneles fijos. Luego se realizó un estudio económico considerando precios de mercado, costos de operación y valores reales de radiación solar registrados en nuestro país que permitieron estudiar la viabilidad de un proyecto de estas características en distintos escenarios.


M3D – Modular3D

Estudiantes: Guillermo Airaldi, Guillermo Antúnez, Nicolás Lamath
Tutor/es: Gabriel Eirea, Rafael Canetti
Descripción: Diseño y construcción de una plataforma consistente en un posicionador XYZ con punteros intercambiables que pueda funcionar como impresora 3D, fresadora y “scanner 3D”. El prototipo consta de un posicionador XYZ, con el objetivo de tener una precisión en ubicación de 0,1mm, tendrá un volumen de trabajo de al menos 25x25x25cm3. Para completar la plataforma, se tendrán punteros intercambiables. Para la impresión se implementará la tecnología denominada modelado por deposición fundida (FDM, por sus siglas en inglés). El puntero de extrusión tendrá un diámetro de deposición de 0,3mm. El material de impresión será ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno) o PLA (poliácido láctico). También brindará la posibilidad de fresar, siendo un caso particular de esta funcionalidad la de taladrar. Los punteros se pueden usar de forma independiente para distintas tareas o para complementarse entre ellos. Finalmente, la implementación de un scanner 3D’ se dejará como trabajo a futuro basado en el presente proyecto. Es innovador el hecho de tener la posibilidad de realizar distintas tareas complementarias o no en un mismo espacio, haciendo un uso eficiente de éste. La máquina contará con un controlador basado en Arduino para generar las señales de comando de los motores, el control de los cabezales y la interfaz de usuario. También se desarrollará un diseño que responda a la tendencia llamada Open Source, lo que significa que será abierto a todo aquel que lo desee fabricar o estudiar, pudiendo conseguir los planos de forma gratuita. El proyecto ingresa a la tendencia mundial en crecimiento para esta tecnología.


MPPT – Energía Solar Fotovoltaica: Estrategias de Seguimiento del punto de Máxima Potencia

Estudiantes: Braulio Ríos, Mercedes Roland, Andrea Viscarret
Tutor/es: Diego Oroño, César Briozzo
Descripción: En este proyecto se desarrollarán temas relacionados con la energía solar fotovoltaica y su empleo en plantas solares. Inicialmente se presentan conceptos básicos sobre la energía solar: radiación, modelos de cielo claro: componentes directa y difusa de irradiación, irradiancia sobre plano inclinado, pasaje de incidencia en plano horizontal a plano inclinado y separación de las componentes de irradiancia directa y difusa a partir de diferentes correlaciones. Para esto último se realizó una implementación del modelo en MATLAB, el cual fue validado a partir de medidas de radiación en Montevideo. Se presenta el estado del arte actual en energía solar fotovoltaica, y se desarrolla el recurso solar en Uruguay. Por otra parte se implementó un modelo en MATLAB-Simulink de celda solar de silicio a partir de sus parámetros dados por fabricantes en las hojas de datos de paneles solares. Se muestra una verificación de este modelo comparando contra curvas de hojas de datos y de medidas realizadas. Se desarrollan y estudian detalladamente las estrategias de control para el seguimiento del punto de máxima potencia más utilizadas actualmente en el mercado. En particular se proponen implementaciones de las mismas basadas en los algoritmos: Conductancia Incremental, Perturbar y Observar, Control por Correlación de Rizado y Lógica Difusa. Se utilizó además una plataforma de pruebas simple con la cual se evalúan sus respuestas ante distintas entradas de radiación y temperatura, para finalmente comparar entre métodos cuál es el más eficiente.


UVCam – Sistema para detección y cuantificación de emisiones industriales de SO2

Estudiantes: Matías Osorio Mirambell, Gastón Belsterli
Tutor/es: Erna Frins, Miguel Barreto
Descripción: En este proyecto se presenta el desarrollo UVCam que permite la cuantificación remota de emisiones atmosféricas industriales de SO2. Para implementarlo se utilizaron dos cámaras CCD con una amplia respuesta espectral abarcando desde los 300 nm hasta los 1000 nm y con control interno de temperatura, dos filtros ópticos pasabanda centrados en 310 nm y 330 nm, celdas de calibración de dióxido de azufre y el software integrador desarrollado para el correcto funcionamiento. Dicho software consistió en la creación del programa de adquisición de imágenes y control de las cámaras UVCam desarrollado en C++ y el programa de evaluación y procesamiento de imágenes con el mismo nombre desarrollado en MatLab. Además se caracterizaron elementos como consumo y efecto de corriente de oscuridad en las cámaras CCD, parámetros característicos de los filtros, desempeño de los distintos algoritmos propuestos para el procesamiento y evaluaciones de imágenes y se estableció un procedimiento de calibración. El procesamiento de imágenes consistió en obtener la superposición de dos imágenes tomadas con dos cámaras, desde puntos casi idénticos. El procesamiento finaliza realizando los algoritmos para que las imágenes puedan ser evaluadas mediante la técnica DOAS a través del software desarrollado. Dicho software tiene la capacidad de realizar las correcciones debidas al efecto de corriente de oscuridad, realizar la calibración del sistemas a través de las celdas y obtener la concentración de la emisión en absorbancia aparente o ppm.m. El sistema completo se testeó a través de medidas de campo los días 15 y 16 de abril de 2014. Se midieron las emisiones de la refinería de combustible ubicada en el barrio de “La Teja”, localizada en la ciudad de Montevideo, Uruguay. Se tomaron imágenes de las emisiones, se las procesó y evaluó mediante dos métodos basados en DOAS, obteniendo valores de aproximadamente 800 ppm.m para el día 15, y 900 ppm.m para el día 16. Además se pudo comprobar que ambos métodos de evaluación presentados funcionaron correctamente de acuerdo a lo esperado.


MONCEL

Estudiantes: Ramiro Barrón, Andrea Cukerma, Juan Martín Ortega
Tutores: Franco Simini, Juan Pablo Oliver
Descripción: MONCEL transmite una variable fisiológica desde un dispositivo pasivo al teléfono celular. El celular cuenta con una aplicación que se encarga de generar alertas y enviar SMS cuando los valores no se encuentran dentro de un rango especificado. Se obtiene un informe del procedimiento para la historia clínica en norma HL7 (Clinical Document Architecture-CDA). Los visitantes probarán MONCEL como pacientes y/o recibirán alertas a su celular. Se entrega al visitante una muestra de informe para la historia clínica electrónica en formato CDA y su versión en papel en PDF.


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