Estudi de la tecnologia LED aplicada a l'enllumenat

Si bé la tecnologia LED (Light Emitting Diode) s’està manifestant de manera creixent en el dia a dia de la humanitat, encara és una tecnologia relativament nova i recent, que s’està obrint a una multitud de camps d’aplicació, des d’indicadors lluminosos de tot tipus d’aparells electrònics fins a televisors LED. En particular, en el camp de l’enllumenat, tot i que encara no hi ha entrat amb fermesa (per diferents motius que s’intentaran esbrinar en aquest estudi), es preveu que la tecnologia LED passarà a la història com la segona revolució en l’àrea de la il·luminació, després de la bombeta d’Edison. Estudi de la tecnologia LED aplicada a l’Enllumenat pretén ser un projecte de recerca d’Enginyeria, amb dos objectius concrets: Objectiu 1.- En primer lloc, es pretén elaborar una descripció i recopilació bibliogràfica relativament profunda sobre els dispositius LED, que abasti des de les seves bases científiques i els seus inicis fins als avenços més recents, repassant els aspectes tecnològics i les variants principals que s’han estat ideant recentment. Això es considera necessari perquè la informació sobre els LED sol estar disgregada, podent-se trobar o bé en llibres on es descriuen les seves bases científiques i les característiques generals, o bé en manuals i prospectes on es consideren solament alguns tipus de LED o d’aplicacions, i que sovint queden antiquats, en un camp que està actualment en contínua evolució. Aquesta recopilació que contempla (de manera ràpida, per raons de limitació d’espai i de temps) els diferents aspectes, tant els més bàsics com els més tecnològics, i que considera diversos avenços recents (en particular en l’àmbit de la il·luminació), ha de permetre adquirir una bona visió global del tema i poder-se situar correctament respecte del què significa actualment la tecnologia LED, què se’n pot esperar i quin ús se’n pot fer en aquest moment. Això, en particular, permetrà plantejar més correctament el segon objectiu, que es descriu més avall. L’objectiu 1 es desenvolupa essencialment en els dos primers capítols: en el primer (Capítol 2) s’analitzen els fonaments de la radiació òptica, enunciant tot un seguit de conceptes i dades que ajudaran a interpretar el capítol següent (Capítol 3), on s’aprofundeix molt més en la tecnologia LED pròpiament. La recopilació bibliogràfica corresponent s’inclou en el Capítol 6.Objectiu 2.- Com a segon objectiu d’aquest estudi es planteja aplicar tots els coneixements adquirits en l’objectiu anterior a un cas real, en concret a la realització un projecte d’instal·lacions d’enllumenat públic en el municipi català de Navàs, basat en la tecnologia LED. Aquest objectiu es desenvolupa en el Capítol 4, on es motiva i es descriu el projecte d’instal·lacions i s’avalua la viabilitat tècnica i econòmica del mateix, tenint en compte tant els seus beneficis com els seus inconvenients. Per últim, en el Capítol 5 es resumeixen les conclusions principals del Projecte, i en el Capítol 6 s’inclou la Bibliografia. Completen aquesta Memòria els tres Annexos on es donen, respectivament, la legislació, el llistat de punts de llum instal·lats en la població de Navàs i els fulls de característiques de les làmpades i lluminàries proposades per a la substitució

Estudi de la tecnologia LED aplicada a l'enllumenat

Si bé la tecnologia LED (Light Emitting Diode) s’està manifestant de manera creixent en el dia a dia de la humanitat, encara és una tecnologia relativament nova i recent, que s’està obrint a una multitud de camps d’aplicació, des d’indicadors lluminosos de tot tipus d’aparells electrònics fins a televisors LED. En particular, en el camp de l’enllumenat, tot i que encara no hi ha entrat amb fermesa (per diferents motius que s’intentaran esbrinar en aquest estudi), es preveu que la tecnologia LED passarà a la història com la segona revolució en l’àrea de la il·luminació, després de la bombeta d’Edison. Estudi de la tecnologia LED aplicada a l’Enllumenat pretén ser un projecte de recerca d’Enginyeria, amb dos objectius concrets: Objectiu 1.- En primer lloc, es pretén elaborar una descripció i recopilació bibliogràfica relativament profunda sobre els dispositius LED, que abasti des de les seves bases científiques i els seus inicis fins als avenços més recents, repassant els aspectes tecnològics i les variants principals que s’han estat ideant recentment. Això es considera necessari perquè la informació sobre els LED sol estar disgregada, podent-se trobar o bé en llibres on es descriuen les seves bases científiques i les característiques generals, o bé en manuals i prospectes on es consideren solament alguns tipus de LED o d’aplicacions, i que sovint queden antiquats, en un camp que està actualment en contínua evolució. Aquesta recopilació que contempla (de manera ràpida, per raons de limitació d’espai i de temps) els diferents aspectes, tant els més bàsics com els més tecnològics, i que considera diversos avenços recents (en particular en l’àmbit de la il·luminació), ha de permetre adquirir una bona visió global del tema i poder-se situar correctament respecte del què significa actualment la tecnologia LED, què se’n pot esperar i quin ús se’n pot fer en aquest moment. Això, en particular, permetrà plantejar més correctament el segon objectiu, que es descriu més avall. L’objectiu 1 es desenvolupa essencialment en els dos primers capítols: en el primer (Capítol 2) s’analitzen els fonaments de la radiació òptica, enunciant tot un seguit de conceptes i dades que ajudaran a interpretar el capítol següent (Capítol 3), on s’aprofundeix molt més en la tecnologia LED pròpiament. La recopilació bibliogràfica corresponent s’inclou en el Capítol 6.Objectiu 2.- Com a segon objectiu d’aquest estudi es planteja aplicar tots els coneixements adquirits en l’objectiu anterior a un cas real, en concret a la realització un projecte d’instal·lacions d’enllumenat públic en el municipi català de Navàs, basat en la tecnologia LED. Aquest objectiu es desenvolupa en el Capítol 4, on es motiva i es descriu el projecte d’instal·lacions i s’avalua la viabilitat tècnica i econòmica del mateix, tenint en compte tant els seus beneficis com els seus inconvenients. Per últim, en el Capítol 5 es resumeixen les conclusions principals del Projecte, i en el Capítol 6 s’inclou la Bibliografia. Completen aquesta Memòria els tres Annexos on es donen, respectivament, la legislació, el llistat de punts de llum instal·lats en la població de Navàs i els fulls de característiques de les làmpades i lluminàries proposades per a la substitució

Estudi i desenvolupament d'un nou sistema d'inspecció de stents basat en tècniques de metrologia òptica

Stent quality control is a critical process. Coronary stents have to be inspected 100% so no defective stent is implanted into a human body. We have developed an optical non-contact measurement instrument that provides stent inspection in an automated and high-speed approach, delivering the user all the necessary information to assess whether a stent is valid or needs to be rejected. As regards to the instrument design, we have developed and built an optical sensor head that obtains high resolution colour images of the stent surfaces at high speed. Acquired images contain not only contour information of the struts, but also depict the edges roundnesses caused by the surface treatment. This has been achieved by the integration of a triple illumination system in combination with a high precision rotational stage and an area seen camera, which also acquires in line-scan mode. As a result, a patent filed by Sensofar Medical, S.L. protects this invention, which is also being commercialized by the same company. Regarding to the rotational system, different driving configurations have been analysed, and the motion errors that they produce to the images have been studied. Taking this into account, manufacturing tolerances have been established accordingly to guarantee high quality image acquisition. As regards to image acquisition and analysis, we have studied and characterized the difference between the image obtained with a conventional, bright field microscope and the proposed system. Moreover, we have introduced a new method to measure sidewalls critical dimensions, consisting of taking the same, line-scanned images at a certain observation angle. Together with a correction model, 1-micron precision measurements are obtained. To be able to process the measurements in an automated approach, we have developed critical dimension measurement algorithms for the four stent surfaces: abluminals (inner and outer) and luminal (sidewalls). Additionally, we have studied, developed and implemented defect detection algorithms controlled by a sensitivity parameter adjusted by the user. Defects are also classified in a supervised classifier approach by means of a previous training with a defects database. The instrument has also been enabled with tridimensional measurement capabilities, based on coherence scanning interferometry to obtain the topography and roughness of any surface. This technique is also used to characterize defects in 30 in order to reduce the stent rejection rate and thus increasing the process efficiency, as the height of the candidates which maybe are not defects can be also assessed. Besides, this technique can also measure the transparent film thicknesses of drug eluting stents. In this case, due to the cylindrical shape of the samples, measured thicknesses are altered by the local slope at the measuring point, so we have proposed and evaluated two correction models that provide the thickness 30 map corrected automatically. All the capabilities described provide a number of advantages in the stent production and quality control stages. Specifically, objectivity and traceability of these processes are significantly increased, making stents every day more safe devices, reducing the restenosis rate, cardiac accidents or illnesses resulting from an implant malfunction.El control de qualitat dels stents és un procés crític. El 100% dels stents coronaris han de ser inspeccionats, ja que properament s'han d'implantar en el cos humà. S'ha dissenyat un instrument de mesura sense contacte que permet inspeccionar els stents de forma totalment automatitzada i a alta velocitat, proveint a l'usuari amb tota la informació necessària per jutjar si un stent és vàlid o s'ha de rebutjar. Pel que fa al disseny de l'instrument, s'ha dissenyat i construït un capçal òptic que permet obtenir imatges d'alta resolució i en color de la superfície dels stents a alta velocitat. Les imatges adquirides contenen informació tant del contorn dels struts com de l'arrodoniment de les seves arestes provocat pel procés de tractament superficial. Això s'ha aconseguit incorporant un sistema d'il·luminació triple en combinació amb un sistema de rotació d'alta precisió i una càmera d’àrea que també adquireix en mode line-scan. Com a resultat, s'ha registrat una patent registrada per Sensofar Medical, S.L. que protegeix aquesta invenció i que esta sent actualment explotada per la mateixa empresa. Pel que fa al sistema de rotació, s'han analitzat diferents construccions a nivell d'accionament electromecànic i se n'han estudiat els errors que es produeixen sobre les imatges dels stents. De la mateixa manera, s'han establert unes toleràncies constructives màximes per tal de garantir la captura d'imatge d'alta qualitat. A nivell d'adquisició d'imatge i de l’anàlisi de les mateixes per poder realitzar mesures dimensionals, s'ha estudiat i caracteritzat la diferencia entre les imatges obtingudes amb un microscopi convencional de camp ciar i amb el sistema proposat. A més a més s 'ha plantejat una nova manera de mesurar el gruix de les parets deis stents o sidewalls que consisteix en fer les mateixes imatges line-scan a un cert angle d'observació, que mitjançant uns models de correcció permeten obtenir mesures amb precisió d'una micra. Per poder dur a terme aquest procés de forma automatitzada, s'han desenvolupat els algoritmes de mesura de les dimensions crítiques dels stents a les quatre superfícies dels stents: abluminals (exterior i interior) i luminals (sidewalls). Per altra banda, s'ha estudiat, desenvolupat i implementat la detecció de defectes en base a un paràmetre de sensitivitat ajustat per l'usuari i la seva classificació en un mode supervisat mitjançant un entrenament amb una base de dades de diferents tipus de defectes. A l'instrument s'hi ha integrat la capacitat de mesura tridimensional basada en interferometria de llum blanca per obtenir la topografia i la rugositat de qualsevol superfície o defecte. Aquesta tecnologia també s'utilitza per caracteritzar en tres dimensions els defectes, reduint la taxa de rebuig al poder determinar l'alçada d'aquells candidats que potser no haurien de ser catalogats com a tal, per tant incrementant l'eficiència del procés productiu. Per altra banda, aquesta tècnica també permet mesurar el gruix deis recobriments transparents que es dipositen en els drugeluting stents. En aquest cas , i degut a que aquestes mesures es realitzen sobre una superfície cilíndrica, els gruixos mesurats es troben alterats pel pendent local del punt de mesura, de manera que s'han proposat i avaluat dos models de correcció que obtenen el mapa de gruix tridimensional corregit de forma automàtica. Totes les capacitats descrites constitueixen un conjunt d'avantatges en les etapes de producció i control de qualitat dels stents. Concretament, s'incrementa l'objectivitat i la traçabilitat d'aquests processos, fent que els stents siguin cada vegada més segurs i que per tant hi hagin menys casos de estenosis, accidents cardíacs o malalties derivades d'un mal funcionament de l'implant.Postprint (published version

Stent optical inspection system calibration and performance

Implantable medical devices, such as stents, have to be inspected 100% so no defective ones are implanted into a human body. In this paper, a novel optical stent inspection system is presented. By the combination of a high numerical aperture microscope, a triple illumination system, a rotational stage, and a CMOS camera, unrolled sections of the outer and inner surfaces of the stent are obtained with high resolution at high speed with a line-scan approach. In this paper, a comparison between the conventional microscope image formation and this new approach is shown. A calibration process and the investigation of the error sources that lead to inaccuracies of the critical dimension measurements are presented.Postprint (author's final draft

Step height standards based on self-assembly for 3D metrology of biological samples

Modern microscopes and profilometers such as the coherence scanning interferometer (CSI) approach sub-nm precision in height measurements. Transfer standards at all measured size scales are needed to guarantee traceability at any scale and utilize the full potential of these instruments, but transfer standards with similar characteristics upon reflection to those of the measured samples are preferred. This is currently not the case for samples featuring dimensions of less than 10 nm and for biosamples with different optical charasteristics to silicon, silica or metals. To address the need for 3D images of biosamples with traceable dimensions, we introduce a transfer standard with dimensions guaranteed by natural self-assembly and a material that is optically similar to that in typical biosamples. We test the functionality of these transfer standards by first calibrating them using an atomic force microscope (AFM) and then using them to calibrate a CSI. We investigate whether a good enough calibration accuracy can be reached to enable a useful calibration of the CSI system. The result is that the calibration uncertainty is only marginally increased due to the samplePeer ReviewedPostprint (published version

Caminando en la ruta sentipensante: configuración de experiencias pedagógicas nivel inicial

494 páginasEste texto es realizado en el contexto del Plan de Desarrollo 2016 – 2020, “Bogotá mejor para todos”, en el que se señala: Bogotá es entendida como una ciudad educadora, en la que todos los ciudadanos son agentes educadores y todos los espacios pueden ser escenarios pedagógicos para el aprendizaje. Una ciudad educadora tiene como centro el conocimiento e inspira aprendizaje, formas y lenguajes para reconocernos, para reencontrarnos; los espacios para el aprendizaje son entendidos como espacios para la vida, en los que se posibilita la investigación y la innovación para vivir mejor, para reinventarnos como ciudad, una ciudad mejor para todos. Los dieciocho textos aquí presentados, fruto del acompañamiento pedagógico realizado por el IDEP en 2019, son base y referente para seguir aportando en la configuración y consolidación de comunidades de saber y práctica pedagógica de la ciudad, así como en la conformación de colectivos y redes de maestros. Son la evidencia de un potente trabajo de acompañamiento a experiencias de nivel inicial, caracterizadas por contar con ideas o avances para problematizar, estructurar, fundamentar, elaborar estrategias y un plan de acción

Threading libraries performance when applied to image acquisition and processing in a forensic application

Peer-reviewedBased on concerns during ballistics identification, a new system for ballistics image acquisition and data processing is proposed. Since image processing consists of high CPU load rates, a comparison of three different threading libraries is presented, concluding that parallel processing enhances ballistics identification speed

Estudi de la tecnologia LED aplicada a l'enllumenat

Si bé la tecnologia LED (Light Emitting Diode) s’està manifestant de manera creixent en el dia a dia de la humanitat, encara és una tecnologia relativament nova i recent, que s’està obrint a una multitud de camps d’aplicació, des d’indicadors lluminosos de tot tipus d’aparells electrònics fins a televisors LED. En particular, en el camp de l’enllumenat, tot i que encara no hi ha entrat amb fermesa (per diferents motius que s’intentaran esbrinar en aquest estudi), es preveu que la tecnologia LED passarà a la història com la segona revolució en l’àrea de la il·luminació, després de la bombeta d’Edison. Estudi de la tecnologia LED aplicada a l’Enllumenat pretén ser un projecte de recerca d’Enginyeria, amb dos objectius concrets: Objectiu 1.- En primer lloc, es pretén elaborar una descripció i recopilació bibliogràfica relativament profunda sobre els dispositius LED, que abasti des de les seves bases científiques i els seus inicis fins als avenços més recents, repassant els aspectes tecnològics i les variants principals que s’han estat ideant recentment. Això es considera necessari perquè la informació sobre els LED sol estar disgregada, podent-se trobar o bé en llibres on es descriuen les seves bases científiques i les característiques generals, o bé en manuals i prospectes on es consideren solament alguns tipus de LED o d’aplicacions, i que sovint queden antiquats, en un camp que està actualment en contínua evolució. Aquesta recopilació que contempla (de manera ràpida, per raons de limitació d’espai i de temps) els diferents aspectes, tant els més bàsics com els més tecnològics, i que considera diversos avenços recents (en particular en l’àmbit de la il·luminació), ha de permetre adquirir una bona visió global del tema i poder-se situar correctament respecte del què significa actualment la tecnologia LED, què se’n pot esperar i quin ús se’n pot fer en aquest moment. Això, en particular, permetrà plantejar més correctament el segon objectiu, que es descriu més avall. L’objectiu 1 es desenvolupa essencialment en els dos primers capítols: en el primer (Capítol 2) s’analitzen els fonaments de la radiació òptica, enunciant tot un seguit de conceptes i dades que ajudaran a interpretar el capítol següent (Capítol 3), on s’aprofundeix molt més en la tecnologia LED pròpiament. La recopilació bibliogràfica corresponent s’inclou en el Capítol 6.Objectiu 2.- Com a segon objectiu d’aquest estudi es planteja aplicar tots els coneixements adquirits en l’objectiu anterior a un cas real, en concret a la realització un projecte d’instal·lacions d’enllumenat públic en el municipi català de Navàs, basat en la tecnologia LED. Aquest objectiu es desenvolupa en el Capítol 4, on es motiva i es descriu el projecte d’instal·lacions i s’avalua la viabilitat tècnica i econòmica del mateix, tenint en compte tant els seus beneficis com els seus inconvenients. Per últim, en el Capítol 5 es resumeixen les conclusions principals del Projecte, i en el Capítol 6 s’inclou la Bibliografia. Completen aquesta Memòria els tres Annexos on es donen, respectivament, la legislació, el llistat de punts de llum instal·lats en la població de Navàs i els fulls de característiques de les làmpades i lluminàries proposades per a la substitució

RGBW LED light source for microscopy. Study and design. Fuente de luz RGBW para microscopía. Estudio y diseño. Font de llum RGBW per microscopia. Estudi i disseny.

Projecte final de màster oficial fet en col.laboració amb Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Universitat de Barcelona (UB) i Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)English: The aim of this study is to investigate and improve an existing confocal and interferometric dual profiler system with a new light source able to provide both RGB signals for confocal imaging, phase shift interferometry and bright field, and broadband white light for vertical scan interferometry and thin film metrology based on spectroscopic reflectometry.Castellano: El objetivo de este estudio es investigar y mejorar un sistema perfilómetro dual confocal y interferométrico con una nueva fuente de luz capaz de proporcionar señales RGB para metrología confocal, interferometría de desplazamiento de fase y campo claro y luz blanca de banda ancha para la interferometría de exploración vertical y metrología de capas delgadas basada en la reflectometría espectroscópica.Català: L'objectiu d'aquest estudi és investigar i millorar un sistema perfilòmetre dual confocal i interferomètric amb una nova font de llum capaç de proporcionar senyals RGB per metrologia confocal, interferometria de desplaçament de fase i camp clar i llum blanca de banda ampla per a la interferometria d'exploració vertical i metrologia de capes primes basada en la reflectometria espectroscòpica

Confocal unrolled areal measurements of cylindrical surfaces

Confocal microscopes are widely used for areal measurements thanks to its good height resolution and the capability to measure high local slopes. For the measurement of large areas while keeping few nm of system noise, it is needed to use high numerical aperture objectives, move the sample in the XY plane and stitch several fields together to cover the required surface. On cylindrical surfaces a rotational stage is used to measure fields along the round surface and stitch them in order to obtain a complete 3D measurement. The required amount of fields depends on the microscope’s magnification, as well as on the cylinder diameter. However, for small diameters, if the local shape reaches slopes not suitable for the objective under use, the active field of the camera has to be reduced, leading to an increase of the required number of fields to be measured and stitched. In this paper we show a new approach for areal measurements of cylindrical surfaces that uses a rotational stage in combination with a slit projection confocal arrangement and a highspeed camera. An unrolled confocal image of the cylinder surface is built by rotating the sample and calculating the confocal intensity in the centre of the slit using a gradient algorithm. A set of 360º confocal images can be obtained at different heights of the sample relative to the sensor and used to calculate an unrolled areal measure of the cylinder. This method has several advantages over the conventional one such as no stitching required, or reduced measurement time. In addition, the result shows less residual flatness error since the surface lies flat in the measurement direction in comparison to field measures where the highest slope regions will show field distortion and non-constant sampling. We have also studied the influence on the areal measurements of wobble and run-out introduced by the clamping mechanism and the rotational axis.Peer ReviewedPostprint (published version