METODOLOGIAS DE SOLUCIÓN DE DIVERSOS PROBLEMAS PRESENTADOS EN EL DISEÑO Y DESARROLLO DE UN CONTROLADOR TÉRMICO

En el presente trabajo se aborda la estrategia de solución a los diversos problemas que pueden acontecer en el desarrollo de controladores térmicos. Estos controladores están basados en el mismo principio de funcionamiento pero diseñados para elementes calefactores de diferentes características eléctricas. Los elementos de sensado seleccionado fueron termopares tipo J los cuales presentaban características de funcionamiento diferentes lo cual requirió de un acoplamiento distinto para ambos controladores. Tales diferencias tienen que ser tomadas en cuenta para el correcto funcionamiento del circuito final. Para lograr esto se seleccionaron los componentes apropiados y disponibles en el mercado. En conjunto con la aplicación de filtros para mejorar el acoplo de señales.Palabra(s) Clave(s): control térmico, driver, LabVIEW, monitoreo

OPTIMIZACION DE CONTROL DE UN SECADOR ROTATORIO PARA PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES (CONTROL OPTIMIZATION OF A ROTARY DRYER FOR AGRO-INDUSTRIAL PRODUCTS)

Resumen Este proyecto de tesis tiene como objetivo la optimización de control de un secador rotatorio de productos agroindustriales. El diseño del control integra instrumentación en un secador rotatorio, diseño de sistema de supervisión través del software LabVIEW V15.0, adquisición de datos que se realiza con una tarjeta NI USB-6009. La interfaz de operación permite controlar el grado de temperatura de aire del secador con técnicas de control P, PI, se programan dos modalidades de operación, offline y online, el modo online muestra el comportamiento del proceso y cinéticas de secado de cascara de naranja del prototipo experimental. El modo offline realiza una predicción de tiempo de secado, porcentaje de humedad final y peso, esto aplicando técnicas de PAGE, WEIBULL Y GAB, modelos ampliamente utilizados y comprobados en el secado de materiales orgánicos para la generación de cinéticas de secado. La discusión se centra en la aplicación de la optimización de un secador de productos agroindustriales a través de la instrumentación y aplicación de técnicas de control para mejorar el consumo energético, bases que servirán de análisis para la mejora de secadores rotatorios de alimentos agroindustriales en el futuro. Palabras Clave: Cinéticas, controladores, instrumentación, modelos y secado. Abstract This thesis project aims to optimize the control of a rotary dryer for agro-industrial products. The control design integrates instrumentation in a rotary dryer, supervision system design through LabVIEW V15.0 software, data acquisition performed with a NI USB-6009 card. The operating interface allows controlling the degree of air temperature of the dryer with P, PI control techniques, two modes of operation are programmed, offline and online, the online mode shows the behavior of the process and the kinetics of the orange peel drying process. experimental prototype. The offline mode makes a prediction of drying time, percentage of final moisture and weight, this applying PAGE, WEIBULL and GAB techniques, widely used and proven models in the drying of organic materials for the generation of drying kinetics. The discussion focuses on the application of the optimization of a dryer for agro-industrial products through the instrumentation and application of control techniques to improve energy consumption, bases that will serve as analysis for the improvement of rotary dryers for agro-industrial food in the future. Keywords: Kinetics, controllers, instrumentation, models and drying

Aplicación de Redes Neuronales para la Predicción de Propiedades Termodinámicas

En los últimos años la necesidad de contar con información experimental confiable para el diseño y la optimización de procesos industriales ha tenido una creciente demanda. Los equipos de medición son extremadamente caros y requieren de personal técnico calificado para su manipulación. Por lo cual, se han dirigido esfuerzos a la simulación de propiedades empleando diferentes metodologías y herramientas. En este trabajo se presenta la aplicación de las redes neuronales para la predicción de propiedades termodinámicas. Esta investigación en particular se centra en la predicción de equilibrio de fases. La red neuronal que se diseño es una red de retropropagación multicapa (backpropagation multicap) programada en Matlab. El entrenamiento fue realizado por medio de Levenberg-Marquardt (trainlm), empleado datos de equilibrio de fases de mezclas binarias de n-alcanos + n-alcoholes, y evaluando la divergencia entre los datos predecidos por la red neuronal y los datos experimentales. La propiedad termodinámica que se evalúo fue la fugacidad, calculada a partir de la ecuación de PC-SAFT. La divergencia entre las predicciones de la red neuronal y la ecuación de estado PC-SAFT fue de 0.05%. Y la divergencia entre las predicciones de la red neuronal y los datos experimentales fue menor al 0.05%.Palabra(s) Clave(s): Sustancias, Redes, Error, Ecuación

SISTEMA DE MONITOREO, ADQUISICIÓN DE DATOS Y CONTROL DE UN DENSÍMETRO DE TUBO VIBRANTE

La adquisición y control de datos experimentales precisos, es primordial en investigaciones que involucran la medición y manipulación de propiedades termodinámicas. Se pretende desarrollar un sistema de supervisión, control  y adquisición de datos  para un densímetro de tubo vibrante para alta presión, mediante el uso del software LabVIEW, el baño de recirculación 9112 y el termómetro 1502A. Para lograr el correcto funcionamiento del densímetro de tubo vibrante (DTV) se deben medir y manipular las propiedades de presión (P) y temperatura (T) para obtener el periodo de oscilación (φ) del mismo. El control de estas variables mediante el software LabVIEW reduce el tiempo y elimina el error comparándolo con un control manual del proceso. El monitoreo permite la adquisición de datos en tiempo real y realizar un registro histórico de las mediciones.Palabra(s) Clave(s): Adquisición, control, densímetro, LabVIEW, temperatura

SISTEMA DE ILUMINACIÓN Y AISLAMIENTO PARA ADQUISICIÓN IMÁGENES DE CONTROL DE CALIDAD DEL JITOMATE (LIGHTING AND INSULATION SYSTEM FOR ACQUISITION QUALITY CONTROL IMAGES OF THE TOMATO)

ResumenEl estudio de calidad de jitomate ha tomado relevancia por su contenido de antioxidantes para combatir enfermedades, esto permite la creación de diferentes productos derivados de esta hortaliza. En este trabajo se presenta una comparación de los sistemas de aislamiento e iluminación para la adquisición de imágenes del jitomate. El método empleado para el desarrollo de este fue integrado por tres fases que son: (1) la de selección de la plataforma de procesamiento, (2) la implementación de los subsistemas de aislamiento e iluminación, (3) la del algoritmo de adquisición de datos. Las dos configuraciones iluminaciones utilizadas en este trabajo fue la de geometría de anillo y difusa. Una parte esencial para una buena operación del sistema de adquisición de imágenes es la configuración de iluminación difusa. Se identificó que la mejor iluminación para la adquisición de imágenes del jitomate fue la de iluminación difusa. Cabe resaltar que la elección de la Raspberry Pi 3 facilitó el desarrollo del algoritmo por el uso del lenguaje de programación Python y las librerías de OpenCV.Palabra(s) Clave: Imagen, Iluminación, Jitomate AbstractThe tomato quality study has become relevant for its antioxidant content to fight diseases, this allows the creation of different products derived from this vegetable. This paper presents a comparison of the isolation and lighting systems for the acquisition of tomato images. The method used for the development of this was integrated by three phases that are: (1) the selection of the processing platform, (2) the implementation of the insulation and lighting subsystems, (3) that of the acquisition algorithm of data. The two lighting configurations used in this work were that of ring and diffuse geometry. An essential part for a good operation of the image acquisition system is the diffuse lighting configuration. It was identified that the best lighting for the acquisition of tomato images was diffuse lighting. It should be noted that the choice of the Raspberry Pi 3 facilitated the development of the algorithm by the use of the Python programming language and OpenCV libraries.Keywords: Image, Lighting, Tomat

DISEÑO DE SENSOR IOT DE VARIABLES CLIMÁTICAS PARA CULTIVO AEROPÓNICO APLICADO A LECHUGA (IOT SENSOR DESIGN OF CLIMATE VARIABLES FOR AEROPONIC CULTIVATION APPLIED TO LETTUCE)

Resumen Se presenta el diseño de un sensor electrónico para el monitoreo de variables climáticas en un sistema aeropónico a través de IoT basado en el microcontrolador ESP32-WROOM-32D. El sensor electrónico contempla las variables: temperatura y humedad relativa del ambiente, humedad relativa y temperatura en la hoja del cultivo y luminosidad. La configuración del microcontrolador se realiza mediante el envío de información mediante bluetooth desde una aplicación desarrollada para Android. La aplicación envía la configuración de SSID y contraseña del modem, API keys o Token, dispositivo o canal y variables que se desean monitorear, una vez enviada la información el microcontrolador entra en modo de funcionamiento enviando la información de los sensores configurados hacia las plataformas de ThingSpeak, Thinger.io, ThingsBoard y Ubidots. Palabras clave: IoT, Agricultura Inteligente, Aeroponía, Redes de Sensores inalámbricos. Abstract The design of an electronic sensor for the monitoring of climatic variables in an aeroponic system through IoT based on the ESP32-WROOM-32D microcontroller is presented. The electronic sensor considers the variables: temperature and relative humidity of the environment, relative humidity and temperature in the crop leaf and luminosity. The microcontroller configuration is done by sending information via Bluetooth from an application developed for Android. The application sends the configuration of SSID and password of the modem, API keys or Token, device or channel and variables that are to be monitored, once the information is sent the microcontroller enters operating mode sending the information of the configured sensors to the platforms of ThingSpeak, Thinger.io, ThingsBoard and Ubidots. Keywords: IoT, Smart Agriculture, Aeroponics, Wireless Sensors Networks

LA TECNOLOGÍA DIGITAL APLICADA EN EL ESTUDIO DE TOMOGRAFÍAS COMPUTARIZADAS DE CORAZÓN (DIGITAL TECHNOLOGY APPLIED IN THE STUDY OF HEART COMPUTED TOMOGRAPHY)

Resumen La evolución de las tecnologías digitales ha abierto muchos campos de investigación en diferentes áreas del conocimiento. El área médica es un área muy beneficiada, que aunque existe mucho trabajo realizado, su gran diversidad deja un gran campo no explotado. La cardiología actual depende mucho de las imágenes y sonidos adquiridos del corazón con equipo especializado para detectar las patologías en los pacientes. Para interpretar estas imágenes, el médico cardiólogo dedica mucho tiempo debido a que es una tarea muy demandante. Por lo que se muchos investigadores se han propuesto desarrollar algoritmos inteligentes que asistan al médico en el proceso. El análisis que se pretende asistir en este trabajo es la medición del calcio en las arterias coronarias, esto se mide a través de un índice obtenido por tomográfica computarizada de baja dosis que cuantifica la exposición de los rayos X en zonas específicas del estudio. Palabras Clave: Arterias coronarias, Bases de datos, Inteligencia Artificial, Tomografía computarizada. Abstract The evolution of digital technologies has opened many fields of research in different areas of knowledge. The medical area is a very benefited area, that although there is a lot of work done, its great diversity leaves a great unexploited field. Today's cardiology relies heavily on acquired images and sounds of the heart with specialized equipment to detect pathologies in patients. To interpret these images, the cardiologist spends a lot of time because it is a very demanding task. So many researchers have set out to develop intelligent algorithms that assist the physician in the process. The analysis that is intended to assist in this work is the measurement of calcium in the coronary arteries, this is measured through an score obtained by low-dose computed tomography that quantifies the X-ray exposure in specific areas of the study. Keywords: Artificial Intelligence, Computed Tomography, Coronary Arteries, Data Base

Mejoramiento de la respuesta fotoacústica en mediciones de difusividad térmica

An alternative photoacoustic cell configuration for the determination of the thermal diffusivity (α), at room temperature, for solid materials is presented. The method is based on the use of two identical photoacoustic chambers, inside both of them, a metallic foil thermally thin is used to transform the light energy to heat energy.  A Reference material placed parallel to a study material allows to relate the thermal properties of the materials used as support in the photoacoustic chambers of the experimental arrangement presented here. The ratio between experimental and theoretical photoacoustic amplitudes is realized to validate a proposed mathematical model.Se presenta una configuración alternativa de celda fotoacústica para la determinación de la difusividad térmica (α), a temperatura ambiente, para materiales sólidos. El método se basa en el uso de dos cámaras fotoacústicas idénticas, al interior de las cámaras en la parte central, una lámina térmicamente delgada es propuesta para transformar la energía luminosa en energía calorífica. Un material de referencia colocado de manera paralela a un material de estudio en la parte posterior del material térmicamente delgado permite relacionar las propiedades térmicas de estos materiales. Se efectúa la razón de amplitudes de señal fotoacústica con el modelo matemático completo contra el modelo propuesto para cobre vs acero, oro vs plata y granito vs mármol obteniendo un error máximo de 3% al emplear el modelo propuesto en lugar del modelo completo

Improvement of the photoacoustic response in thermal diffusivity measurements

An alternative photoacoustic cell configuration for the determination of the thermal diffusivity (α), at room temperature, for solid materials is presented. The method is based on the use of two identical photoacoustic chambers, inside both of them, a metallic foil thermally thin is used to transform the light energy to heat energy.  A Reference material placed parallel to a study material allows to relate the thermal properties of the materials used as support in the photoacoustic chambers of the experimental arrangement presented here. The ratio between experimental and theoretical photoacoustic amplitudes is realized to validate a proposed mathematical model

Fabricación de un prototipo para la medición de propiedades térmicas basado en el efecto fotoacústico

The physical phenomenon derived of the photoacoustic effect are employed in the determination of thermal properties. In the present work, a review of the phenomenon, its development, applications and ways of improving the photoacoustic signal is carried out. An experimental setup of photoacoustic signal is built and instrumented it works with variable and constant frequency. First, the design, G-code and fabrication of the optic table is realized in a 3 axes CNC; then, the experimental setup communication is established through the LabView software. Finally, probes were developed, the obtained results are consistent with the reported in the literature. The obtained prototype was compact and practice. It is possible, due to the elimination of the opto-mechanical components used in traditional systems.Los fenómenos físicos derivados del efecto fotoacústico resultan de suma importancia en la determinación de propiedades térmicas. En el presente trabajo, se realiza una revisión del fenómeno, su desarrollo, aplicaciones y formas de mejorar la señal fotoacústica. Se fabricó e instrumentó un sistema experimental de lecturas fotoacústicas, con capacidad de hacer pruebas en un rango de frecuencia variable y constante. Primero, se realizó el diseñó, código G y fabricación de la mesa óptica en una maquina CNC de 3 ejes; luego, se estableció la comunicación del sistema experimental, utilizando la herramienta virtual LabView. Finalmente, se realizaron pruebas, los resultados obtenidos son consistentes con lo reportado en la literatura.  El prototipo obtenido resulta ser muy compacto y práctico. Esto es posible, gracias a la eliminación de componentes mecánicas utilizadas en los sistemas tradicionales