Diseño de filtros analógicos pasivos basados en programación genética

El diseño de filtros analógicos pasivos es una tarea que presenta alta complejidad por la cantidad de factores que intervienen en su desarrollo, relacionados principalmente con la topología del circuito y los distintos valores que pueden tomar sus componentes. La Programación Genética, que consiste en la aplicación de un procedimiento evolutivo similar al de los algoritmos genéticos a programas en lugar de a representaciones fijas de las posibles soluciones, constituye una herramienta poderosa para automatizar esa tarea, permitiendo alcanzar altos grados de eficiencia en el diseño. No obstante ello, también estas herramientas deben emplearse con cuidado en razón del elevado crecimiento de las poblaciones de individuos y el consecuente aumento del esfuerzo computacional. Por tal razón, en el presente trabajo se proponen técnicas tendientes a controlar estos aspectos negativos comprobándose su efectividad en experimentos controlados que demuestran su eficienciaPresentado en el Congreso GeneralRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Diseño de filtros analógicos pasivos basados en programación genética

El diseño de filtros analógicos pasivos es una tarea que presenta alta complejidad por la cantidad de factores que intervienen en su desarrollo, relacionados principalmente con la topología del circuito y los distintos valores que pueden tomar sus componentes. La Programación Genética, que consiste en la aplicación de un procedimiento evolutivo similar al de los algoritmos genéticos a programas en lugar de a representaciones fijas de las posibles soluciones, constituye una herramienta poderosa para automatizar esa tarea, permitiendo alcanzar altos grados de eficiencia en el diseño. No obstante ello, también estas herramientas deben emplearse con cuidado en razón del elevado crecimiento de las poblaciones de individuos y el consecuente aumento del esfuerzo computacional. Por tal razón, en el presente trabajo se proponen técnicas tendientes a controlar estos aspectos negativos comprobándose su efectividad en experimentos controlados que demuestran su eficienciaPresentado en el Congreso GeneralRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Diseño de circuitos analógicos basados en amplificadores operacionales usando algoritmos genéticos con función de aptitud difusa

This paper presents a genetic algorithm approach to the design of analog circuits consisting of operational amplifiers. The input of the algorithm is the transfer function of the required system. The fitness function of the genetic algorithm is implemented by means of a fuzzy inference system. A summary of the methodology used in the design is included and results with a specific circuit topology for multiple transfer functions are reported.Este artículo presenta una propuesta para el diseño de circuitos analógicos basados en amplificadores operacionales usando un algoritmo genético simple. La entrada al algoritmo es la función de transferencia requerida por el diseñador expresada como la respuesta al escalón unitario que el circuito debería exhibir. Adicionalmente, una característica especial del algoritmo radica en que la función de aptitud se implementa como un sistema de inferencia difusa. Se incluye en el artículo un resumen de la metodología utilizada para el diseño del algoritmo y resultados con múltiples funciones de transferencia para un circuito de topología específica.  

Aprendizaje progresivo basado en proyectos en el ámbito de la Ingeniería Biomédica: diseño, construcción y programación de un ECG basado en un microcontrolador de bajo coste

En la coyuntura sanitaria y educacional en la que se encuentra la sociedad desde hace unos años, el Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech confeccionó unos planes de estudio para una serie de grados que pretendían cubrir la necesidad del Ingeniero Informático dentro de la rama sanitaria. Estos grados, con un primer ciclo común, se subdividen en el segundo ciclo en tres especialidades. Una de ellas es la denominada Ingeniería Biomédica, que forma a Ingenieros con conocimiento de Informática a nivel de Hardware para el diseño y mantenimiento de maquinaria e instrumentación de aplicación en hospitales y centros sanitarios. Este grado se imparte actualmente en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática de la Universidad de Sevilla. En este contexto, la asignatura “Instrumentación Biomédica” tiene un papel fundamental para el aprendizaje del funcionamiento y diseño de instrumentos de pequeña y mediana escala dentro del ámbito anteriormente especificado. En este trabajo se plantea un mecanismo escalonado y basado en problemas [1,2] para el aprendizaje de los diversos instrumentos electrónicos de aplicación sanitaria. El objetivo del mecanismo de aprendizaje es aportar al alumnado conocimientos básicos acerca del funcionamiento y diseño de todo tipo de sensores y actuadores electrónicos, a la vez que se les introduce en la programación de un microcontrolador de bajo coste y basado en Arduino para manejar dichos periféricos. De forma progresiva se van integrando los conocimientos de todas las prácticas a lo largo del curso para, finalmente, ser capaces de confeccionar y desarrollar un electrocardiógrafo portátil mediante un microcontrolador, una sonda, un amplificador operacional, un display gráfico, una placa de prototipado y diversos componentes electrónicos básicos tales como potenciómetros, pulsadores y diodos led para el control del funcionamiento del instrumento.SUMMARY -- In the current situation of Health and Education. the Andalusia Tech International Excellence Campus drew up a curriculum for three degrees that are intended to cover the need of Computer Engineer within the healthcare industry. These degrees, with a common first cycle of two years, have three specialties in the second cycle. One of them is the Biomedical Engineering, which trains engineers with knowledge of Computer Hardware level for the design and maintenance of machinery and instrumentation for application in hospitals and health centers. This degree is currently offered at the Technical Superior School of Computer Science at the University of Seville. In this context, the course "Biomedical Instrumentation" has a fundamental role for learning the operation and design of small and medium-scaled instruments. In this paper, a step-by-step and problem-based learning is explained inside the Biomedical Instrumentation course. The main objective of this learning mechanism is to provide basic knowledge about performance and design medical instruments with several types of electronic sensors and actuators, while students are introduced in the programming of a low-cost Arduino-based to handle these peripherals. Progressively they integrate the knowledge of all practices sesions throughout the course to finally be able to prepare and develop a portable electrocardiograph by a microcontroller, a probe, an operational amplifier, a graphical display, a prototyping board and several basic electronic components such as potentiometers, pushbuttons and leds for controlling the operation of the instrument

Juguete electrónico didáctico, como elemento de apoyo para la enseñanza de programación a niños y niñas de 4 a 7 años

Desarrollar un prototipo de Juguete Didáctico utilizando plataformas libres para la enseñanza de lógica de programación a niños y niñas de 4 a 7 años que provea estrategias de resolución de problemas y conceptos básicos de razonamiento lógico de programaciónEl proyecto consiste en el desarrollo de un prototipo de Juguete Electrónico Didáctico que tiene como propósito la enseñanza de programación básica a niños y niñas comprendidos entre las edades de 4 a 7 años; el mismo que relaciona el aprendizaje con la diversión simplificando la programación de tal forma que los niños mediante el juego que es una actividad innata de ellos, puedan adoptar conocimientos de programación y a la vez los vaya involucrando con el mundo de la tecnología. El Juguete Electrónico Didáctico diseñado en este trabajo involucra a los niños básicamente con tres conceptos de programación que son: instrucción, secuencia y estructuras de control (ciclos y condiciones); Los cuales son los conceptos primordiales al momento de aprender directamente la lógica de programación. El propósito del juego es programar secuencias de instrucciones en una interfaz de programación tangible para guiar un pequeño robot hacia un destino o meta propuesta a manera de reto, de tal forma que el niño desarrolle su creatividad, imaginación y a la vez se involucre en la programación de una forma lúdica. Este prototipo está basado en la plataforma Arduino y contiene una lógica de programación tangible; la misma que permite a los niños programar el robot de forma inalámbrica mediante la tecnología Bluetooth y sin la necesidad de un computador o dispositivo inteligente, únicamente insertando pequeñas fichas de madera, lo que le da simplicidad al momento de la acción.Ingenierí

Sistema de caracterización de parámetros climáticos en Mini Jardines Clonales Forestales bajo ambiente protegido.

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica). Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ingeniería Electrónica, 2011.En el presente informe se detalla el proceso seguido para el diseño e implementación de un sistema de caracterización de parámetros climáticos en mini jardines clonales bajo ambiente controlado. El proyecto se realizó para la Escuela de Ingeniería Forestal del Tecnológico de Costa Rica, específicamente para el programa GENFORES (GENética FOREStal), dirigido por el Dr. Olman Murillo Gamboa. Esta agrupación cuenta con aposentos especiales para la siembra de clones forestales durante varias etapas de su crecimiento, estos aposentos (mini jardines clonales) deben mantenerse bajo condiciones ambientales controladas, especialmente temperatura, cantidad de luz y humedad relativa para el óptimo desarrollo de los árboles en sus primeras etapas de vida. Las condiciones presentes en los mini jardines han probado estar relacionadas con el éxito en el desarrollo de los clones forestales, sin embargo no se cuenta con datos que permitan caracterizar o modelar estas condiciones, datos que permitirían la reproducción de las condiciones en nuevos mini jardines instalados en otras ubicaciones. Además, el valor científico de modelos de desarrollo óptimo para clones forestales es muy alto en el ámbito investigativo y se podrían obtener a partir de los datos recolectados con la red de sensores. En el proyecto desarrollado se diseñó e implementó un sistema que permite la caracterización del ambiente en los mini jardines. Los parámetros considerados fueron luz, humedad relativa y temperatura. Se instalaron una serie de sensores para cada uno de estos parámetros en varios mini jardines, el manejo de la información se dio por medio de una red inalámbrica de sensores bajo la arquitectura CRTECMote, desarrollada por la Escuela de Ingeniería en Electrónica del Tecnológico de Costa Rica. Los datos recopilados por la red de sensores son visibles desde internet, por medio de cualquier navegador web desde el cual se ingresa a una página web residente en el microcontrolador central de la red

Sistema electrónico para el control de riego y adquisición de datos en la monitorización de temperatura, humedad y luminosidad de un invernadero.

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2015.The Biotechnology Research Center "CIB" is a research group formed by professors of biology. The center is located in front of the School of Environmental Engineering in the Technological Institute of Costa Rica. It currently has a research greenhouse for studying various species, teachers in charge of these projects are faced with the problem that there is no system which can be programmed watering intervals on tables working. The CIB has decided to make a system that allows scheduling irrigation tables and sections, besides generating a history of environmental conditions at the place given by the variables temperature, humidity and light. The prototype developed in this graduation project will be implemented in the future in a new greenhouse to be constructed behind the facilities of the research center, it has set the stage for this purpose. This electronic system developed taking into account the number of tables to be installed in the new greenhouse to design a network of sensors that are distributed throughout the 8 tables and two working sections, in order to monitor more than one point in greenhouse temperature, humidity and light

DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA DE ESTIMULACIÓN PARA CELDAS DE CULTIVO CELULAR

[ES] El cultivo celular es una de las principales técnicas en las ciencias de la vida. Gracias a su estimulación es posible crear efectos determinados sobre ellos y , por consiguiente, sobre las células. Con esta base, surge el objetivo principal del trabajo: diseñar y desarrollar un dispositivo de estimulación eléctrica para celdas de cultivo celular mediante pulsos de corriente. Para conseguir dicho objetivo se hace uso de: 1) una aplicación para el envío de parámetros de configuración, 2) una placa digital de control y recepción inalámbrica y 3) un convertidor tensión‐intensidad. A través de una aplicación programada en un teléfono inteligente, es posible definir los parámetros necesarios para la creación de los pulsos. Una vez definidos, se envían de forma remota e inalámbrica (vía bluetooth) al dispositivo, donde un receptor inalámbrico será capaz de recoger dicha información y un microcontrolador la interpreta generando la cadencia y morfología de los pulsos. Para llevar a cabo estos pasos, se ha utilizado un placa digital de control y recepción inalámbrica y se ha elaborado un programa de recepción y control digital de los pulsos de estimulación. Dentro del dispositivo, existe una etapa analógica en la que un conversor tensión‐intensidad es el encargado de estimular el cultivo celular y en la que se controla la amplitud de dicha estimulación. Una vez diseñado el dispositivo, se ha simulado su parte analógica mediante programas de simulación electrónica. Para comprobar su funcionalidad se ha montado esta etapa en una placa de prototipos. Tras este análisis, se ha realizado el diseño de la placa de circuito impreso que reemplaza a la placa de prototipos. Los resultados obtenidos en su evaluación muestran que el sistema creado constituye un sistema electrónico completo listo para su empleo sobre los cultivos celulares. Así pues, el trabajo ha conseguido alcanzar, con éxito, los objetivos perseguidos.[EN] Cell culture is one of the main techniques in the life sciences. Thanks to its stimulation it is possible to create certain effects on them and, consequently, on cells. With this base, the work´s main objective appears: Design and develop an electrical stimulation device for cell culture cells using current pulses. To achieve this goal, use is made of: 1) an application for sending configuration parameters, 2) a digital control board and wireless reception and 3) a voltage‐current converter. Through an application programmed on a smartphone, it is possible to define the necessary parameters for pulses creation. Once defined, they are sent remotely and wirelessly (via Bluetooth) to the device, where a wireless receiver will be able to obtain such information and a microcontroller interprets it generating the pulse cadence and morphology. To carry out these steps, a digital control and wireless reception has been used and a program of reception and digital control of stimulation pulses has been developed. Within the device, there is an analogue stage in which a voltage‐current converter is responsible for stimulating cell culture and in which the amplitude of said stimulation is controlled. Once the device is designed, its analogue part has been simulated by electronic simulation programs. To check its functionality this stage has been mounted on a prototype board. After this analysis, the design of printed circuit board that replaces the prototype board has been made.[CA] El cultiu cel∙lular es una de les principals tècniques en les ciències de la vida. Gracies a la seua estimulació es possible crear uns efectes determinats sobre ells i, per tant, sobre les cèl∙lules. Amb aquesta base, sorgeix l´objectiu principal del treball: Dissenyar i desenvolupar un dispositiu de estimulació elèctrica per a cel∙les de cultiu cel∙lular mitjançant polsos de corrent. Per a aconseguir aquest objectiu es fa ús de: 1) una aplicació per a l´enviament de paràmetres de configuració, 2) una placa digital de control i recepció sense fil i 3) un convertidor tensió‐intensitat. A través d´una aplicació programada en un telèfon intel∙ligent, es possible definir els paràmetres necessaris per a la creació dels polsos. Una vegada definits, s’envien de forma remota i sense fil (via Bluetooth) al dispositiu, on un receptor sense fil serà capaç de recollir aquesta informació i un microcontrolador la interpreta generant la cadència y morfologia dels polsos. Per a dur a terme aquests passos, s´han utilitzat una placa de control digital y recepció sense fil i s´ha elaborat un programa de recepció i control digital dels polsos de estimulació. Dins del dispositiu, existeix una etapa analògica en la que un convertidor tensió‐intensitat es l´encarregat de estimular el cultiu cel∙lular i en la que es controla la amplitud de aquesta estimulació. Una vegada dissenyat el dispositiu, s´ha simulat la seua part analògica mitjançant programes de simulació electrònica. Per a comprovar la seua funcionalitat s´ha muntat aquesta etapa en una placa de prototips. Després d´aquest anàlisi, s´ha realitzat el disseny de la placa de circuit imprés que reemplaça a la placa de prototips. Els resultats obtinguts en la seua avaluació mostren que el sistema creat constitueix un sistema electrònic complet llest per al seu ús sobre els cultius cel∙lulars. Així doncs, el treball ha aconseguit, amb èxit, els objectius perseguits.Suz Conejos, P. (2019). DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA DE ESTIMULACIÓN PARA CELDAS DE CULTIVO CELULAR. http://hdl.handle.net/10251/124576TFG

Plataforma de desarrollo tecnológico de sistemas digitales basada en FPGA

This work is a research, technological development and innovation project where design, development, building and implementation of a FPGA-based digital systems technological development platform are shown. This work was developed along with the INSTECH S.A.P.I. de C.V. company, the platform was submitted for industrial protection at IMPI under the little patent category. This work is focused in the platform design strategy for making it outstand among the many options currently available in the market and it targets a regional market seeking adaptability rather than specialization. CONACYT’s National Laboratory in Embedded Systems, Advanced Electronic Design, and Microsystems (SEDEAM), which is part of the Industrial Technological Research and Innovation Center (CIITI) at Electric Engineering Academic Unit (UAIE) from Universidad Autónoma de Zacatecas, enabled this thesis’ development with the acquisition, installation and start-up of its PCBs prototype assembly line. Besides the design and implementation of the platform, an application focused in digital radiography tested initially in the platform and then ported towards an application specific design. The radiography solution was submitted for industrial protection to the Mexican Institute for Intellectual Protection under the patent category.El presente trabajo es un proyecto de investigación, desarrollo tecnológico e innovación donde se muestra el diseño, desarrollo, construcción e implementación de una plataforma de desarrollo tecnológico de sistemas digitales basada en FPGA. Este trabajo se desarrolló en conjunto con la empresa INSTECH S.A.P.I. de C.V. y la plataforma fue sometida ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) para su protección industrial bajo la figura de modelo de utilidad. En la presente tesis se explica a detalle la estrategia de diseño de dicha plataforma y sus diferencias con las otras opciones que existen actualmente en el mercado, destacando su enfoque hacia un mercado regional que busca adaptabilidad por sobre especialización. El Laboratorio Nacional CONACYT en Sistemas Embebidos, Diseño Electrónico Avanzado y Microsistemas (SEDEAM), que forma parte del Centro de Investigación e Innovación Tecnológica Industrial (CIITI) en la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica (UAIE) de la Universidad Autónoma de Zacatecas, facilitó el desarrollo de esta tesis con la adquisición, instalación y puesta en marcha de su línea de desarrollo de prototipos de PCBs. Además del diseño e implementación de la plataforma, se presenta una aplicación enfocada en radiografía digital probada inicialmente en la plataforma y portada posteriormente hacia un diseño de aplicación específico. La solución de radiografía fue sometida ante el IMPI para su protección industrial bajo la figura de patente