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2n Premi TIC Bages 2024, Award-winning

Aquest projecte pretén donar resposta al desinterès i rebuig generalitzat dels infants per anar al medi natural, una necessitat detectada en el món de l'educació en el lleure infantil i juvenil que està tenint conseqüències negatives en la vida i el desenvolupament dels infants. Mitjançant un procés de prototipatge basat en el cicle de Deming, s'ha creat la prova de concepte d'un dispositiu que gamifica l'experiència d'aprenentatge a l'entorn natural, per engrescar als infants a anar a la natura, descobrir plantes, animals i rastres al llarg del camí, i a fer-se preguntes sobre el perquè del seu entorn. Aquest dispositiu, que és una experiència en el seu conjunt, es presenta dins una caixa amb tots els elements del producte. Per una banda, el dispositiu, una carcassa de fusta que integra el microcontrolador Arduino Giga R1 wifi amb totes les connexions ja fetes i una pantalla de 3.97". Per altra banda, en una bossa a part s'inclouen els components electrònics: un lector de microSD, un mòdul GPS, una càmera de 2MP i una pila alcalina de 9V. Finalment, un "cofre" que amaga, amb clau, un premi que han de desbloquejar. L'experiència s'inicia quan l'infant rep la caixa amb el producte "desmuntat" i ha de col·locar tots els components als ports corresponents de la carcassa. D'aquesta manera es promou que l'infant es faci preguntes i aprengui sobre electrònica i electricitat. En engegar aquest dispositiu, apareix a la pantalla una interfície atractiva i intuïtiva amb 4 botons, un per cadascuna de les funcionalitats principals: fer fotos (Càmera), veure les fotos fetes (Galeria), consultar la ubicació actual (GPS) i, proposar un seguit de reptes (Reptes). Els reptes són l'element distintiu del dispositiu. Es presenten 33 reptes de diferents categories (coneixement, benestar, creativitat i altres). L'infant ha de superar els reptes i penjar una fotografia per mostrar que s'ha realitzat aquest. Amb la superació de tots els reptes es desbloqueja un codi per obrir el cofre, inc

Aquest treball de final d’estudis descriu com dissenyar un prototip de levitador magnètic de baix cost econòmic. La levitació magnètica, també anomenada MagLev, és la interacció entre camps magnètics que generen forces d’atracció o de repulsió per eliminar la força del pes d’un objecte. El levitador consisteix en un actuador, en aquest cas un solenoide, que produeix una força electromagnètica que actua sobre un objecte. L’objecte conté metall o un imant que el fan levitar degut a l’efecte d’aquesta força. Per aconseguir la levitació constant és necessari un control robust de l’electromagnetisme de l’actuador. Addicionalment per mostrar el desenvolupament del disseny, aquest document conté el muntatge del circuit alimentador i controlador del solenoide, la programació del microcontrolador i l’estudi del control robust. El desenvolupament de la part pràctica del treball s’han portat a terme en un laboratori de recerca universitària situat a la Escola Superior d’Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa. Els experiments de prova i error fets en temps real mostren els resultats obtinguts en el projecte. Aquests resultats compleixen parcialment l’objectiu del treball ja que el levitador magnètic no és capaç, encara que s’hi observa intenció, de fer levitar un imant. Això és degut, principalment, a falta de temps, complexitat del projecte i errors humans. Les claus per a un pròxim estudi en el qual s’aconsegueixi avançar i/o aconseguir l’objectiu estàn marcades en les conclusions d’aquesta memòria. Tot el material fet servir durant l'elaboració del treball està recollit en els documents que el conformen

In this work, the design process, part selection, programming and integration of a line detection and following system is thoroughly described, adapting to the structure, hardware and control systems already present in a prototype called ROBOGait SPORT. It is a mobile gait analysis robot for humans and, more specifically, it analyzes the way athletes run. At the start of this work, the GPS system proposed to guide the robot was already developed, but it did not function correctly. Because of this reason, in this an alternative guiding mode from the one implemented in the original prototype it’s taken on. Taking advantage of the fact that tests with the subjects are done in athletic tracks, using the differentiated coloration of the lines that separate the runner’s tracks in the circuit, to delimit and guide the route of the robot using a computer vision system was proposed as a more effective method. To do this, the Raspberry Pi 5 microcontroller, Raspberry’s Camera Module 3 and the open source computer vision library OpenCV and the photographic sensor control library libcamera have been used.

Machine learning models by emerging neural networks (NNs) are being developed to solve advanced and complex tasks; for example, multi-branch NNs (such as Siamese and Triplet networks) have been proposed to perform similarity checking tasks, and large-scale models (such as Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) and Stable Diffusion) have been developed for nature language and image processing. These emerging NNs that often have a large model size, are potentially resilient to small errors during computation; however, when considering random errors originating from the underlying hardware implementation (such as soft errors on nanoscale circuits induced by radiation or voltage scaling), their complexity poses an obvious question: can these models still operate dependably when implemented by nano-scaled CMOS technologies? This article explores this concern by analyzing and evaluating the dependability of emerging NNs in the presence of hardware induced errors; the results are expected to provide insights for relevant error protection techniques when applying these models in safety-critical applications.

El objetivo de este trabajo es explorar cómo los avances en esta industria impactan en el comercio de Taiwán, las estrategias de países en un mundo cada vez más interconectado y el futuro de la industria de semiconductores. Se divide en siete partes y se presenta de la siguiente manera: comenzamos con las definiciones de semiconductores y algunos términos importantes de la industria. A continuación, analizamos la importancia de la industria de semiconductores de Taiwán tanto en su propia economía como en el mercado mundial. Luego, exploramos las posibles oportunidades de cooperación que Taiwán tiene con otras potencias tradicionales en el mundo de los semiconductores. En el quinto y el sexto capítulo, investigamos factores clave del éxito de la industria, como la creación de la empresa TSMC y el parque científico de Hsinchu. En el séptimo capítulo, abordamos la conexión que tendrá la inteligencia artificial con la industria de semiconductores en el futuro. Finalmente, terminamos el trabajo con unas conclusiones. En el próximo capítulo, explicaremos las definiciones de los términos importantes en la industria., Grado en Comercio

En este proyecto se desarrolla el diseño, montaje y programación de un fermentador de tempeh desde la etapa de diseño del fermentador hasta su puesta en marcha. A través de una extensa recopilación de información relacionada con el proceso de fermentación del tempeh se han definido las características necesarias para producir tempeh empleando un fermentador. Así mismo, en este proyecto se justifica tanto la elección de los componentes que forman la estructura y morfología del fermentador, como los componentes electrónicos que integran el sistema de control y cómo éstos interactúan entre ellos a través de un microcontrolador. No solo se ha pretendido desarrollar un dispositivo capaz de fermentar tempeh, sino que, además, se ha integrado el fermentador de tempeh en el internet de las cosas, proporcionando conectividad Wifi y Bluetooth para la transmisión datos. Al final de este proyecto se llevan a cabo unos ensayos con el fermentador para probar su capacidad para fermentar tempeh de forma satisfactoria y a la vez probar todas las funcionalidades del fermentador., This project develops the design, assembly and programming of a tempeh fermenter. Through an extensive collection of information, the characteristics required for the production of tempeh through a fermenter have been defined. Likewise, this project justifies both the choice of the components that make up the structure and morphology of the fermenter, as well as the electronic components that make up the control system and how they interact with each other through a microcontroller. Not only has the aim been to develop a device capable of fermenting tempeh, but also the tempeh fermenter has been integrated into the Internet of Things, providing Wifi and Bluetooth connectivity for data transmission. At the end of this project, tests are carried out with the fermenter to test its ability to ferment tempeh satisfactorily and at the same time test all the functionalities of the fermenter.

Este proyecto tiene como objetivo principal diseñar un conjunto de cajas embarcadas modulares, para componentes eléctricos, en una motocicleta eléctrica del equipo E3 Team de la competición MotoStudent. Se comenzará con la normativa correspondiente de la competición, centrándose en los apartados correspondientes al entorno mecánico y eléctrico. Así se conocerán las limitaciones en el diseño a fin de poder ser apto para la competición. También se investigará el modularidad como concepto y los elementos de los cuales depende. Esto es a fin de disponer una orientación en la que enfocar el diseño de las piezas. Se investigarán otros equipos rivales. Se analizarán las ideas que estos utilizan y así saber cómo mejorar nuestros diseños, usándolos como inspiración. Con lo establecido en el apartado anterior, se diseñarán los diferentes modelos del proyecto. Si bien para los bocetos iniciales se utilizaran sistemas más rudimentarios, se usará software acorde cuando se tenga intención de hacer diseños aplicables. Una vez se finalicen los diseños se procederá con la fabricación de las piezas, siendo en impresión 3d debido a la facilidad, rapidez y disponibilidad de dicho método. Tras la fabricación se continua con el montaje para comprobar que los componentes cumplen los requisitos de funcionamiento. Para finalizar el proyecto, se presentarán las conclusiones obtenidas a lo largo del proyecto, además de las futuras líneas de trabajo en las que este podría mejorarse., The main objective of this project consists of designing a set of modular embarked boxes for electric components for the electric motorcycle of E3 Team, a MotoStudent racing team. The first step is revising the competitions regulations, focusing mechanical and electric sections. With this, limitations of design will be known to comply with the rules for the competition. Modularity as a concept and its main point will also be investigated. It will orientate de design elements for the components. Rival teams on the competition will be investigated. Their ideas and approaches will be analyzed to know how to improve our designs, using them as inspiration. With what’s established on the earlier paragraph, the different models for the project will be designed. While first sketches will be made rudimentarily, software will be used to make functional designs. Once the designs are finalized, manufacturing will be the next step. 3D printing will be used. After manufacturing, the components will be mounted to check if they comply with the operating requirements. To finalize the project, conclusions obtained throughout will be exposed, apart from future lines work in which this could be improved.

En el aquest treball s'elabora un estudi de control i viabilitat d’un sistema de tracció ferroviària modificant la subestació de tracció i canviant el convertidor típic per un convertidor MMC (Convertidor Modular Multinivell), un convertidor comunament utilitzat en sistemes de transport d'energia en el àmbit d'energies renovables i el transport de molt alta tensió. Es realitza una investigació del entorn ferroviari i especialment s’estudia l’electrònica de potència que hi ha implementada actualment. A partir d’un model ja elaborat del convertidor, s’analitzarà i adaptarà a les necessitats del sistema ferroviari actual com a exemple de necessitat a satisfer o demanda de la càrrega. A partir del model modificat, es realitza un estudi estàtic i dinàmic de l’eficiència i pèrdues del sistemes de conversió d’electricitat per a concloure el final del estudi., This study examines the control and feasibility of a railway traction system, with a focus on modifying the traction substation and replacing the conventional converter with a MMC converter (Modular Multilevel Converter). This converter is a common choice in energy transport systems for renewable energies and high-voltage transport. A detailed examination of the railway environment is conducted, with a particular focus on the power electronics currently in use. The converter model that has already been developed will be analysed and adapted to meet the needs of the current railway system, which will serve as an example of the needs to be met or the demand for freight.

En este proyecto se realiza el estudio del funcionamiento del sensor de presión manométrica ADP51B63. El objetivo es poder realizar una serie de experimentos con el sensor para poder conocer su funcionamiento en diferentes condiciones y que pueda servir como práctica de laboratorio para los futuros alumnos de la asignatura de instrumentación electrónica. Para ello se ha diseñado y construido una maqueta monitorizada mediante un microprocesador y se ha creado una interfaz gráfica para poder obtener los datos del sensor y mostrarlos por pantalla. Se han realizado distintos experimentos para comprobar cómo reacciona el sensor, extrayendo al tiempo sus características. Finalmente, se han obtenido numerosos resultados muy valiosos que permiten comprender el funcionamiento del sensor en diferentes aplicaciones.

En la primera parte de este trabajo, se pretende situar el vehículo eléctrico (VE) en el contexto de evolución de la automoción, describiendo el estado del arte en el sector. También se determina el estado actual de los VE, sus componentes y la disposición de las unidades de control electrónico (ECUs). Para ello, se presentan los contenidos de una forma cronológica, resolviendo alguna de las siguientes preguntas, ¿Cuándo nace el automóvil propiamente dicho que conocemos hoy en día?, ¿Cómo afecta la electrónica en el automóvil?, ¿En qué consiste el VE?, o ¿Cómo se transfiere la información entre los diferentes sistemas electrónicos que componen un automóvil? A continuación, se defiende la necesidad de incrementar la conectividad eléctrica en los vehículos. Debido al aumento de capacidades y la integración de nuevas funciones en los vehículos, unido a la necesidad de reducir tamaño y costes de sus componentes, nacen las redes de comunicación multiplexadas. Éstas son necesarias para poder transmitir toda la información que se emite a través de mensajes entre las ECUs y los sensores/actuadores de los sistemas eléctricos/electrónicos. En estas líneas se describen también los diferentes protocolos de comunicación usados para transmitir estos mensajes, el CAN/CANFD, el LIN, el FlexRay y el Ethernet. En la parte final, se analiza la interacción entre ECUs y la tendencia hacia nuevos modelos jerárquicos. Para poder conseguir una gestión adecuada de cada uno de estos sistemas electrónicos, se hace necesario un modelo jerárquico, embebido en lo que se conoce como arquitectura de comunicación entre ECUs. Este modelo, como se verá, está evolucionando hacia la descentralización jerárquica (disminuyendo la importancia de una ECU principal), obteniendo así una serie de ventajas, y también desventajas. Éstas se presentan y concluyen en un análisis de las diferentes características, actuales y futuras, de la conectividad eléctrica del automóvil.

El treball que es presenta a continuació se centra en l'exploració de solucions innovadores en el monitoratge de pacients fora de l'hospital, amb èmfasi en l'autonomia energètica dels dispositius mèdics portables. Es proposa un estudi teòric i pràctic per construir un prototip d'electrocardiògraf alimentat per l'energia de les ones de radiofreqüència. Es revisen tècniques de captació d'energia i s'analitzen les particularitats d’aquestes aplicades a la radiofreqüència. Es realitza un estudi sobre l'electrocardiograma com a diagnòstic mèdic i l'arquitectura d'un electrocardiògraf convencional. La part final aborda la construcció del prototip, incloent la comparació de components, la creació de la placa de circuit imprès i els primers passos en la programació del microcontrolador per verificar el seu funcionament. L'objectiu és desenvolupar una solució que aprofiti l'energia de l'entorn per a dispositius de monitoratge, millorant l'autonomia i la llibertat dels pacients en règim no hospitalari., El trabajo que se presenta a continuación se centra en la exploración de soluciones innovadoras en la monitorización de pacientes fuera del hospital, con énfasis en la autonomía energética de los dispositivos médicos portátiles. Se propone un estudio teórico y práctico para construir un prototipo de electrocardiograma alimentado por la energía de las ondas de radiofrecuencia. Se revisan técnicas de captación de energía y se analizan las particularidades de estas aplicadas a la radiofrecuencia. Se realiza un estudio sobre el electrocardiograma como diagnóstico médico y la arquitectura de un electrocardiograma convencional. La parte final aborda la construcción del prototipo, incluyendo la comparación de componentes, la creación de la placa de circuito impreso y los primeros pasos en la programación del microcontrolador para verificar su funcionamiento. El objetivo es desarrollar una solución que aproveche la energía del entorno para dispositivos de monitorización, mejorando la autonomía y la libertad de los pacientes en régimen no hospitalario., The work presented below focuses on exploring innovative solutions in monitoring patients outside the hospital, with an emphasis on the energy autonomy of portable medical devices. A theoretical and practical study is proposed to build a prototype electrocardiogram powered by the energy of radiofrequency waves. Energy harvesting techniques are reviewed, and the specificities of their application to radiofrequency are analysed. A study is conducted on the electrocardiogram as a medical diagnosis tool and the architecture of a conventional electrocardiogram. The final part addresses the construction of the prototype, including component comparisons, the creation of the printed circuit board, and the initial steps into programming the microcontroller to verify its operation. The objective is to develop a solution that harnesses environmental energy for monitoring devices, enhancing the autonomy and freedom of patients undergoing non-hospital care.

Today, online partial discharge (PD) measurements are common practice to assess the condition status of dielectrics in high-voltage (HV) electrical grids. However, when online PD measurements are carried out in electrical facilities, several disadvantages must be considered. Among the most important are high levels of changing electrical noise and interferences, signal phase couplings (cross-talk phenomena), and the simultaneous presence of various defects and difficulties in localizing and identifying them. In the last few decades, various PD-measuring systems have been developed to deal with these inconveniences and try to achieve the adequate supervision of electrical installations. In the state of the art, one of the main problems that electrical companies and technology developers face is the difficulty in characterizing the measuring system’s functionalities in laboratory setups or in real-world facilities, where simulated or real defects must be detected. This is mainly due to the complexity and costs that the laboratory setups entail and the fact that the facilities are permanently in service. Furthermore, in the latter scenario, owners cannot assign facilities to carry out the tests, which could cause irreversible damage. Additionally, with the aforementioned installations, a comparison of results over time in various locations is not possible, and noise conditions cannot be controlled to perform the characterizations in a correct way. To deal with the problems indicated, in this article, an affordable scale modular test platform that simulates an HV installation is presented, where real on-site PD measuring conditions are simulated and controlled. In this first development, the HV installation comprises a cable system connected at both ends to a gas-insulated substation (GIS). As the most common acquisition technique in online applications is based on the placement of high-frequency current transformer (HFCT) sensors in the grounding cables of facilities

This paper presents a 4-parallel 1024-point multi-path delay commutator (MSC) fast Fourier transform (FFT) architecture. The aim of this work is to provide multiple optimizations of this type of FFT at the architectural level. This results in a highly optimized FFT architecture that uses significantly fewer resources than previous ones. One advantage of the proposed approach is that it uses two identical processing modules, which simplifies the development of architecture. Between the modules, instead of permutation circuits, we use matrix transposition with memories, which results in a more compact and hardware-efficient solution. Additionally, a tailor-made design of the rotations and the application of shift-and-add techniques lead to a reduction in their number and complexity. Experimental results show that the proposed architecture requires significantly fewer hardware components than previous comparable parallel pipeline FFT architectures.

Concrete and Portland cement-based products are the most widely used materials in the construction industry. According to the Global Cement and Concrete Association (GCCA), 14 billion cubic meters of concrete are consumed worldwide every year. Knowledge of their properties is essential to ensure the quality of concrete products and structures. Knowing the evolution of certain parameters related to their durability makes it possible to prevent situations that affect compliance with quality requirements. Thanks to advances in IoT (Internet of Things) technologies, it is possible to know the evolution of these parameters in real time. The following work pursues the development and application of a prototype to monitor the setting time of concrete. This equipment provides real-time measurements, taking advantage of the Internet of Things (IoT) technology, allowing effective monitoring of the thermal behavior of concrete during its setting process. By measuring the temperature of the process and evaluating the resistance acquired during the setting time, we can correlate these two parameters, thus ensuring their correct evolution and allowing quick action to avoid future problems. For the development of this work, temperature measurements were made during the setting of 12 concrete specimens corresponding to four different mixtures (two types of cement with and without additives), assessed at three setting ages (28, 90, and 180 days). Through detailed experimental tests, the sensor was accurately and reliably validated, showing its ability to detect temperature changes, indicating the initial and final setting time. In addition, it was observed that the integration of the DS18B20 sensor does not compromise the structural properties of the concrete. The prototype’s cost-effectiveness, efficiency, and easy installation make it a valuable tool for construction professionals, offering an innovative solution to ensure the quality and durability of the concrete. This breakthro

The BC501A sensor is a liquid scintillator frequently used in nuclear physics for detecting fast neutrons. This paper describes a hardware implementation of digital pulse shape analysis (DPSA) for real-time analysis. DPSA is an algorithm that extracts the physically relevant parameters from the detected BC501A signals. The hardware solution is implemented in a MicroTCA system that provides the physical, mechanical, electrical, and cooling support for an AMC board (NAMC-ZYNQ-FMC) with a Xilinx ZYNQ Ultrascale-MP SoC. The Xilinx FPGA programmable logic implements a JESD204B interface to high-speed ADCs. The physical and datalink JESD204B layers are implemented using hardware description language (HDL), while the Xilinx high-level synthesis language (HLS) is used for the transport and application layers. The DPSA algorithm is a JESD204B application layer that includes a FIR filter and a constant fraction discriminator (CFD) function, a baseline calculation function, a peak detection function, and an energy calculation function. This architecture achieves an analysis mean time of less than 100 µs per signal with an FPGA resource utilization of about 50% of its most used resources. This paper presents a high-performance DPSA embedded system that interfaces with a 1 GS/s ADC and performs accurate calculations with relatively low latency.

Deze Hak-al-special behandelt voorbeelden van mobiele apps, internet, elektronische tools en andere slimme technologie, die we kunnen gebruiken bij het vastleggen van natuurwaarnemingen.

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. El agua es un bien esencial para la vida humana y su escasez tiene un impacto determinante sobre la sociedad y la economía. La agricultura es el principal sector consumidor de agua dulce y, como tal, se resiente especialmente. En regiones áridas y semiáridas, como el sureste de España, la disponibilidad de agua de riego condiciona el tipo de cultivo y el volumen de producción. Además, el contexto mundial actual de cambio climático y crecimiento poblacional tensionan la situación con un mayor déficit hídrico y demanda de productos agrícolas, que conforman la base de nuestra alimentación, respectivamente. Por tanto, se nos plantea el reto ineludible de ser más eficientes, de producir más con menos. La respuesta de la ciencia ha sido el desarrollo de técnicas de riego deficitario controlado (RDC o RDI en inglés), con las que se pretende reducir notablemente el consumo de recursos hídricos de forma precisa en determinadas épocas de la temporada, minimizando el perjuicio sobre el volumen y la calidad de la cosecha. Sin embargo, la aplicación satisfactoria de estas estrategias de riego requiere de un control continuo del estado de la plantación. Resulta crucial evitar que el estrés hídrico supere niveles extremos, que ponga en riesgo la producción o provoque un estado irrecuperable del cultivo en último término, así como asegurar que se cubren las necesidades hídricas en los periodos críticos. Por ello, se emplean diferentes indicadores del estado hídrico, siendo el potencial hídrico de tallo, medido a mediodía con cámara de presión, el considerado como referencia. El inconveniente de este método es que no permite una monitorización continua, por lo que su uso no es viable para una gestión automática del riego. Con el objetivo de estimar el estado del cultivo de forma autónoma, se han investigado otros indicadores que están relacionados para una medida indirecta. Uno de ellos es la temp, [ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. Water is an essential resource for human life and its scarcity has a decisive impact on society and economy. Agriculture is the main consumer of fresh water and thus is particularly affected. In arid and semi-arid regions, such as southeastern Spain, the availability of irrigation water conditions the type of crop and the production volume. In addition, the current global context of climate change and population growth stresses the situation with a greater water deficit and demand for agricultural products, which constitute the basis of our diet, respectively. Therefore, we face the unavoidable challenge of being more efficient, to produce more with less. The response of science has been the development of regulated deficit irrigation (RDI) techniques, which aim to significantly reduce the consumption of water resources precisely at certain periods of the season, minimizing the impact on the volume and quality of the harvest. However, the successful implementation of these irrigation strategies requires continuous control of the plantation's status. It is crucial to prevent water stress from exceeding extreme levels, which would threaten production or ultimately lead to an unrecoverable crop condition, and to ensure that water needs are satisfied during critical periods. For this reason, different indicators of water status are employed, being the stem water potential (SWP), measured at midday with a pressure chamber, the one considered as a reference. The disadvantage of this method lies in that it does not allow continuous monitoring, so it is not feasible for automatic irrigation management. With the objective of estimating crop status autonomously, other related indicators have been proposed for indirect measurement. One of these is crop canopy temperature, which has been extensively studied. Plants regulate their temperature by means of evapotranspiration, which they contr

Un radar MIMO (Multiple Input Multiple Output) es un sistema de radar que utiliza múltiples transmisores y receptores trabajando coordinadamente. Esto permite al radar obtener una mayor resolución espacial, mejorar la detección y seguimiento de objetivos, y reducir las interferencias. En primer lugar, se pretende analizar y caracterizar un conjunto de 15 nodos, 8 transmisores y 7 receptores. Estos nodos de radiofrecuencia se encuentran en una PCB radar utilizada para la realización de imágenes en tres dimensiones que se encuentra en el GMR (Grupo de Microondas y Radar) de la UPM (Universidad Politécnica de Madrid). Los nodos utilizan una tecnología LFMCW (Linear Frecuency Modulated Continuous Wave) en banda W. Los nodos radar están compuestos por una placa de radiofrecuencia y una placa en banda base. La placa de radiofrecuencia contiene un MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) y la placa de banda base alimenta los diferentes nodos y se encarga de controlar cada uno manteniendo el sincronismo entre ellos. Se establecerá un procedimiento adecuado a seguir para caracterizar cada uno de los nodos, atendiendo a los parámetros más importantes, como el ancho de banda, el rizado en el espectro de transmisión, o el tiempo de subida de las señales digitales. Para la caracterización se utilizarán instrumentos del laboratorio del GMR, como osciloscopios, analizadores de espectros o sondas de frecuencia. A continuación, y en base al diseño integrado de la PCB radar que contiene los 15 nodos, se diseñará un nodo en banda W. El nodo debe ser capaz de funcionar de forma aislada. Para cumplir con el objetivo, cada nodo particular debe tener un microcontrolador y ser configurable de manera individual. Este TFG forma parte de un colectivo para el diseño de un radar MIMO multifrecuencia para generación de imágenes tridimensionales.

Today, renewable energy systems offer the opportunity to take advantage of resources such as wind energy. In order to achieve efficient management of devices and systems that generate energy using this type of resource, it is imperative that operators have accurate and timely information. Therefore, it is essential to monitor and visualize the data associated with this equipment, both in industrial environments and in homes. Telemetry systems are commonly used for these purposes, since the main advantage of telemetry lies in the ability to obtain real-time information about our project. This allows us to correct possible failures quickly and efficiently, streamlining procedures and optimizing equipment performance. Consequently, telemetry is presented as a fundamental tool to maximize the use of renewable energy resources and ensure optimal operation of the systems. In this context, the objective of this degree work is to develop a telemetry system that allows the visualization and monitoring of wind variables by the personnel of the Micro-grid laboratory of the University of Cuenca. This system employs a IoT architecture, where the data obtained from the inverters located in the Irquis mini- wind farm are stored in the Thingsboard server using the HTTP. This information can be exported in plain text format, facilitating its analysis or use in future applications.

El presente trabajo, desarrollado en colaboración con el proyecto SecBluRed, pretende abordar las vulnerabilidades que presentan los dispositivos IoT, especialmente las relacionadas con la inminente llegada de la computación cuántica, mediante la selección de los esquemas de seguridad post-cuánticos más adecuados para los mismos. Una vez elegidos, el objetivo prioritario es la propuesta de una plataforma hardware capaz de monitorizar una red de nodos IoT en tiempo real para la detección de ataques mediante el uso de técnicas de inteligencia artificial. Los recientes avances en computación cuántica han vuelto a poner el foco sobre los problemas de seguridad existentes en la infraestructura IoT. El algoritmo de Shor, que solo puede ser ejecutado en ordenadores cuánticos, es capaz de romper por completo los problemas matemáticos en los que se basan los esquemas de criptografía asimétrica usados en la actualidad. La propuesta de ciberseguridad más interesante en dispositivos de bajas prestaciones es la criptografía post-cuántica, que se basa en algoritmos que pueden ser implementados en ordenadores clásicos pero que, por el momento, no pueden ser resueltos de manera eficiente por computadores cuánticos. De acuerdo con el concurso de estandarización del NIST, y teniendo en cuenta parámetros como el consumo y los tiempos de latencia, se escogen los criptosistemas KYBER y Falcon, en combinación con el algoritmo simétrico AES-256, como los más adecuados para su implementación en la red IoT. El diseño de la plataforma hardware no se desarrolla desde cero, sino que se parte de una placa semejante que sirve como referencia para el prototipado hardware/software. Dentro de las distintas alternativas existentes, los Systems on Module como el Kria SoM ofrecen altos niveles de computación para tareas críticas que exigen elevado rendimiento y baja latencia, además de la posibilidad de ser conectados a una tarjeta portadora completamente personalizada para cualquier aplicación empotr

Trabajo de fin de grado acerca de un sistema de control térmico para la evaluación preliminar de componentes electrónicos utilizados en aplicaciones espaciales.

Desde sus inicios hasta la actualidad, los robots cuadrúpedos han experimentado un gran auge y desarrollo gracias a los avances de la robótica y a la demanda de las aplicaciones en la sociedad. Después de los robots bípedos son los que mayor movilidad presentan, realizan rescates de personas en entornos de alto riesgo e inspecciones industriales entre sus campos de aplicación más destacados. Pueden tener diferentes morfologías, diferentes tamaños, pero lo que realmente les caracteriza es la complejidad de la locomoción. los diferentes algoritmos existentes de la locomoción de los robots cuadrúpedos que han ido apareciendo a lo largo de su historia reciente. Después se parte de un pequeño robot cuadrúpedo basado en servomotores desde el que se abarca el diseño iterativo de placas de circuito impreso PCB y se prototipa una placa basada en un microcontrolador Cortex-M3 STM32 para el robot cuadrúpedo con una IMU, un BMS, un conversor DC-DC Buck Converter, un módulo de comunicaciones cercanas, realimentaciones analógicas de posición y de corriente. Por último, se comprueba su funcionamiento con algoritmos de control realizados por autores anteriores, y se implementa un sistema de parada automática de emergencia mediante lógica borrosa.

Este trabajo se centra en el diseño del sistema y procedimiento de montaje para garantizar el ensamblaje de los distintos componentes que formarán parte de la estructura mecánica que alojará la nueva electrónica frontal de las cámaras de deriva del Solenoide Compacto de Muones (CMS, por sus siglas en inglés). Estas nuevas estructuras son necesarias para permitir el funcionamiento del detector tras la actualización que se llevará a cabo en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN para trabajar a alta luminosidad. Se ha elaborado un estudio del contexto y del sistema que está funcionando actualmente para garantizar una correcta integración. El diseño ha seguido un proceso iterativo estableciendo las especificaciones requeridas, el estudio de posibles soluciones y su adaptabilidad a la fabricación industrial. Se destaca el análisis de los sistemas de refrigeración de la electrónica y la importancia de la selección de materiales marcada por la durabilidad de los componentes bajo radiación. Se han elaborado dos secuencias de montaje para que el ensamblaje se realice de manera correcta y segura, buscando optimizar el trabajo, cumplir con los tiempos de producción establecidos y facilitar la comunicación entre las distintas instituciones que colaboran en el proyecto. Con el fin de reunir esta información, se han creado dos manuales cuidando el diseño bajo la búsqueda de claridad y sencillez para minimizar posibles errores de usuario y guiar al operario en el proceso de montaje. En este documento se trabajan los aspectos técnicos de la fabricación y el montaje que se desarrolla en el CIEMAT, centro partícipe en la construcción de las cámaras de deriva y cuyo trabajo sigue contribuyendo a fortalecer la posición del experimento CMS y su consolidación como un progreso significativo en el ámbito del conocimiento en física de partículas. –ABSTRACT- This thesis focuses on the design of the system and assembly procedure to ensure the installation of the different components that

La introducción de fuentes de energía renovables en la generación eléctrica, y el subsiguiente abandono paulatino de los generadores síncronos asociados a las fuentes de energía tradicionales trae consigo un cambio de paradigma en la manera que gestionamos la frecuencia en la red. Tradicionalmente la inercia de los generadores síncronos jugaba un papel fundamental a la hora de amortiguar el efecto que producían las perturbaciones sobre la estabilidad de la frecuencia, y permitía ajustar la producción de energía para corregir las variaciones de frecuencia antes de que cruzasen unos límites que pudiesen ocasionar daños tanto al consumo como a la red en sí. Sin embargo, la reducción del peso de los generadores síncronos sobre la producción eléctrica global a raíz de la entrada de nuevas fuentes de energía renovables conlleva una reducción de la inercia del sistema, y hace que sea necesario plantear soluciones basadas en la electrónica de potencia que nos permitan mantener una frecuencia estable. Una de estas soluciones es la adopción de inversores Grid-Forming, que pueden actuar junto con fuentes de energía renovables como la solar o la fotovoltaica, así como con dispositivos de almacenamiento de energía. Este tipo de inversores nos permite crear una red local imponiendo el nivel de tensión y frecuencia, así como crear inercia de forma virtual, de manera que la estabilidad de la red no dependa del empleo de generadores síncronos. Los inversores Grid-Forming pueden ser programados de varias maneras para satisfacer las necesidades de consumo en cada momento. Este TFG tiene como objetivo comparar tres estrategias de control de inversores Grid-Forming diferentes, siendo estas: Droop Control, Virtual Synchronous Machine y Synchronverter. Se emplearán dos herramientas de simulación: Typhoon HIL y Matlab-Simulink, se analizarán los resultados obtenidos en ambos programas y se estudiarán las discrepancias que hayan podido surgir entre ellos así como sus posibles causas. Poster

El objeto de este trabajo consiste en realizar un sistema de control electrónico que permita optimizar y automatizar el comportamiento de un sistema híbrido batería-pila de combustible implementado en una bicicleta eléctrica. Para ello, será necesario evaluar el montaje que el profesor X.Salueña dispone en las instalaciones de la ESEIAAT-UPC e implementar un sistema mediante Arduino capaz de valorar el estado de la bicicleta y actuar según las necesidades de diseño. La metodología adoptada combina un análisis del estado y necesidades actuales, el desarrollo del programa informático y el montaje del nuevo sistema de control, con un enfoque mayoritariamente práctico. Como resultado, se ha creado una solución eficaz que permite monitorizar y automatizar el montaje. Las conclusiones destacan la relevancia y potencial de Arduino, destacando su implementación en todo tipo de proyectos actuales

The complexity of Machine Learning (ML) systems increases each year. As these systems are widely utilized, ensuring their reliable operation is becoming a design requirement. Traditional error detection mechanisms introduce circuit or time redundancy that significantly impacts system performance. An alternative is the use of Concurrent Error Detection (CED) schemes that operate in parallel with the system and exploit their properties to detect errors. CED is attractive for large ML systems because it can potentially reduce the cost of error detection. In this paper, we introduce Concurrent Classifier Error Detection (CCED), a scheme to implement CED in ML systems using a concurrent ML classifier to detect errors. CCED identifies a set of check signals in the main ML system and feed them to the concurrent ML classifier that is trained to detect errors. The proposed CCED scheme has been implemented and evaluated on two widely used large-scale ML models: Contrastive Language–Image Pre-training (CLIP) used for image classification and Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) used for natural language applications. The results show that more than 95\% of the errors are detected when using a simple Random Forest classifier that is orders of magnitude simpler than CLIP or BERT.

Este volumen compila el conjunto de actividades llevadas a cabo durante la celebración de la XIII Reunión del Comité de Optoelectrónica, perteneciente a la Sociedad Española de Óptica SEDOPTICA y celebrada en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla los días 14, 15 y 16 de junio de 2023. Bajo el lema "Conectando la academia y la industria" se exploraron durante esta cita los últimos avances en el campo de la fotónica y la optoelectrónica realizados en España y se intercambiaron ideas en torno a las novedades surgidas en este ámbito de investigación. El libro contiene el programa completo de la reunión, en el que se describen las actividades llevadas a cabo, la relación de empresas participantes con sus espacios de exposición y charlas técnicas, las actividades del Foro de Innovación y Foro de Empleo, las comunicaciones científico-técnicas presentadas por los asistentes, así como el fallo de los premios a estudiantes en sus diversas categorías.

Constant evolution of the Internet poses significant security challenges. Likewise, industrial systems are exposed to threats and vulnerabilities that can compromise data integrity. It is proposed to design and implement a cybersecurity architecture for the Micro-red de la Universidad de Cuenca, following standards, best practices, and security recommendations for Industrial Control Systems (ICS). Architecture involves planning, establishment, and maintenance of assets and systems with security in mind. This includes network segmentation based on enclaves through the configuration of a router and switches, using VLANs to separate visualization, servers, and field devices in the micro-grid. Firewall is employed to ensure only authorized traffic flows between enclaves. Access policies and restrictions were developed to control network assets by creating roles. A different access approach to the SCADA was implemented using Guacamole. Finally, a database is set up in Gestionnaire Libre de Parc Informatique (GLPI) for managing IT and OT assets, allowing support and monitoring. This architecture not only enhanced cybersecurity but also enabled a more organized and efficient operation of the laboratory, which previously had limited information about network status, topology, and assets.

Stochastic Computing (SC) has the potential to dramatically improve important nanoscale circuit metrics, including area and power dissipation, for implementing complex digital computing systems, such as large neural networks, filters, or decoders, among others. This paper reviews the state-of-the-art design of important SC building blocks covering both arithmetic circuits, including multipliers, adders, and dividers, and finite state machines (FSMs) that are needed for numerical integration, accumulation, and activation functions in neural networks. For arithmetic circuits, we review newly proposed schemes, such as Delta Sigma Modulator-based dividers providing accurate and low latency computation, as well as design considerations by which the degree of correlation/decorrelation can be efficiently handled at the arithmetic circuit level. As for complex sequential circuits, we review classical stochastic FSM schemes as well as new designs using the recently-proposed dynamic SC to reduce the length of a stochastic sequence to obtain computation results. These stochastic circuits are compared to traditional implementations in terms of efficiency and delay for various levels of accuracy to illustrate the ranges of values for which SC provides significant performance benefits.

Inference and on-chip training of Artificial Neural Networks (ANNs) are challenging computational processes for large datasets; hardware implementations are needed to accelerate this computation, while meeting metrics such as operating frequency, power dissipation and accuracy. In this article, a high-performance ASIC-based design is proposed to implement both forward and backward propagations of multi-layer perceptrons (MLPs) at the nanoscales. To attain a higher accuracy, floating-point arithmetic units for a multiply-and-accumulate (MAC) array are employed in the proposed design; moreover, a hybrid implementation scheme is utilized to achieve flexibility (for networks of different size) and comprehensively low hardware overhead. The proposed design is fully pipelined, and its performance is independent of network size, except for the number of cycles and latency. The efficiency of the proposed nanoscale MLP-based design for inference (as taking place over multiple steps) and training (due to the complex processing in backward propagation by eliminating many redundant calculations) is analyzed. Moreover, the impact of different floating-point precision formats on the final accuracy and hardware metrics under the same design constraints is studied. A comparative evaluation of the proposed MLP design for different datasets and floating-point precision formats is provided. Results show that compared to current schemes found in the technical literatures, the proposed design has the best operating frequency and accuracy with still good latency and energy dissipation.