Implementación de una aleta pectoral bio-inspirada con tres grados de libertad utilizando actuadores no convencionales para el control de orientación de un robot Pez Pseudorinelepis genibarbisbio.

En la presente investigación se implementó un prototipo de aleta de tres grados de libertad con control todo o nada y comunicación inalámbrica. Lo grados de libertad se encuentran ligados a movimientos de Yaw,Pitch y Roll, estos se ejecutan dese una interfaz gráfica hombre máquina. Consta de tres módulos, el módulo de censado se comunica de manera inalámbrica utilizando tecnología xbee.El primero, denominado módulo de censado formado por sensores acelerómetro y giroscopio que recogen la información proporcionada por los movimientos de la aleta y transmiten de manera inalámbrica hasta el módulo de control. El segundo, un módulo de control conformado por un microcontrolador Atmega 328p montado sobre una tarjeta de desarrollo Arduino que se encarga de recibir las señales de los sensores, filtrar, linealizar y escalar los valores obtenidos y enviar señales de control a los actuadores. El tercero, un módulo de actuación que se encuentra conformado por actuadores de nitinol rotacionales y lineales que se encargan del movimiento de la aleta. Todos estos módulos se encuentran montados sobre una estructura impresa en 3D, e impermeabilizada con un sellador de silicona anti-hongo. La interfaz gráfica hombre maquina permite el control de cada grado de libertad de forma inalámbrica desde la computadora, así como visualizar los datos de aceleración y velocidad angular para poder formar un gráfico tridimensional para una mejor apreciación de la orientación del prototipo. Con las pruebas realizadas se comprobó que el sistema implementado es adaptable tanto en software como en hardware además que es sumergible. Se concluye que el robot bio inspirado cumple con los tres grados de libertad necesario para su control de orientación, se recomienda ara futuras aplicaciones desarrollar los actuadores con memora de forma de manera personalizada de acuerdo a los grados de libertad a implementar.In this investigation, a three-degree fin prototype with all or nothing control and wireless communication was implemented. The degrees of freedom are linked to movements of Yaw, Pitch and Roll, these are executed from a graphic interface man machine. It consists of three modules, the censor module communicates wirelessly using xbee technology.The first, called the censor module formed by accelerometer and gyroscope sensors that collect the information provided by the fin movements and transmit wirelessly to the module of control. The second, a control module consisting of an Atmega 328p microcontroller mounted on an Arduino development card that is responsible for receiving the signals from the sensors, filtering, linearizing and scaling the obtained values and sending control signals to the actuators. The third, an actuation module that is made up of rotational and linear nitinol actuators that are responsible for the movement of the fin. All these modules are mounted on a 3D printed structure, and waterproofed with an anti-fungus silicone sealant. The graphic man-machine interface allows the control of each degree of freedom wirelessly from the computer, as well as visualizing the acceleration and angular velocity data to form a three-dimensional graph for a better appreciation of the orientation of the prototype. With the tests carried out it was verified that the implemented system is adaptable in both software and hardware, and that it is submersible. It is concluded that the bio-inspired robot complies with the three degrees of freedom necessary for its orientation control, it is recommended for future applications to develop the actuators with a customized shape according to the degrees of freedom to be implemented

Implementación de una aleta pectoral bio-inspirada con tres grados de libertad utilizando actuadores no convencionales para el control de orientación de un robot Pez Pseudorinelepis genibarbisbio.

En la presente investigación se implementó un prototipo de aleta de tres grados de libertad con control todo o nada y comunicación inalámbrica. Lo grados de libertad se encuentran ligados a movimientos de Yaw,Pitch y Roll, estos se ejecutan dese una interfaz gráfica hombre máquina. Consta de tres módulos, el módulo de censado se comunica de manera inalámbrica utilizando tecnología xbee.El primero, denominado módulo de censado formado por sensores acelerómetro y giroscopio que recogen la información proporcionada por los movimientos de la aleta y transmiten de manera inalámbrica hasta el módulo de control. El segundo, un módulo de control conformado por un microcontrolador Atmega 328p montado sobre una tarjeta de desarrollo Arduino que se encarga de recibir las señales de los sensores, filtrar, linealizar y escalar los valores obtenidos y enviar señales de control a los actuadores. El tercero, un módulo de actuación que se encuentra conformado por actuadores de nitinol rotacionales y lineales que se encargan del movimiento de la aleta. Todos estos módulos se encuentran montados sobre una estructura impresa en 3D, e impermeabilizada con un sellador de silicona anti-hongo. La interfaz gráfica hombre maquina permite el control de cada grado de libertad de forma inalámbrica desde la computadora, así como visualizar los datos de aceleración y velocidad angular para poder formar un gráfico tridimensional para una mejor apreciación de la orientación del prototipo. Con las pruebas realizadas se comprobó que el sistema implementado es adaptable tanto en software como en hardware además que es sumergible. Se concluye que el robot bio inspirado cumple con los tres grados de libertad necesario para su control de orientación, se recomienda ara futuras aplicaciones desarrollar los actuadores con memora de forma de manera personalizada de acuerdo a los grados de libertad a implementar.In this investigation, a three-degree fin prototype with all or nothing control and wireless communication was implemented. The degrees of freedom are linked to movements of Yaw, Pitch and Roll, these are executed from a graphic interface man machine. It consists of three modules, the censor module communicates wirelessly using xbee technology.The first, called the censor module formed by accelerometer and gyroscope sensors that collect the information provided by the fin movements and transmit wirelessly to the module of control. The second, a control module consisting of an Atmega 328p microcontroller mounted on an Arduino development card that is responsible for receiving the signals from the sensors, filtering, linearizing and scaling the obtained values and sending control signals to the actuators. The third, an actuation module that is made up of rotational and linear nitinol actuators that are responsible for the movement of the fin. All these modules are mounted on a 3D printed structure, and waterproofed with an anti-fungus silicone sealant. The graphic man-machine interface allows the control of each degree of freedom wirelessly from the computer, as well as visualizing the acceleration and angular velocity data to form a three-dimensional graph for a better appreciation of the orientation of the prototype. With the tests carried out it was verified that the implemented system is adaptable in both software and hardware, and that it is submersible. It is concluded that the bio-inspired robot complies with the three degrees of freedom necessary for its orientation control, it is recommended for future applications to develop the actuators with a customized shape according to the degrees of freedom to be implemented

Diseño e implementación de un sistema de teleoperación para controlar un robot humanoide mediante un sensor Kinect

Diseño e implementación de un Sistema de Teleoperación para controlar un robot humanoide mediante un sensor Kinect con la finalidad de controlar movimientos de las extremidades de un robot humanoide de manera inalámbrica. Se aplicó método experimental e investigativo para determinar el mejor funcionamiento, la óptima ejecución y control de precisión en el proceso de ejecución. El sistema se ha implementado utilizando software de visual studio 2010, librerías SDK(software development kit) de Microsoft para el control del sensor Kinect, una cámara inalámbrica conectada a un red local que dota de Telepresencia al sistema, una placa electrónica Arduino mega para el control de la plataforma humanoide que conectada a módulos de radio frecuencia transmisor y receptor lo controla. La plataforma robótica se elaboró mediante un kit humanoide de 15 grados de libertad, al que se modificó su parte mecánica para controlarlo desde el sistema que interactúa con el operador de forma visual y audible. Mediante pruebas realizadas se demostró que se controla los movimientos de las extremidades del robot en un 95% sincronizados con los movimientos que realiza la persona que lo opera. El sistema diseñado brinda un control óptimo de los movimientos de las extremidades del robot operado inalámbricamente, además permite que el operador tenga la percepción de hallarse en el entorno del robot (Telepresencia)

Predicción del consumo de energía de la carga conectada a una central de energía fotovoltaica en el laboratorio de industria 4.0 en la ESPOCH de la ciudad de Riobamba

Artículo previo a la obtención de Magíster en Electricidad Mención Energías Renovables y Eficiencia EnergéticaEste documento presenta una investigación sobre el diseño y evaluación de un sistema de recolección de energía piezoeléctrica utilizando una alfombra con múltiples elementos piezoeléctricos. La investigación inicia con una introducción sobre la importancia de desarrollar fuentes alternativas de energía renovable para dispositivos electrónicos portátiles. Posteriormente, se presenta una revisión de literatura sobre tecnologías de recolección de energía del movimiento humano, enfocándose en materiales piezoeléctricos. La metodología describe el diseño de un prototipo de alfombra piezoeléctrica compuesta por una capa de goma, una lámina de acrílico y múltiples elementos piezoeléctricos conectados en paralelo a un circuito recolector de energía. Se realizaron pruebas para caracterizar la respuesta de los sensores piezoeléctricos y evaluar el sistema de recolección de energía bajo diferentes configuraciones. Los resultados indican que un solo elemento generó 18.59 μJ, mientras que 10 elementos conectados produjeron 297.4 μJ con un voltaje de 0.57 V. Además, el sistema permite la adquisición remota de datos a través de la plataforma IoT Thingspeak

Prediction of steel plate-based damper for improving the behavior of concentrically braced frames based on RSM and ML approaches for sustainable structures

Abstract The stiffness (K) and slenderness factor (λ) of a steel plate-based damper has been studied on the basis of elastic-inelastic-plastic buckling (EIP) modes and flexural/shear/flexural-shear failure mechanisms (FSF-S), which has been designed for the improvement of the behavior of concentrically braced frames. Steel plate-based dampers offer significant benefits in terms of mode shapes and failure mechanisms, contributing to improved dynamic performance, enhanced structural resilience, and increased safety of civil engineering structures. Their effectiveness in mitigating dynamic loads makes them a valuable tool for engineers designing structures to withstand extreme environmental conditions and seismic events. This study was undertaken by using the learning abilities of the response surface methodology (RSM), artificial neural network (ANN) and the evolutionary polynomial regression (EPR). Steel plate dampers are special structural designs used to withstand the effect of special loading conditions especially seismic effects. Its design based on the prediction of its stiffness (K) and slenderness factor (λ) cannot be overlooked in the present-day artificial intelligence technology. In this research work, thirty-three entries based on the steel plate damper geometrical properties were recorded and deployed for the intelligent forecast of the fundamental properties (λ and K). Design ratios of the steel plate damper properties were considered and models behavior was recorded. From the outcome of the model, it can be observed that even though the EPR and ANN in that order outclassed the other techniques, the RSM produced model minimization and maximization features of the desirability levels, color factor scales and 3D surface observation, which shows the real model behaviors. Overall, the EPR with R2 of 0.999 and 1.000 for the λ and K, respectively showed to be the decisive model but the RSM has features that can be beneficial to the structural design of the studied steel plate damper for a more robust and sustainable construction. With these performances recorded in this exercise, the techniques have shown their potential to be applied in the prediction of steel damper stiffness with optimized characteristic features to withstand structural stresses