Undergraduate Projects / Proyectos de fin de carrera

 

Proyectos finalizados durante el 2015

 

Nombre: Controlador de energía domiciliario para una red eléctrica inteligente

Autores: Gonzalo Belcredi, Pablo Modernell y Nicolás Sosa.

Tutor/es: Leonardo Steinfeld y Fernando Silveira.

Resumen: Las transformaciones en la matriz energética que incluyen la incorporación de energías renovables y la micro generación imponen nuevos desafíos técnicos en la distribución y en el uso de la energía con el fin de aprovechar eficientemente los recursos energéticos. Recientemente se ha incrementado el estudio de formas inteligentes de gestión de la red eléctrica para enfrentar los nuevos desafíos, dando lugar a una tendencia que se conoce como Smart Grid. Para lograr una optimización de la red eléctrica es necesario contar por un lado con un sistema de gestión eléctrica a nivel nacional, que involucre a todos los componentes de la misma y envíen información de tiempo real a los usuarios, de forma que puedan optimizar su consumo. Por otro lado se necesita un controlador de energía local, e.g. a nivel domiciliario, que pueda recibir esta información, procesarla de forma conveniente y realizar comandos de control sobre los distintos electrodomésticos. Se implementó una red de comunicación inalámbrica entre los dispositivos a monitorear y el controlador de energía, un circuito que reporta el consumo de los electrodomésticos y otro que es capaz de comandar el encendido y apagado de los mismos. Además se proporciona una interfaz web para que el usuario pueda visualizar el consumo y enviar directivas hacia los electrodomésticos. Se implementó también un algoritmo de control básico para un termotanque que toma en consideración la tarifa dinámica proporcionada por el distribuidor de energías así como las características de consumo del hogar.El paradigma de desarrollo está fuertemente inspirado en la utilización de hardware y software de código abierto, por lo que se implementó una biblioteca de funciones de forma de favorecer la colaboración de investigadores y entusiastas.

 

Nombre: RSITrust: red de sensores inalámbricos (RSI) para monitoreo de condiciones microclimáticas en cultivos de cítricos.

Autores: Cecilia Cardozo, Ignacio Camps y Martín Driedger.

Tutor/es: Leonardo Steinfeld y Javier Schandy.

Resumen: La RSI diseñada e implementada adquiere humedad y temperatura del aire con el objetivo de reducir el impacto de las heladas emitiendo alertas o posibilitando acciones post-cosecha; y humedad del suelo posibilitando la racionalización del riego, entre otras aplicaciones. Se utilizó el sistema operativo Contiki OS. Se incluyó el stack de protocolos recomendado por los desarrolladores: IEEE 802.15.4 PHY en capa física, ContikiMAC para manejar el ciclo de trabajo de la radio, IEEE 802.15.4 MAC en capa de enlace, 6LoWPAN en capa de adaptación, IPv6 y RPL en capa de red, UDP en capa de transporte y CoAP en capa de aplicación. Durante el proyecto los parámetros de configuración de estos protocolos fueron optimizados para reducir el consumo energético en la comunicación y así aumentar la vida útil de las baterías de los nodos que componen la red. Se empleó la herramienta Energest de Contiki OS para lograr este último objetivo. La aplicación de software implementada permite solicitar a los nodos las medidas de los sensores mencionados, pudiendo modificar el periodo de sensado y la hora de los nodos. Además se puede realizar una solicitud en la cual el nodo envía periódicamente la medidas, siendo este periodo también configurable. Adicionalmente, se le puede solicitar su tabla de rutas y los periodos de tiempo en los cuales el microcontrolador permanece en sus distintos estados de funcionamiento (modo bajo consumo por ejemplo). Se diseñó un nodo basado en el SoC CC2538 de Texas Instrument utilizando un módulo fabricado por EMBIT. La RSI implementada fue sometida a diversas pruebas, tanto de software, hardware y del funcionamiento de la red. Dichas pruebas fueron pasadas con éxito, obteniendo así una red robusta.

 

Nombre: Rattus Rioplatensis: Desarrollo de una plataforma robótica que contiene modelos biológicos de redes neuronales "grid cells".

Autores: Nicolas Blanco, Mariana del Castillo y Joaquín Quagliotti.

Tutor/es: Leonardo Barboni.

Resumen: El objetivo de la plataforma desarrollada es el de incorporar modelos matemáticos de neuronas en un sistema móvil, para la verificación de modelos nueronales, facilitando el estudio de su dinámica. Este robot podrá ser usado por neurocientíficos para estudiar y entender el comportamiento de estas redes como sistemas dinámicos y cuál es el nivel de autonomí­a que se puede alcanzar (por autonomía se entiende habilidad de construir sus propias reglas para solucionar problemas y realizar tareas).

 

Nombre: WSNVision: una red de sensores inalámbricos (RSI) con capacidad visual para detectar de forma temprana plagas en cultivos frutales.

Autores: Florencia Arbío, Federico López y Miguel Pereyra.

Tutor/es: Leonardo Barboni.

Resumen: Se implementó un sistema de transmisión y registro de imágenes de poblaciones de insectos en las trampas operado por una RSI conectada a un PC. El sistema permite evaluar la evolucion diaria de insectos, generar alertas tempranas y centralizar la informacion de manera automática, sincronizada y libre de errores humanos. La RSI implementada consta de cuatro nodos, un nodo sink, responsable de actuar como interfaz entre los nodos y el PC, y de gobernar el funcionamiento de la red.

 

Proyectos finalizados durante el 2014

 

Nombre: WuRx: receptor de despertado para sensores inalámbricos.

Autores: Agustina Pieruccioni, Mariana Siniscalchi y Federico Vanzini.

Tutor/es: Linder Reyes y Leonardo Barboni.

Resumen: Muchos de los microsistemas electrónicos embebidos que usan comunicación inalámbrica trabajan alimentados con baterías, por lo tanto los recursos de energía son limitados. En este trabajo se busca extender el tiempo de vida de las baterías, desarrollando un receptor de despertado (en adelante WuRx) para aplicación en redes de sensores inalámbricos, compatible con el estándar IEEE 802.15.4. El receptor de despertado está consitituido por un bloque de RF, desarrollado en este proyecto, y un bloque de baja frecuencia. El bloque de RF está constituído por la antena, una red de adaptación y el detector de envolvente. El detector de envolvente consiste en un diodo Schottky polarizado y un condensador. La detección se implementa mediante la no linealidad del diodo. Se verifica analíticamente que la optimización del circuito ocurre cuando la corriente de RF por el diodo se maximiza. Se propone un método de diseño que permitió alcanzar un mejor desempeño, disminuyendo el consumo y aumentando la sensibilidad. A la salida del bloque de RF, se obtiene la señal demodulada. La señal a la salida del amplificador es adquirida con un osciloscopio y procesada por un programa que compara la señal con el patrón de despertado y muestra los resultados. Utilizando el amplificador de bajo ruido SR560 se logró una sensibilidad de -58,7 dBm. Se verificó que utilizando una antena que adapte la parte real de la impedancia del detector, se triplica el alcance de un circuito adaptando a una antena de 50 ohm. El receptor opera en el rango de temperaturas entre -10ºC y 50ºC y tiene una latencia de 9,76ms. Un WuRx basado en un bloque de baja frecuencia estandar y los bloques diseñados en este proyecto, puede tener un consumo estático de 6,2 µA y un consumo dinámico acotado por 13,3 µA. Se realiza una análisis de ruido del sistema, concluyendo que es un factor muy limitante. Para reducirlo, se podría realizar un impreso que incluyera todos los bloques.

 

Nombre: Plagavisión: desarrollo de un prototipo de nodo WSN con capacidad visual para la detección temprana de plagas.

Autores: Mauricio González, Javier Schandy y Nicolás Wainstein.

Tutor/es: Leonardo Barboni y Alvaro Gómez.

Resumen: Se diseñó y fabricó un prototipo compuesto por un nodo TelosB compatible CM3000 (integrado por un MCU MSP430 y una radio CC2420), una cámara Linksprite LS-Y201, LEDs para la iluminación, un circuito interfaz con switches para controlar la alimentación de la cámara y la iluminación, y dos baterías AA. El sistema propuesto es capaz de capturar, almacenar, procesar y transmitir imágenes hacia un nodo "sink" dos veces al día con una autonomía energética superior a los 28 meses. Se diseñó y fabricó un gabinete en acrílico para proteger al sistema de las condiciones ambientales. Sobre Contiki OS, se escribieron los distintos módulos de la aplicación entre los que se encuentran el driver de la cámara, el procesamiento de las imágenes y las transmisiones por radio. Se exploron técnicas de procesamiento de imágenes en hardware reducido y se implementó un algoritmo de decodificación parcial de imágenes JPEG y de detección de plagas (polillas en este caso) mediante un clasificador lineal Fisher. Este 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 (e.g. no enviar hasta alcanzado cierto umbral o enviar solamente cuando existan cambios incrementales significativos en el conteo) repercutiendo en una mayor autonomía energética y en una simplificación de la red. El principal desafío en torno al estudio, diseño e implementación de la red consistió en la necesidad de encontrar protocolos orientados a conexión y confiables en WSN que tuvieran el menor consumo energético posible. La necesidad de una calidad de servicio orientado a conexión y confiable surge por tratarse de imágenes JPEG donde no son admisibles pérdidas, duplicados o desorden de los paquetes. Se realizaron ensayos de caracterización del consumo de corriente y se estimó la carga consumida en cada ciclo de ejecución.

 

Proyectos finalizados durante el 2013

 

Nombre: SEM: Self Energy Meter.

Autores: Carlos A. Fernández, Diego Bouvier y Jorge Villaverde.

Tutor/es: Julián Oreggioni y Leonardo Steinfeld.

Resumen: Se diseñó e implementó un método de medida y su circuito, llamado SEM (Self Energy Meter), que agrega al nodo de una red de sensores inalámbricos la capacidad de medir su propio consumo de energía. Dicha información permitiría, en campo y en tiempo real, modificar parámetros de operación como ser la tasa de envío de datos o la ruta de los mismos, a partir de una estimación del tiempo de vida remanente del nodo. También permitiría detectar funcionamientos anómalos. Durante el desarrollo permitiría realizar un "power profiling" para optimizar algoritmos, protocolos de comunicación, etc. El método de medida propuesto reduce el problema de medir un rango dinámico de consumo de cinco décadas (desde unos pocos uA hasta decenas de mA) a dos décadas (desde unos pocos mA hasta decenas de mA), mediante la medición diferida del consumo del modo sleep del nodo. Esto se realiza midiendo la corriente de recarga del condensador que se utiliza como fuente de alimentación mientras el nodo está en sleep. El circuito de medida diseñado y fabricado está formado por una resistencia shunt que genera un voltaje proporcional a la corriente a medir, a partir de la cual una fuente de corriente controlada por voltaje y un oscilador controlado por corriente generan una señal cuya frecuencia es proporcional al consumo. El SEM fue testeado usando un TelosB con ContikiOS. Los resultados experimentales muestran que el SEM tiene una alta linealidad (coeficiente de determinación de 0.996), presenta una muy baja deriva térmica y es independiente del voltaje en las baterías. Su consumo extremadamente bajo (desde 6,6uA hasta 18,4uA en medición) determina una mínima influencia en la duración de las baterías (menor a 1% para cualquier ciclo de trabajo). Se compararon las medidas con los resultados de una estimación por software "Energest", donde se mejoran los resultados fuera de las condiciones de laboratorio, tanto ante variaciones de la temperatura, de la fuente de alimentación o consumos extras provocados por el comportamiento anómalo de algún componente. El costo del circuito representa menos de 5 % del costo del nodo favoreciendo su amplia adopción.

 

Nombre: Neural Signal Acquisition (NeSiA).

Autores: Esteban Cilleruelo, Andrés Nacelle y Gerardo Robert.

Tutor/es: Julián Oreggioni.

Resumen: El proyecto consistió en diseñar y fabricar un sistema de adquisición de señales biológicas, de tamaño reducido y bajo consumo, capaz de transmitir las señales adquiridas hacia un PC en forma inalámbrica, en un entorno de corta distancia. El sistema se compone de dos módulos, uno base y uno remoto, basados en un microcontrolador (MCU) con radio de la familia MSP430 de Texas Instruments, el cual es el encargado del procesamiento de los datos y de la comunicación inalámbrica. El módulo remoto toma las señales conectadas al sujeto de pruebas y las adapta mediante un front-end analógico (AFE), que consta de un único canal de tamaño reducido (43mm x 27mm), capaz de adquirir y adaptar señales de amplitud entre 20uVpp y 1mVpp y de frecuencia entre 1Hz y 15kHz. El módulo remoto se caracteriza por tener alto CMRR (mayor de 105dB), bajo ruido, ancho de banda y ganancia programables, y bajo consumo, pudiendo ser alimentado mediante dos baterías AAA con una autonomía de varias horas dependiendo de la configuración elegida. Se diseñó y testeó un firmware para el módulo remoto capaz de adquirir hasta 4 canales diferentes a una frecuencia de muestreo de 10ksps, codificadas en 12 bits, y transmitir la información en forma inalámbrica. La comunicación se implementó en 915MHz, con modulación MSK, y se alcanzó una tasa de transmisión de 358.000 baudios con una tasa de pérdidas de paquetes de 0,95%. El módulo remoto es capaz de controlar la ganancia (entre 2.500 y 60.000) y la frecuencia de corte superior (entre 100Hz y 15kHz) del AFE, e incorpora un modo de trabajo de bajo consumo para adquirir 4 señales muestreando a 2ksps. El módulo base se encarga de la recepción de las señales provenientes del módulo remoto y de su transmisión al PC. La comunicación entre el módulo base y el PC se implementa mediante el puerto USB, que resuelve la alimentación de dicho módulo y permite alcanzar una tasa de transferencia de 921.600 baudios. La ganancia y el ancho de banda, la cantidad de canales de adquisición y otros parámetros son configurados por el usuario en forma inalámbrica desde el PC, mediante una interfaz sencilla e intuitiva desarrollada en MATLAB. Se diseñó y fabricó, aunque no se llegó a probar, una red de adaptación de impedancia y una antena en PCB muy pequeña cuyo objetivo era la disminución de tamaño del módulo remoto. El sistema es fácilmente escalable a 4 canales, solamente se debería fabricar un PCB del módulo remoto que replique cuatro veces el canal ya desarrollado. Asimismo, entre otras cosas, queda como trabajo a futuro testear el sistema completo en un ambiente biológico.

 

Nombre: Diseño, Fabricación y Test del Lazo de Realimentación para un Conversor DC/DC de Capacitores Conmutados Totalmente Integrado.

Autores: Sebastián Besio, Pablo Pérez y Francisco Veirano.

Tutor/es: Pablo Castro y Fernando Silveira.

Resumen: En este proyecto se diseña, fabrica y mide el lazo de realimentación de un conversor DC- DC de capacitores conmutados totalmente integrado de ultra bajo consumo. Se presenta una arquitectura novedosa para la implementación de un generador de pulsos de ancho variable (GPAV) basado en un oscilador de anillo controlado por corriente (CCRO). También se propone la arquitectura de un transconductor capaz de manejar dicho generador formando el lazo de realimentación del conversor DC-DC. Uno de los principales desafíos del diseño del GPAV fue lograr obtener un consumo proporcional a la frecuencia para un amplio rango de éstas. De esta forma, a baja frecuencia, cuando la carga demanda menor corriente al conversor, la eficiencia de éste no se ve afectada por el consumo del lazo de realimentación. Un GPAV basado en un CCRO fue diseñado, simulado, implementado en una tecnología de 130nm con un voltaje de alimentación de 1,2V y testeado en laboratorio. Mediante simulación se relevó que el GPAV puede variar la frecuencia de éstos entre 20kHz consumiendo 3nW y 70MHz consumiendo 5uW. Este consumo se corresponde con las especificaciones deseadas, en donde se exige que el lazo de control consuma menos del 5% de la potencia entregada a la carga. Las medidas del chip mostraron un correcto funcionamiento para frecuencias mayores a los 200kHz. Para frecuencias inferiores, se diagnosticó que el desapareo entre componentes limitó el correcto funcionamiento. Sin embargo, se pudo variar el ancho de los pulsos generados en todo el rango deseado. En cuanto al transconductor, se probó que la arquitectura propuesta es capaz de entregar una alta corriente de salida (>1uA) manteniendo un consumo estático reducido (5nA). El transconductor es capaz de manejar el GPAV diseñado en todo su rango de funcionamiento manteniendo un consumo acorde a las especificaciones.

 

Nombre: DIAMETRONCO: desarrollo de un dendrómetro prototipo para su aplicación en redes de sensores inalámbricos.

Tutor/es: Leonardo Barboni y José Villa.

Resumen: Un dendrómetro es un instrumento que mide variaciones en el perímetro de los troncos. El análisis de estas variaciones permite entender como las expansiones y contracciones del tronco están relacionadas con variables agro-meteorológicas (e.g. temperatura ambiente, humedad del suelo, balance entre agua evaporada en las hojas y la absorbida en las raíces). Es por esto que la información obtenida por un dendrómetro es muy útil en el contexto de la agricultura de precisión (por ejemplo para implementar sistemas de riego óptimo controlado por el stress hídrico fito-fisiológico o para caracterizar si eventos de heladas pueden fisurar los troncos por donde pueda ser infectado por hongos). Por otro lado, la incorporación de sistemas de información a la producción agropecuaria permite gestionar de un modo mas eficiente los predios agrícolas. Una clase de estos sistemas de medición y procesamiento de la información son las redes de sensores inalámbricos (RSI). El proyecto consistió en la construcción de un dendrómetro prototipo capaz de medir cambios en el perímetro de un tronco con resolución de aproximadamente 15 um, el cual funciona acoplado a un nodo de una RSI. Todo el sistema se alimenta por dos baterías alcalinas LR6 y todo el diseño (mecánico, hardware y software) tuvo como requerimiento el bajo consumo de carga de las baterías. Se realizaron ensayos para caracterizar y evaluar las funcionalidades del sistema prototipo. Se comprobó la integración exitosa del transductor, el circuito interfaz y el nodo RSI, pudiéndose adquirir y enviar medidas por la  radio del nodo RSI exitosamente. Se estimó a partir de la medida de los perfiles de corriente una vida útil de las baterías mayor a 6 meses.

 

Proyectos finalizados durante el 2011

 

Nombre: Neurona Artificial Receptora Fría (NARF).

Autores: Raúl Hermida, Martín Patrone y Martín Pijuan.

Tutor/es: Pablo Monzón y Julián Oreggioni.

Resumen: Se diseñó y construyó el prototipo de un dispositivo electrónico que, con componentes analógicos, implementa el modelo matemático de Huber-Braun de una neurona receptora fría. Dicho modelo, que describe el comportamiento eléctrico de cierto receptor al interactuar con su entorno, fue propuesto por el Dr. Hans Braun y el Dr. Martin Huber del Departamento de Neurodinámica de la Universidad de Marburg en Alemania y se trata de un sistema de ecuaciones diferenciales que fue resuelto únicamente mediante simulaciones numéricas. En éstas, se ve un comportamiento de tipo caótico, por lo cual es de interés contar con este dispositivo con el objetivo de profundizar en el estudio y validación del modelo, y en particular entender las influencias que ciertos parámetros tienen sobre el comportamiento dinámico del mismo. El dispositivo se fabricó en una placa de 17cm × 12,5cm la cual cuenta con 14 pines de medida y permite variar los dos parámetros de interés en los rangos deseados. Se lograron observar todas las variables relevantes involucradas y gran parte del comportamiento esperado, así como realizar el procesamiento de los datos extraídos con el osciloscopio.

 

Nombre: ÍBIOCON: Interfaz Biológica Configurable.

Autores: Germán Fierro, Andrés Rodríguez y Fabián Olivera.

Tutor/es: Pablo Aguirre y Fernando Silveira.

Resumen: Este trabajo presenta el diseño y fabricación de un circuito integrado front-end, dedicado al pre-procesado analógico de señales fisiológicas de electrocardiograma (ECG), electroencefalograma (EEG) y electromiograma (EMG). Dado que las características de estas señales tienen variados rangos de frecuencia (0,1Hz 10kHz) y amplitud (25uV 5mV), se implementó un filtro pasa-banda programable en ganancia y banda de interés. Debido a la diversidad en los rangos de amplitud, la programabilidad de la ganancia implementada varia de 100V/V hasta 2500V/V y es fijada externamente de forma digital, al igual que el rango de frecuencia. En el transcurso de este trabajo, fueron aplicadas técnicas y metodologías de diseño orientadas a la reducción del consumo, bajo ruido y bajos voltajes de alimentación de amplificadores operacionales clase AB. Además, se logró obtener constantes de tiempo fijadas de forma muy precisa en base a la técnica de sintonización automática (Automatic Tuning). El CI se fabricó en la tecnología 0,5 um CMOS (ON Semiconductor Fabrication Processes). Los resultados obtenidos a través de simulaciones muestran que el circuito consume 15uA en los modos ECG o EEG y 30uA en modo EMG. El voltaje de alimentación puede variar entre 2,2V y 4,2V sin afectar el funcionamiento del sistema. Procesa señales a su entrada de 30uV de amplitud con una SNR mayor a 20dB. Utilizando un área de 1,5mm×2,1mm.

 

Nombre: Estudio, Análisis y Diseño de Redes de Sensores Inalámbricas con ContikiOS.

Autores: Ignacio de Mula, Germán Ferrari y Gabriel Firme.

Tutor/es: Leonardo Steinfeld.

Resumen: El presente trabajo consistió en el estudio y documentación del sistema operativo ConitikiOS, que fuera diseñado para sistemas con recursos limitados de procesamiento, memoria y energía, como los nodos de las redes de sensores inalámbricos. ContikiOS incluye en su pila de comunicación TCP/IPv6 y un protocolo MAC para IEEE 802.15.4 (LR-WPAN, Low-Rate WPAN). El protocolo de enrutamiento utilizado es RPL (Routing Protocol for Low power and Lossy Networks), el cual usa a su vez Trickle para difundir de manera controlada información necesaria para construir y mantener un grafo de la red. Se creó una aplicación mejorando las prestaciones de la aplicaciones provistas (guardado de datos en caso de pérdida de conexión y posterior envío, sincronización de la hora, entre otras), realizando también un estudio del consumo de cada nodo. Se realizaron pruebas usando el simulador de red Cooja (herramienta incluida en la distribución de ContikiOS) que permite simular la ejecución del código final "binario", y en campo, instalando ocho nodos en las oficinas nuevas del IIE para el monitoreo de la temperatura, humedad y nivel de iluminación.

 

Proyectos finalizados durante el 2009

 

Nombre: Simulador de Corazón.

Autores: Felipe Arzuaga, Jorge Barboza y Santiago Nogueira.

Tutor/es: Fernando Silveira.

Resumen: El CHS01 (Corazón Humano Simulado versión 0.1) es un dispositivo electrónico capaz de imitar el comportamiento eléctrico de un corazón, ya sea en la generación de señales como en la respuesta a estímulos externos del tipo de los provenientes de un marcapasos cardíaco bicameral. CHS01 se desarrolló para la empresa uruguaya CCC Medical Devices, está ideado para testear el funcionamiento de dispositivos médicos en su etapa final de fabricación y para realizar demostraciones a clientes. El dispositivo es capaz de emular el comportamiento eléctrico de otros organos mediante cambios en la programación de su firmware, para el caso de ser utilizado en el testeo de nuevos aparatos médicos que se desarrollen en el futuro. A los efectos de conservar la versatilidad del dispositivo, se utilizó como núcleo una plataforma que cuenta con un microcontrolador, conversores ADC y DAC implementados y puertos de comunicación. Además, con el objetivo de que los distintos canales sean flotantes entre sí, se diseñó un circuito de acondicionamiento de señales genérico. La interacción con el usuario se hace desde un PC, a través del software programador. Este programa permite modificar parámetros característicos del órgano simulado, ver marcas en tiempo real de los eventos que están ocurriendo, enviar órdenes al CHS01 y guardar en un historial las pruebas realizadas al dispositivo médico.

 

Nombre: Prototipo para una red de instrumentación inalámbrica.

Autores: Alfonso Gonzalez, Natacha Leone y Mauricio Murdoch.

Tutor/es: Pablo Mazzara, Julián Oreggioni.

Resumen: La medida de temperatura y pH resulta de gran importancia en una amplia gama de procesos industriales. En particular, se destaca su importancia en el procesamiento del cuero dentro de los fulones giratorios de una curtiembre. Este proyecto desarrolló un sistema de medida de temperatura y pH, basado en una red de sensores inalámbricos, que fue probado en este tipo de instalación industrial. El prototipo construido consta de un nodo base y dos nodos sensores remotos alimentados con dos pilas AA. Estos últimos son los encargados de realizar las medidas y transmitirlas mediante enlaces de radio multi-hop al nodo base, conectado a un PC. La plataforma de hardware utilizada fueron los motes IRIS de la empresa Crossbow. El software embebido se implementó usando el sistema operativo abierto TinyOS 2.0 desarrollado por la Universidad de Berkeley. El sistema incluye una aplicación para el usuario que permite guardar y visualizar los datos, así como monitorear y configurar el sistema. El análisis de datos experimentales recabados en pruebas realizadas en la planta industrial muestran que el sistema es capaz de medir pH en el rango de 2 a 8 con una incertidumbre de 0.1 pH; y temperatura en el rango de 10ºC y 70ºC con una precisión de 0,5ºC. Los principales aportes de este proyecto, consisten en la adaptación del sistema al ambiente industrial y el desarrollo de la interfaz eléctrica del sensor de pH a la plataforma de hardware elegida.

 

Nombre: Sensor de humedad de suelos.

Autores: Claudia Guastavino, Federico Jorge e Ismael Schinca.

Tutor/es: Fernando Silveira, Pablo Castro.

Resumen: El proyecto realizó una primera aproximación a la medida de la humedad del suelo mediante técnicas electrónicas, con el objetivo de integrar estos sensores en sistemas de monitoreo remoto. A partir del estudio de las distintas técnicas para la medida de humedad de suelos, se diseñó y caracterizó un sensor utilizando la técnica que se consideró más adecuada. Para evaluar el diseño realizado se verificó la consistencia de las medidas del mismo en distintos tipos de suelo, comparando los valores obtenidos con los de un sensor comercial con el mismo principio de funcionamiento. Los resultados obtenidos fueron consistentes demostrando la viabilidad de la técnica elegida para la construcción de un sensor de bajo consumo y bajo costo. Se adaptó el hardware necesario y se realizó un software que permitiera la integración del sensor a una red de sensores inalámbricos a partir de su operación desde un dispositivo nodo de esta red llamado Mote, trabajando en TinyOS.

 

Nombre: Redes Inalámbricas de Bajo Consumo (RIBC).

Autores: Guillermo Cabrera, José Inda y Martín Pérez

Tutor/es: Pablo Mazzara.

Resumen: El objetivo era realizar una aplicación de WSN que permitiera bajar el consumo respecto a los niveles alcanzados por sus antecesores (SIAGRO y SIAGRO 2). Se estudiaron protocolos de capa MAC para redes de sensores, orientados a bajo consumo. Entre ellos se eligió Scheduled Channel Polling. Se estudió y depuró una implementación realizada por el Washington University's Wireless Sensor Network group. Se realizó un estudio del consumo en función del uso de la radio en esta implementación. Luego se analizaron protocolos de las capas de red (incluidos en el sistema operativo TinyOS 2) para permitir a la red realizar saltos múltiples. El protocolo de WUSTL no pudo ser integrado a los mismos por lo cual se desarrolló la aplicación final en base a Sensor Network Platform Kit de ETHZ que se basa en las mismas ideas del anterior.

 

Nombre: Sistema de monitoreo de sensores inalámbricos (SIMSI).

Autores: Agustín Caldevilla, Carlos Protasi, Rodrigo Sánchez, Guillermo Spiller.

Tutor/es: Leonardo Steinfeld, Pablo Mazzara.

Resumen: El presente proyecto consiste en un sistema de monitoreo a distancia de sensores inalámbricos que permitirá a un usuario remoto saber el estado e historial de los sensores en todo momento. El área de cobertura se divide en pétalos o cluster, dentro de los cuales se realiza la comunicación utilizando el protocolo IEEE 802.15.4 LR-WPAN (Low Rate, Wireless Personal Area Network)  hacia un nodo puente. Dichos nodos se comunican entre sí utilizando el protocolo IEEE 802.11 a/b/n realizando la interconexión de pétalos. Finalmente el servidor central recibe los datos y los almacena en una base de datos con la cual el usuario podrá interactuar mediante un portal web. Además, el servidor central funcionaría como servidor web permitiendo al usuario conectarse al sistema en forma remota, desde cualquier computador o dispositivo con conexión a Internet.

 

Nombre: Red de Sensores Inalámbricos según Standard IEEE (RSIS).

Autores: Fernando Payret, Pedro Moreira, Leonardo Pendás

Tutor: Leonardo Steinfeld, Pablo Mazzara.

Resumen: En el presente trabajo se describe el diseño e implementación de una red de sensores inalámbricos de bajo consumo, para su uso en el medio agrícola. Los pilares de esta implementación son el Standard IEEE 802.15.4 y la plataforma hardware TmoteSky. Considerando cuatro de las capas del modelo OSI, aplicación, red, enlace de datos y física; se realizó el diseño e implementación de las dos primeras. En cambio, para las dos capas inferiores se utilizaron las desarrolladas por el grupo Hurray de la Universidad de Porto, adaptándolas a las necesidades del presente trabajo. Todo el desarrollo de esta implementación estuvo enmarcado dentro del objetivo de lograr un tiempo de vida de un año con dos pilas AA por dispositivo.

 

Proyectos finalizados durante el 2008

 

Nombre: RF Implantable.

Autores: Nicolás Barabino, Stefano Ghiardo, Pablo Pieri.

Tutor/es: Fernando Silveira, Juan Pechiar.

Resumen: Los implantables modernos requieren de comunicación para cambiar parámetros de funcionamiento, descargar estadísticas sobre la terapia aplicada al paciente o monitorear señales eléctricas del paciente. La tecnología actual utiliza el acoplamiento inductivo para el intercambio de información, logrando rangos de comunicación del entorno de los 5 cm y tasas de transferencia de pocos kbps.El objetivo de este proyecto consistió en desarrollar el módulo implantable requerido para la comunicación mediante radiofrecuencia con una estación base ya desarrollada. El uso de radiofrecuencia, cada vez más difundido entre las empresas de punta del área médica, permite lograr distancias de comunicación superiores a los 2 m, con tasas de transferencias del entorno de 200 kbps.

 

Proyectos finalizados durante el 2007

 

Nombre: WSN para aplicaciones agronómicas 2.

Autores: Carolina Etchart, Diego Baccino, Miguel Tasende.

Tutor/es: Pablo Mazzara, Fernando Silveira.

Resumen: Hoy en día, hay sistemas capaces de medir con gran precisión en áreas muy reducidas (microscopios, aceleradores de partículas, etc.), así como abarcar áreas inmensas con una precisión relativamente baja (telescopios, satélites, etc.). Las WSN (Redes de Sensores Inalámbricas) son una opción intermedia, logrando abarcar áreas medianamente grandes, con buena precisión. Además pueden introducirse en ambientes inaccesibles (interior de colmenas, bosques, cimientos de un edificio, etc.). Son utilizadas en la domótica, la detección ambiental (terremotos, incendios, etc.), resistencia de materiales, y otros. El presente proyecto tuvo como objetivo el diseño e implementación de una WSN para medición de temperatura, teniendo como aplicación final concreta, la de reducir la mortalidad de las crías de cerdo por temperaturas inadecuadas en su hábitat. Sin embargo, la utilidad del sistema va más allá de la aplicación concreta, y es perfectamente utilizable en muchas otras.

 

Nombre: Sistema de recepción de radiofrecuencia de bajo consumo (IIEMOTE).

Autores: Ramiro Moreira, Federico Nuñez, Juan Rivero.

Tutor/es: Rafaella Fiorelli.

Resumen:

 

Proyectos finalizados durante el 2006

 

Nombre: Microprocesador de muy bajo consumo.

Autores: Andrés Merello, Pablo Castro, Sebastián Sayas.

Tutor/es: Conrado Rossi.

Resumen: Diseño, fabricación y test de un microprocesador de muy bajo consumo con posibilidad de ser integrado posteriormente junto con otros circuitos en un sistema en un chip.

 

Nombre: Monitoreo del rumen bovino (Anubis).

Autores: Mariano Cebey, Juan Curto, Julián Oreggioni.

Tutor/es: Pablo Aguirre, Fernando Silveira, Pablo Chilibroste.

Resumen: Anubis, el dispositivo desarrollado en el marco del presente proyecto, es capaz de sensar y almacenar continuamente la temperatura y el pH del rumen de una vaca fistulada, para luego visualizar en un PC los datos recabados. Anubis introduce cambios sustanciales respecto a la metodología de monitoreo actual: permite un muestreo continuo, es menos invasivo y facilita los procedimientos. Si bien Anubis viene a satisfacer una demanda de la investigación agronómica, su adaptación para la producción primaria sería de alto impacto.

 

Nombre: Inclinómetro Digital.

Autores: Agustín Rogberg, José Oliveras, Miguel Barreto.

Tutor/es: Linder Reyes, Erna Frins.

Resumen: El proyecto consistió en el diseño y construcción de un Inclinómetro digital de bajo consumo mediante un principio Opto-electrónico.

 

Nombre: Sistema de control de acceso de personal.

Autores: Antonio Sena, Daniel Sosa, Daniel Thevenet.

Tutor/es: Rafaella Fiorelli.

Resumen:

 

Proyectos finalizados durante el 2005

 

Nombre: Medida de Finura de la Lana.

Autores: Daniel Silva, Eugenio Garbusi y Leandro Patrón.

Tutor/es: Alfredo Arnaud.

Resumen:

 

Proyectos finalizados durante el 2004

 

Nombre: Conversores A/D sigma-delta: entorno de desarrollo para arquitecturas sigma-delta.

Autores: Nicolás Antoniello, Marcelo Fernández, Guillermo Genta.

Tutor/es: Fernando Silveira.

Resumen: En lo referente a la conversión A/D las arquitecturas sigma-delta representan una alternativa interesante, dado que posibilitan el intercambio de pérdida de precisión inherente a los circuitos analógicos embebidos en tecnología digital por una mayor capacidad de procesamiento en la etapa digital. La pérdida de magnitud es compensada por una mayor resolución en tiempo. En definitiva se combina la gran velocidad de los circuitos analógicos con la precisión de los circuitos digitales. La diferencia mas importante entre los conversores basados en arquitecturas sigma-delta respecto de las demás radica en el hecho de utilizar sobremuestreo y una técnica conocida como "noise shaping" para reducir el ruido de cuantificación en la banda de frecuencias de interés y de esta manera, luego de un post procesamiento digital, incrementar sensiblemente la resolución total del conversor.

 

Nombre: PS400 Pacing System Analyser.

Autores: Leticia Gonzáles, Javier Iguiniz y Federico Steiner.

Tutor/es: Alfredo Arnaud, Fernando Silveira.

Resumen: El presente informe trata del diseño de un analizador del sistema de estimulación (PSA) para la Empresa CCC del Uruguay SA. Estos dispositivos médicos son utilizados al momento del implante de un marcapasos y son capaces de medir la amplitud de las señales cardíacas propias del paciente, la impedancia vista desde el marcapasos y el umbral de estimulación. El PS400 implementa todas estas funciones además de comportarse como un marcapasos externo bicameral. La arquitectura interna implementada se basa en dos microcontroladores que se comunican mediante el protocolo SPI. En este informe se hace un estudio del hardware, el software y el diseño mecánico que componen el PS400, para presentar por último los relevamientos realizados y las conclusiones que se desprenden de ellos.

 

Proyectos finalizados durante el 2002

 

Nombre: Sistema de comunicación en radiofrecuencia para dispositivos de bajo consumo.

Autores: Federico de Mula, Rafaella Fiorelli, Virginia Marchesano.

Tutor/es: Fernando Silveira, Conrado Rossi, José Acuña.

Resumen: El sistema diseñado se basa en un esquema de comunicación bidireccional del tipo maestro-esclavo. El primero es un equipo base fijo (sin límites de consumo y tamaño) y el segundo es un equipo remoto de tamaño reducido, y un consumo tal que la batería que lo alimenta dure más de un año.

 

Nombre: Diseño y construcción de un sensor de corriente con fibra óptica F.O.C.S.

Autores: Alejandro Lagos, Luis Justitz.

Tutor/es: José Ferrari, Fernando Silveira, César Perciante.

Resumen: En el presente proyecto se propone el diseño y construcción de un Sensor de Corriente con Fibra Óptica basado en el efecto Faraday en una configuración polarimétrica. O sea, se mide el ángulo de rotación del plano de polarización de la luz sometida al campo magnético generado por la corriente que circula por el conductor, este ángulo es proporcional a la corriente.

 

Proyectos finalizados durante el 2001

 

Nombre: Diseño y construcción de un sistema para la detección remota de contaminantes atmosféricos por métodos espectroscópicos.

Autores: Marcelo Yannuzzi, Roque Gagliano.

Tutor/es: Erna Frins, Alfredo Arnaud.

Resumen: En los últimos años ha venido creciendo el interés en determinar en forma segura y rápida la contaminación ambiental y en particular en nuestro país, medir la contaminación atmosférica. La espectroscopia es una herramienta potente para la detección de compuestos o elementos químicos, cuyas concentraciones (número de moléculas por unidad de volumen)resultan ser muy bajas en el medio en cuestión. Hay varias técnicas espectroscópicas que son potencialmente útiles para la detección de contaminantes atmosféricos. El presente proyecto consiste globalmente en la construcción de un espectrómetro incluyendo óptica, electrónica e interfase de usuario, el cual va a ser utilizado para la detección de contaminantes atmosféricos, usando la técnica DOAS (Differencial Optical Absorption Spectroscopy).