AF. Ingeniería Electrónica

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Diseño e implementación de una antena Hibiscus para aplicaciones en radioastronomía

Mora Martínez, Sergio | 2022

Este documento muestra los resultados de la implementación de una antena tipo Hibiscus, planteada para la detección de señales radio astronómicas en el rango de frecuencias entre 50 - 120 MHz; esto contribuye al estudio de la línea de 21 cm, de gran interés para la radioastronomía. La antena fue diseñada basada en la estructura Foursquare y luego simulada en 3D haciendo uso del software HFSS y así se obtuvo la respuesta en frecuencia. Adicionalmente el documento presenta una forma de optimizar el trabajo en el diseño del modelo 3D, que fue lo que se hizo en python. Una vez diseñada la antena se implementó y se obtuvo una respuesta del parámetro S11 haciendo uso del analizador de vectorial de redes o VNA, el cual arrojó datos que permitieron comparar y generar conclusiones sobre la respuesta de la antena Hibiscus implementada contra la respuesta ideal. De los análisis que se realizaron se pudo concluir que, para los parámetros establecido y las medidas de diseño, la respuesta de la antena es de banda angosta y no alcanza el rango preferido, llegando a un rango de 48.6 a 57.4 MHz.

Diseño y análisis de antena dipolo Blade para radioastronomía

Mora Martínez, Sergio Francisco | 2022

En este documento se presenta los diseños, simulaciones y resultados de una antena dipolo Blade los cuales permiten observar el comportamiento de una antena dipolo Blade sometida al rango de frecuencia para la señal de hidrogeno, la cual tiene una banda entre 40 a 120 MHz. En la etapa inicial, se realizó una búsqueda de datos y referencias que permitan adoptar diseños que se adapten y funcionen para la detección de la señal de hidrogeno para hallar de los cuerpos celestes más antiguos del cosmos. Para la fase de simulación, se usó el software de diseño HFSS, el cual permite evaluar los distintos comportamientos del elemento o estructura diseñada, en este caso se realiza un análisis basado en los parámetros S11, Z11 y ganancia los cuales permiten verificar el comportamiento del elemento sometido a las condiciones terrestres, como lo son el aire, el material empleado y las interferencias por radiofrecuencia locales. Los resultados de la simulación son similares a los de la medición, esta etapa es una de las más importantes, porque con ella avala el estudio realizado y se acerca a la propuesta más adecuada para que la antena sea un componente optimo y funcional en el radiotelescopio.

Implementación e integración de los sensores de nivel ultrasónico y flotador en el módulo mECCI

Cortés Llanos, Alexander | 2015

La instrumentación virtual la conforma el conjunto de software y hardware. Las mediciones y accionamientos se realizan sobre el campo real, pero los sistemas de control, mecanismos y otros dispositivos serán conectados en el campo virtual. LabVIEWTM es un sistema de programación gráfica que sirve para aplicaciones que contengan adquisición, control y presentación de datos. Este software se utiliza para aplicaciones de medición y procesamiento de datos, el cual se adquiere al conectarse con diferentes piezas de hardware y presentarlos por medio de interfaces gráficas. Este proyecto consiste en la medición de nivel por medio de dos sensores conocidos en la industria, el de ultrasonido y flotador por boyas, adaptados a un módulo de instrumentación. Para lograr esto, es importante que los dispositivos que actúan como elementos integradores del módulo ofrezcan un nivel de seguridad, que garantice el desarrollo completo del proceso en la ejecución. El nivel es una de las variables de proceso más utilizada para optimizar el funcionamiento de las plantas industriales, especialmente en el control de almacenamiento de materias primas y productos acabados.

Definición de los requerimientos y especificaciones para el diseño de un dispositivo electro medicinal para prevenir el síndrome del túnel carpiano

Mateus Rojas, Armando | 2017

Diseño de un sistema modular de presión para el laboratorio de control

Avedaño Pérez, Jonathan | 2014

La ingeniería electrónica ha contribuido al desarrollo y aplicación de dispositivos para la adquisición de datos por sensores, que han tenido gran impacto en áreas como la Robótica, Mecatrónica, Electromedicina, Industrias energéticas, Industria Militar entre otras. Estos instrumentos se encargan de la adquisición de datos (DAQ), que es el proceso de monitorizar desde un PC un fenómeno eléctrico o físico como voltaje, corriente, temperatura, presión o sonido. Un dispositivo DAQ consiste de sensores, hardware de medidas y un PC con software programable. Entre los sensores comunes se encuentran los termopar, RTD, termistor para temperatura, foto sensor para luz, micrófono para sonido, transductor piezoeléctrico para fuerza y presión, acelerómetro para aceleración, entre otros. En la industria la automatización de sistemas mediante controladores es algo tan necesario como habitual, lo vemos en algunos ejemplos como: Control de potencia en motores de inducción, control de nivel de agua, caudal y presión de procesos químicos entre otros, es muy amplio el uso de controladores PID y el uso de microcontroladores para el desarrollo de los mismos y de sus aplicaciones implementando lenguaje de programación libre que facilite la implementación y el bajo costo de adquisición de estos dispositivos.

Diseño e implementación de un sistema de control difuso de temperatura automatizado por procesamiento de imagen aplicado al cultivo del hongo pleurotus ostreatus (Orellana)

Padilla, Jorge Iván | 2014

Con la “reciente” entrada al país del hongo comestible Orellana, procedente del continente Asiático y dadas sus bondades nutricionales, se ha despertado un creciente interés en realizar su cultivo de diferentes maneras, pero también se ha generado un precavido proceder a la hora de comenzar, tan es así a nivel nacional, que los cultivos que se han detectado en su mayoría no se tienen tecnificados los procesos al no tratarse de grandes productores; Aún se sigue la técnica de cultivo en etapas individuales donde es necesaria la intervención humana en las distintas fases por las que pasa el cultivo, que busca la obtención de un producto de alta calidad mediante el control por chequeo constante, pero dando cabida a “riesgo y error humano”, que precisamente es lo que se busca eliminar con la automatización de los sistemas de control. En cuanto al aprovechamiento de éste producto, al tratarse de un elemento que descompone residuos orgánicos, se ha evidenciado un campo de acción efectiva, de gran potencial económico y de participación que es el sector cafetero; Si consideramos el hecho de que Colombia es el cuarto país en la lista de productores de este grano a nivel mundial tan solo por debajo de Brasil, Vietnam e Indonesia respectivamente, se entiende entonces que el uso de la Orellana no se restringe tan solo a su consumo alimenticio sino que también a un uso más racional de aprovechamiento de residuos agroindustriales, además de su aplicación en el campo medicinal lo cual deja en evidencia que el hongo Pleurotus pasa a ser de un producto con alto contenido proteínico cuyo único uso considerado era para el consumo, a uno con un gran potencial de generar ingresos importantes si se tiene en cuenta el amplio rango de acción al no restringirse a un único mercado; Lo anterior ha sido percibido en diversas regiones del país entre las cuales se destacan la zona cafetera y Cundinamarca básicamente que son los puntos en donde se concentra una mayor producción del Hongo en la actualidad.

Estudio comparativo de filtros para el tratamiento de imágenes SAR

Avedaño Pérez, Jonathan | 2014

Aunque la tecnología de captura de imágenes satelitales avanza, el ruido como fenómeno físico siempre es una limitante para analizar adecuadamente las imágenes capturadas. En nuestro caso el ruido Speckle, cuyo estudio y análisis se viene realizando durante 20 años en el mundo, ha motivado investigaciones para reducirlo sin perder información en ese proceso. Nuestro trabajo muestra una variedad de procesos de filtraje más relevantes en el análisis de imágenes satelitales SAR y los comparamos con el fin de determinar el más adecuado. Este análisis es particularmente importante en nuestro país debido a que los estudios en el tema son bastante recientes y la geografía de Colombia muy variada. El Primer Capítulo abarca los preliminares del proyecto. El Segundo Capítulo es una introducción teórica a la Teledetección: todo lo referente al Radar de Apertura Sintética y los fenómenos físicos que se presentan cuando interactúan las microondas con el ambiente y con algunos terrenos en concreto. También se muestra lo relacionado a la teoría de imágenes, su proceso de digitalización desde su formación matemática. Por último se presenta los filtros y criterios de calidad a experimentar explicando su sentido estadístico. El Tercer Capítulo muestra los estudios comparativos que ya se han desarrollado y que han servido de justificación para realizar nuestro proyecto de investigación. Por último, en un Cuarto Capítulo, se encuentra la metodología de la investigación partiendo de la herramienta suministrada y comprobada en otros trabajos de procesamiento de imágenes y material obtenido del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) sobre el municipio del Repelón en el departamento del Atlántico – Colombia y sobre la Ciudad de Cartagena.

Montaje y puesta en marcha de módulos didácticos para el laboratorio de automatización industrial de la escuela colombiana de carreras industriales incluyendo diagnostico y detección de fallos

Vásquez Capacho, Jhon William | 2014

En los procesos industriales uno de los objetivos principales es obtener mayor producción que cumpla con estándares de calidad a menor costo y menor tiempo de elaboración, para cumplir estos básicos, pero necesarios requerimientos se necesitan ingenieros competentes que puedan satisfacer cualquier demanda en el mercado laboral. Para esto es necesario que en la Escuela Colombiana de Carreras Industriales ECCI tenga un laboratorio debidamente equipado para los alumnos cuya carrera pertenezca a la facultad de ingeniería, como Ingeniería Electrónica, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Mecánica y la Especialización de Automatización Industrial puedan desarrollar competencias de una forma más dinámica así como realizar prácticas que los ayude a enfrentar situaciones y se familiaricen con tema. En compañía del alumno de ingeniería Mecánica, se busca diseñar y montar módulos didácticos para el laboratorio de Automatización industrial, los cuales son cinco bancos de prueba con PLC y dos plantas piloto. Un banco de prueba es un equipo de laboratorio que permite realizar prácticas de lógica cableada, igualmente por medio del PLC que está instalado en este, controlar las plantas piloto; las dos son modelos a escala de un proceso, una es un ascensor y la otra son tanques de recirculación de agua. Con este proyecto se pretende hacer un análisis para diagnosticar los posibles fallos que se presenten en las plantas piloto mencionadas, haciendo uso del PLC, teniendo en cuenta el modelo de control basándose en GRAFCET. Este es un trabajo que vienen haciendo bajo la vigilancia, control desde la vicerrectoría de investigaciones junto al Ingeniero John William Vásquez, este proyecto facilita datos por medio de las pruebas al trabajo doctoral del Ingeniero en la Universidad de los Andes.

Fuente de alimentación para una lámpara fluorescente

Bayona, Jhon Fredy | 2014

La utilización de inversores resonantes, que operan a frecuencias altas (mayores a 40KHz) para alimentar lámparas fluorescentes ha venido aumentando porque se obtienen varias ventajas frente a los balastos comunes; algunas de estas son: permite eliminar el molesto y nocivo efecto estroboscópico, ya que estas frecuencias de operación son altas, por tal razón el ojo humano no puede percibir los cambios de ionización de la luminaria [20], reducción en el tamaño y peso del inversor [1, 10]. En este trabajo se muestra el análisis de un inversor con tanque resonante LC serie, los cálculos necesarios para implementar el inversor, la simulación de la fuente de alimentación operando con el inversor resonante y los resultados obtenidos, tanto en las pruebas experimentales como en el funcionamiento del circuito conectado a la lámpara fluorescente.

Diseño e implementación de una red inalámbrica de sensores para monitoreo de temperatura y humedad para un cultivo de invernadero de rosas

Torres, Javier Andrés | 2016

El siguiente proyecto muestra el desarrollo y la implementación de una red inalámbrica de sensores enfocada a cultivos de invernadero, en donde primero se detalla cómo se realizó la selección de componentes en cuanto al hardware que compone la red. También se encuentra cómo se hicieron los diseños de la placa del circuito del “NODO AD” (el cual es el dispositivo que sustenta la red inalámbrica y fue llamado así por su creador). Muestra también el diseño de la placa de la fuente de alimentación y de los sensores que miden dos variables atmosféricas: Temperatura y humedad. En la tercera parte detalla cómo se desarrolló la red inalámbrica (Red basada en radios Xbee). Para la cuarta parte presenta las pruebas de funcionamiento del NODO AD y su tabla de consumo. En la última etapa expone las pruebas de campo, en donde se implementa el dispositivo en un cultivo real (Cultivo de alverjas en un ambiente emulado) y sus respectivos resultados.

Estudio sobre normas y principales características para la implementación de la telefonía 4g LTE en Colombia

Plazas, Leonardo | 2015

El siguiente proyecto tiene como finalidad dar a conocer un documento técnico donde el lector pueda entender y conocer la normativa técnica que se requiere para la implementación de 4G sobre LTE en Colombia, incluyendo las principales características técnicas de la tecnología y los últimos avances en la misma. Además de la parte técnica se dará a conocer el estado del despliegue que tiene en Colombia en este momento, el cual es muy amplio, debido a que esta tecnología llego hace más de un año, y el compromiso del gobierno con este tema es muy bueno, además de esto las empresas de telecomunicaciones tienen una competencia muy férrea, lo cual beneficia mucho al usuario final y al desarrollo de la tecnología en el país. En este momento se cuenta con 7 empresas que prestan el servicio de LTE en Colombia siendo el segundo país en sur américa con más operadores prestando este servicio solo detrás de Brasil, el desarrollo en el último año ha sido tan grande que la cobertura nacional que comenzó con solo las ciudades principales hoy en día cuenta con cobertura de más del 75% del territorio nacional. Este proyecto se elabora con el fin de que se conozca más sobre la tecnología más importante de las telecomunicaciones móviles, y que en Colombia ha llegado con gran fuerza hace más de un año, y que ha tenido un gran despliegue con un gran compromiso del gobierno nacional, pero además de ello se debe comprender que normas se deben seguir para poder implementar esta tecnología en nuestro país, porque el incumplimiento de las mismas, incluso puede afectar la salud y las finanzas. También es importante comprender las características técnicas principales, y que se puedan comprender las grandes diferencias que existen con respecto a las tecnologías anteriores como son 3G y 2G pues esto cambiara totalmente la experiencia con las comunicaciones móviles.

Control para rectificador con factor de potencia cercano a la unidad

Bayona Navarro, Jhon Fredy | 2014

Este trabajo presenta el análisis en detalle de un rectificador monofásico en config uración de elevador en medio puente con alto factor de potencia (UPFC-HBB). El propósito de este trabajo es lograr un factor de potencia unitario y un voltaje de sal ida regulado. El modelamiento y linealización alrededor del punto de operación del UPFC-HBB son expuestos en detalle. El análisis y consideraciones de diseño del con trolador de corriente y de voltaje de salida utilizando el método de corriente promedio son entregados. El esquema de control para la eliminación del desbalance del voltaje de los dos condensadores de salida se discute en detalle. Los resultados teóricos son comprobados por medio de la simulación del modelo de interruptores del UPFC-HBB y también a través del trabajo experimental. Utilizando en el prototipo experimental los siguientes parámetros: voltaje de entrada de 120Vrms, potencia de salida de 80W y voltaje de salida de 450V, se obtiene un factor de potencia de 0.99 y una distorsión armónica total del 2.5%.

Diseño y construcción de soporte estructural para un módulo de entrenamiento

de la Cuesta Puebla, Néstor Luis | 2015

El continuo desarrollo tecnológico y su influencia en la sociedad e industria ha llevado a que los procesos de medición de variables como temperatura, presión, caudal y nivel implementen herramientas o dispositivos que permitan una mayor eficiencia, veracidad, y fácil manejo. También hace necesario que el personal que se encarga de la instalación y manejo de estos sensores tenga conocimiento adecuado que le permita comprender de manera apropiada la manipulación de estos. No obstante así, se observa con preocupación que no todos los centros de educación superior en la faculta de ingeniería electrónica van a la par con este desarrollo tecnológico, dado que no cuenta con laboratorios que faciliten la practica con sensores industriales de temperatura, presión, caudal y nivel, especialmente en un sistema organizado que requiera instalación, control y mantenimiento. Limitando de esta manera la comprensión del funcionamiento de ellos en campo real, la identificación de las diferencias entre procesos de simulación y procesos de medición en un montaje concreto, y sobre todo la posibilidad de fortalecer conocimientos teóricos en espacios aplicados.

Capítulo de libro del grupo de control (M-ECCI)

Bayona Navarro, Jhon Fredy | 2015

Montaje y caracterización de sensores de temperatura en el módulo M-ECCI

Bayona, Jhon | 2015

Este trabajo presenta el proceso de implementación de tres sensores industriales de temperatura; Termopar Tipo K, Termistor PTC1 y RTD 2 (PT100), en el tanque 3 del módulo de entrenamiento M-ECCI. El objetivo principal es obtener experimentalmente, datos como tiempos de respuesta y señales de salida propias de los sensores, que permitan caracterizarlos. Luego, acondicionar las señales de salida a voltajes entre 0-5VDC, para entregarlas a un sistema de adquisición de datos y poder visualizar los valores de temperatura en la pantalla touch del PLC Siemens S7-1200 y en un PC a través una interfaz gráfica mediante el software Labview de National Instruments. Se implementa un circuito electrónico conversor de corriente a tensión, necesario para entregar la señal de salida entre 0-5VDC, puesto que los transmisores propios de los sensores entregan un salida en corriente de 4-20mA. Se crean condiciones de medida llenando el tanque 3 con agua, y variando su temperatura por medio de una resistencia de inmersión y un agitador, el cual cumple la función de distribuir uniformemente la temperatura dentro del tanque. Para asegurar que las medidas obtenidas sean correctas, se utiliza como patrón de medida, un GLX3 . Los datos obtenidos quedan registrados en el presente trabajo, demostrando el comportamiento de los sensores dentro de la aplicación en el módulo M-ECCI.

Instalación y puesta en marcha de un sensor de presión hidrostática y una celda de carga

Bayona Navarro, Jhon Fredy | 2015

Cuando se trata de educación superior de calidad hay que tener las herramientas necesarias para realizar un adecuado proceso de enseñanza durante toda la vida como estudiante de un programa de pregrado, es muy importante tener nociones del trabajo tal cual como es en la vida real. Es por eso que a través de unos bancos de prueba, más exactamente 5 módulos, en los cuales se podrá investigar el comportamiento de las variables físicas tales como: temperatura, presión, caudal y nivel. Además también se tendrán que relacionar conocimientos y habilidades de protocolos de comunicaciones industriales, control, automatización, programación gráfica, programación de PLC’s, acondicionamiento de señales y procesamiento de información. Lo anteriormente dicho se podrá lograr integrando tecnología de sensores, transductores, trasmisores, líneas de trasmisión, tarjetas de adquisición de señales, electroválvulas, motobomba, actuadores, etapas de potencia y control en lazo cerrado. Todo esto tendrá un trasfondo teórico el cual se adquirió por medio del conocimiento y preparación durante toda la carrera de ingeniería electrónica. Las intenciones finales de este proceso de pasantía son de obtener una muy buena preparación para la vida laboral y contribuir con la universidad a titular más y mejores estudiantes de diferentes programas dictados en la ECCI puesto que se espera que estos bancos queden como un laboratorio de pruebas didáctico de la universidad para la comunidad educativa y así poder seguir creciendo en prestigio como universidad de calidad.

Módulo de entrenamiento, control, comunicaciones e instrumentación (M-ECCI) grupo comunicaciones

Bernal Tristancho, Victor Hugo | 2015

Debido a los avances tecnológicos, la industria de hoy en día debe adaptarse al cambio que se presenta en estos tiempos modernos, pasando de tareas realizadas manualmente a sistemas totalmente automatizados. En estos procesos automatizados se cuenta con interfaces gráficas a través de las cuales podemos ver el comportamiento de los distintos procesos en la industria. Nosotros como estudiantes de la UNIECCI diseñamos módulos didácticos de instrumentación, con la principal función de ser una herramienta muy útil para los procesos de aprendizaje de los nuevos estudiantes, y a través de la interacción en estos permitir acercar a los estudiantes a las necesidades reales de nuestra industria. El módulo didáctico tiene como pilar la automatización utilizando el PLC y la adquisición a través de una tarjeta SbRIO de National Instruments, es de aclarar que esto no es camisa de fuerza cualquier estudiante puede aprender trabajando con los módulos utilizando la tecnología como por ejemplo micro controladores (Pic, Motorola, Nec, etc); trabajaremos con las herramientas mencionadas anteriormente a través de estas debemos interactuar con los distintos tipos de sensores y actuadores que contamos en nuestros módulos de instrumentación como son electroválvulas, variadores de velocidad, sensores de presión, sensores de caudal, etc.