ECG study in practical labs for biomedical engineering training

Non-invasive biomedical measurements are one of the most important technological contributions whitin the biomedical engineering field. On this paper, a dual laboratory session student oriented is designed to simulate and implement a cardial signal monitor. During the first session, ORCAD PSpice software is used to simulate the whole process. The students can acquire knowledge on the process by configuring and running both the instrumentation amplifier and a passive filter to improve the signal quality. The second session requires from the student basic laboratory skills to use a specific printed circuit board (PCB) to measure its very own cardiac potential. As a result, from this session, the student can visualize the ECG signal acquired directly on the laboratory oscilloscope

SPGCam: A specifically tailored camera for solar observations

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.Designing a new astronomical instrument typically challenges the available cameras on the market. In many cases, no camera can fulfill the requirements of the instrument in terms of photon budget, speed, and even interfaces with the rest of the instrument. In this situation, the only options are to either downgrade the performance of the instrument or design new cameras from scratch, provided it is possible to identify a compliant detector. The latter is the case of the SPGCams, the cameras developed to be used with the Tunable Magnetograph (TuMag) and the Sunrise Chromospheric Infrared spectroPolarimeter (SCIP) for the Sunrise iii mission. SPGCams have been designed, developed, and built entirely in-house by the Solar Physics Group (SPG) at the Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). We report here on the scientific rationale and system engineering requirements set by the two instruments that drove the development, as well as on the technical details and trade-offs used to fulfill the specifications. The cameras were fully verified before the flight, and results from the assembly and verification campaign are presented as well. SPGCams share the design, although some parametric features differentiate the visible cameras (for TuMag) and the IR ones (for SCIP). Even though they were specifically developed for the Sunrise iii mission, the robust and careful design makes them suitable for different applications in other astronomical instruments. © 2023 Orozco Suárez, Álvarez García, López Jiménez, Balaguer Jiménez, Hernández Expósito, Labrousse, Bailén, Bustamante Díaz, Bailón Martínez, Aparicio del Moral, Morales Fernández, Sánchez Gómez, Tobaruela Abarca, Moreno Mantas, Ramos Más, Pérez Grande, Piqueras Carreño, Katsukawa, Kubo, Kawabata, Oba, Rodríguez Valido, Magdaleno Castelló and Del Toro Iniesta.This work was funded by the Spanish MCIN/AEI, under projects RTI 2018-096886-B-C5, PID 2021-125325OB-C5, and PCI 2022-135009-2, and co-funded by European FEDER funds, “A way of making Europe,” under grants CEX 2021-001131-S and 10.13039/501100011033.Peer reviewe

Innovación en las enseñanzas universitarias: experiencias presentadas en las III Jornadas de Innovación Educativa de la ULL

En este libro se recoge un conjunto de experiencias de innovación educativa desarrolladas en la ULL en el curso 2011-12. Se abordan distintos ámbitos y ramas del conocimiento, y ocupan temáticas variadas que han sido desarrolladas con rigor, y con un claro potencial para su extrapolación a efectos de la mejora educativa en el ámbito universitario. Esta publicación constituye una primera edición de una serie que irá recogiendo las experiencias de innovación educativa de la ULL. Este es un paso relevante para su impulso en nuestra institución, como lo es el de su vinculación con la investigación educativa, para potenciar su publicación en las revistas científicas en este ámbito cada vez más pujante y relevante para las universidades. Sobre todo representan el deseo y el compromiso del profesorado de la ULL para la mejora del proceso educativo mediante la investigación, la evaluación y la reflexión compartida de nuestras prácticas y planteamientos docentes

Hardware and Software Implementation of the Embedded Controlling System for the TuMag Camera

The main objective of this paper is to present the design and implementation of an embedded controlling system for the Tunable Magnetograph (TuMag) instrument camera sensor and test-bench software application for camera laboratory characterization. The TuMag camera is based on a new scientific sensor GPIXEL SENSE400 device family equipped with an FPGA. The camera sensor has an active area of 2048 × 2048 pixels and reaches a frame rate of up to 48 frames per second. The embedded controlling system was implemented on an Artix 7 FPGA, which oversees controlling the image sensor through a configuration interface. It controls the read-out of the sensor data and the communication of commands with the host device. The camera has a standard CoaXPress communication interface of up to 3125 Gbps. The FPGA embedded control system allows bit, word, and serial channel calibration and the modification of several parameters, such as the region of interest (RoI) size, exposition time, hardware or software trigger, single or continuous acquisition modes, sensor gain, and adjustment of the black level offset and exposition time. In addition, the firmware has a temperature controller, voltage level monitoring, and an enable–disable power sensor. In addition, the test-bench software application is a library developed in Python 3.7. It is a wrapper for the standard GeniCan commercial frame grabber interpreter. This wrapper permits the improvement of the interaction and interface between the user and the hardware in the camera calibration. The test-bench software application permits the reduction of costs and the transport risk of the TuMag camera between different laboratories. All TuMag embedded control systems and test-bench software application functionalities were successfully tested according to scientific requirements

La motivación en el aprendizaje de la Electrónica como mejora de la calidad de la educación

La educación racional debe complementarse con la educación emocional (motivación), en esta, podemos destacar sus factores motivacionales como son: la activación de la curiosidad y del interés, el facilitar el aprendizaje de las estructuras de conocimiento, de los mapas conceptuales, de los problemas integradores, así como un aprendizaje global, al finalizar el curso, que facilitan el aprendizaje, el trabajo en grupo (colaborativo) y permiten que obtengamos buenos resultados en nuestras evaluaciones de los estudiantes

Distance measurement as a practical example of FPGA design

El aprendizaje de diseño digital a nivel RT requiere de ejemplos prácticos y conforme se avanza en el aprendizaje se precisa que los ejemplos aumenten de complejidad. Las FPGA y las placas de desarrollo ofrecen una plataforma muy adecuada para la implementación de estos diseños. Sin embargo las sesiones prácticas presenciales suelen tener una duración de dos horas, lo que no facilita que la complejidad de los diseños sea alta. Por ello se requiere de diseños que se puedan realizar en varias sesiones y que además sean prácticos. En esta comunicación se presenta, a modo de demostrador, la construcción de un sistema medidor de distancia. Para ello se cuenta con un módulo de medidor de distancias con ultrasonidos y los datos se muestran en visualizadores 7-segmentos de una placa Nexys-4.Proyecto CESAR (TEC2013-45523-R)Proyecto INTERVALO (TEC2016-80549-R)Proyecto LACRE (CSIC 201550E039

FPGA design example for maximum operating frequency measurements

La mejor forma de aprender a diseñar sistemas digitales a nivel RT es haciendo uso de ejemplos prácticos. Además, desde el punto de vista docente, cuanto más prácticos, más atractivos son para los alumnos. Pero para que un diseño sea atractivo, aunque se plantee con una baja complejidad, no es posible realizarlo en una única sesión de prácticas. En esta comunicación se presenta, a modo de demostrador, el diseño a nivel RT y su implementación en FPGA de un sistema digital que utiliza el cifrador de flujo Trivium y sobre el que se hacen medidas de su frecuencia máxima de operación. El diseño de este circuito se realiza en tres sesiones de prácticas de unas dos horas de duración cada una.Proyecto CESAR (TEC2013-45523-R)Proyecto INTERVALO (TEC2016-80549-R)Proyecto LACRE (CSIC 201550E039