Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones

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Acreditacion del laboratorio de alta tension de la u.i.s
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Arismendi Weber, Rafael C.; Chacon Velasco, Julio Cesar
Para desarrollar su potencial en el campo de los Ensayos de partes eléctricas para el sistema eléctrico colombiano, la UIS, a través de su Escuela de Ingeniería Eléctrica, está en la búsqueda de la Acreditación del Laboratorio de Alta Tensión. En este trabajo se elabora la documentación necesaria para tal fin. Teniendo en cuenta el contexto universitario, no obstante que se trata de un proyecto de índole práctica, se comienza haciendo una exposición del marco teórico y legal. A continuación se detallan aspectos fundamentales para lograr el acometimiento satisfactorio del proyecto, tales como el detalle de las obras de adecuación necesarias en las instalaciones actuales, los equipos que se deben adquirir, los trámites que se precisa quiere cursar para lograr la acreditación, la inversión requerida discriminada en sus componentes y un análisis de rentabilidad del proyecto. Se encontró que este proyecto es autosostenible y genera un beneficio científico, social y económico al nor-oriente Colombiano. Las pruebas ofrecidas en este proyecto están siendo ejecutadas actualmente por laboratorios no acreditados, porque no hay laboratorios acreditados.
Modelado matematico del nodo sinusal : estudio de sensibilidad parametrica
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Correa Cely, Carlos Rodrigo; Rueda Ochoa, Oscar Leonel
Se presentan los resultados del estudio de sensibilidad paramétrica al modelo del nodo sinusal del conejo planteado por H. Zhang, A. V. Holden y M.R. Boyett (2000). El objetivo del análisis de sensibilidad es estudiar la variación en la salida de un modelo con respecto a cambios en las entradas del mismo. Se definieron y utilizaron ocho características para describir la operación del nodo sinusal y el análisis de sensibilidad se enfocó a las concentraciones iónicas al interior y al exterior de las células. Se encontró que es necesario controlar las concentraciones de sodio y potasio para mantener el normal desempeño del nodo, mientras que los cambios en las concentraciones de calcio dentro del rango definido por el presente estudio no produjeron efectos significativos sobre la operación del nodo. Se ofrece una descripción de los efectos ocasionados por variación en cada uno de los parámetros considerados. Para el estudio del desempeño del sistema con variación simultánea de parámetros se desarrolló un modelo de superficie de respuesta que puede ser considerado como una simplificación del modelo original presentado por Zhang; la validación teórica ha mostrado resultados muy cercanos a los obtenidos con el modelo original. Una ventaja fundamental del modelo de superficie de respuesta desarrollado es la de suministrar información sobre las características de operación del nodo sinusal en un tiempo mucho más reducido que mediante el modelo original. La metodología desarrollada en este trabajo de investigación es aplicable a modelos de sistemas físicos de diferente índole. Este trabajo de investigación es el resultado de la cooperación entre los grupos de investigación CEMOS y de Electrocardiografía, adscritos a la Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones y a la Escuela de Medicina de la UIS, respectivamente.
Conversores estaticos de potencia : analisis y control
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Mier Martinez, Javier Enrique; Gelvez Figueredo, Julio Augusto
Se construyo un módulo didáctico para la enseñanza de la asignatura Electrónica de Potencia, en donde se pueden implementar diferentes aplicaciones de conversores estáticos de potencia, tales como: control AC de línea (monofásico y trifásico), rectificadores controlados (monofásico y trifásico), troceador reductor y puentes inversores (monofásico y trifásico). El equipo está protegido contra sobrecorrientes, tanto por un sistema software y hardware, que por su rápida respuesta permite la protección de los semiconductores de potencia en caso de una conexión incorrecta o una mala operación. El módulo puede ser programado y controlado en modo local empleando un teclado y display o en modo remoto desde un PC mediante una aplicación de Labview. En conjunto se construyo también un prototipo de osciloscopio virtual, el cual permite visualizar cuatro canales con entradas diferenciales (diferente referencia de potencial para cada una de las señales), niveles de tensión de hasta de 700 voltios y un ancho de banda de 4 Khz. El equipo consta de un computador personal y un sistema de adquisición de datos por el puerto paralelo; en el PC se ejecuta el software de visualización y procesamiento de las señales (desarrollado en Labview y Matlab) adquiridas mediante el sistema de adquisición de datos. La adquisición de las muestras es realizada por una rutina de D.M.A. e implementada en lenguaje ensamblador. El software implementado permite realizar medidas en la señal como : valor RMS, frecuencia, valores pico, componente AC y DC, porcentaje de distorsión armónica total (%THD), factor de cresta, de la señal por cada canal. El software también permite realizar análisis en frecuencia y además permite visualizar el espectro en frecuencia (en magnitud y fase) y comparar la forma de onda de un armónico específico con la señal adquirida y factor de potencia, utilizando el convertidor como sistema de entrada- salida
Desarrollo de un modelo de gestion tecnologica aplicable a empresas del sector electrico colombiano
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Navas Arbelaez, Marco; Ordonez Plata, Gabriel
La globalización internacional de mercados , la apertura económica en nuestro país en la década de los 90 y la política eléctrica adoptada por el Gobierno Nacional en las leyes 142 y 143 de 1994, han creado grandes cambios estructurales en el sector eléctrico colombiano, que obligan a la empresas de generación, transmisión, distribución y comercialización, a ser mas eficientes, competitivos y rentables para permanecer en el mercado de la energía eléctrica. En este nuevo escenario las empresas del sector eléctrico tienen que establecer las fuentes reales de sus ventajas competitivas en una eficaz gestión de la tecnología, la cual es una práctica que le ayuda a las empresas a fortalecer sus recursos, sus conocimientos, sus capacidades, prepararse para el futuro y reducir los riesgos comerciales y la incertidumbre, aumentando su flexibilidad y capacidad de respuesta, para ser competitiva , rentable y productiva en el negocio al que pertenece. El presente trabajo de investigación describe el desarrollo de un modelo de gestión tecnológica aplicado a las empresas del sector eléctrico, en donde se especifican los procesos y actividades básicas tales como: el diseño de la estrategia tecnológica, la planificación del desarrollo tecnológico, la adquisición de tecnología, la transferencia de tecnología y la gestión de los derechos de propiedad industrial, con el fin de que las empresas puedan gerenciar adecuadamente las tecnologías claves y requeridas en su negocios, para su competitividad en el sector eléctrico colombiano. Adicionalmente, se presenta la aplicación del modelo propuesto en esta investigación, mediante un ejemplo de apropiación de la tecnología de automatización de subestaciones realizado por personal interno de la empresa Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P., en la subestación la Miel 1, como estrategia tecnológica de mantenimiento.
Desarrollo de un amplificador electrocardiografico multicanal
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Sarmiento Alvarez, Luis Omar; Barrero Perez, Jaime Guillermo
El objetivo de este trabajo esta orientado al diseño y construcción de un amplificador electrocardiográfico multicanal, una interfaz de adquisición de datos para PC vía puerto paralelo y un software de visualización elaborado conjuntamente en lenguajes ensamblador, C y Matlab. Para llegar al diseño se hace una revisión acerca del origen de los biopotenciales con el fin de caracterizar la señal bioeléctrica; de la incidencia de los electrodos en el diseño de la instrumentación para seleccionar las características del tipo de preamplificador a emplear; de las interferencias en el registro de eventos bioeléctricos con el fin de seleccionar las técnicas que minimicen el ruido; y de la adquisición de biopotenciales con amplificadores operacionales para seleccionar la estructura más óptima acorde al tipo de señal que desea ser amplificada ya sea bipolar o monopolar. Se presentan los resultados obtenidos con el CARDIOSCAN, un sistema de adquisición de datos biológicos constituido por una tarjeta de circuito impreso de menos de 200 cm2. Los elementos empleados son de fácil consecución y bajo precio, optimizados para procesar señales de baja amplitud y alta impedancia de fuente, limitar el ancho de banda a valores entre 0.05 y 100 Hz (cascada de filtros activos pasa altas de segundo orden y pasa bajas de cuarto orden), reducir interferencias (circuito manejador de pierna derecha), y digitalizar, aislar y transmitir la señal por el puerto paralelo con una resolucuón de 12 bits. El software de adquisición elaborado en Asambler y C, y el de visualización elaborado en Matlab, permite capturar las derivaciones estándar I, II y III de naturaleza bipolar y una de las derivaciónes precordiales de caracter monopolar. A partir éstas, se obtiene, siguiendo las ecuaciones extraídas del triángulo de Einthoven, los registros bipolares aumentados aVR, aVL y aVF. En total pueden visualizarse siete derivaciones electrocardiográficas.
Computador de flujo : diseno construccion e implementacion de un prototipo para medicion de flujo de gas
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Barajas Herrera, Edgar Javier; Barrero Perez, Jaime Guillermo
En el transporte de gas es necesario disponer de un sistema de medición eficiente y confiable de los volúmenes que se entregan y reciben en los procedimientos de compra y venta del producto. La medición realizada por los medidores primarios (turbina) no representa un valor real, debido a las variaciones de temperatura y presión que sufre el gas durante el proceso. Para corregir estos errores, se emplean dispositivos de alta precisión que se colocan en complemento de los medidores primarios. Estos equipos se denominan computadores de flujo, los cuales monitorean el cambio en presión y temperatura, calculan la densidad del fluido y proveen la medida de gas en volumen o flujo másico. El presente proyecto ha construido un Computador de Flujo para medidor primario tipo turbina, basado en un sistema embebido TDS2020F (con microprocesador Hitachi H8/538), tarjeta de acondicionamiento de señal, y transductores de presión y temperatura. Para la implementación de las normas internacionales de medición de gas (AGA7 y AGA8), y el control del equipo, se utilizó el lenguaje de programación Forth. Las funciones de la tarjeta de acondicionamiento son: · aislar la señal proveniente del medidor de turbina, la cual es un tren de pulsos TTL. · alimentar la RTD a través de un integrado fuente de corriente. · amplificar la señal de salida de los transductores al margen de 0 a 10V (rango de entrada del conversor análogo-digital. El prototipo final cumple con las normas de seguridad intrínseca, lo que permitió probarlo en campo donde sus medidas fueron constrastadas con las de una unidad comercial, obteniéndose una diferencia de 0.26%.
Tecnicas de procesamiento de senales para monitorizacion de la calidad de la energia electrica
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Duarte Gualdrón, Cesar Antonio; Ordonez Plata, Gabriel
En este documento se analizan las aplicaciones y las limitaciones de las técnicas de procesamiento de señales más utilizadas en la monitorización de la calidad de la energía eléctrica. Específicamente, se estudian las técnicas de procesamiento para la monitorización de armónicos, transitorios y variaciones de tensión. Inicialmente, se presenta el proceso de monitorización de la calidad de la energía eléctrica, el grado de desarrollo de la normativa y la reglamentación, la clasificación general de los fenómenos electromagnéticos y las características generales de los algoritmos de procesamiento. En el Capítulo 2, se analizan: el algoritmo de acumulación de las muestras para estimar el valor eficaz, el algoritmo de transformada discreta de Fourier, el algoritmo de filtrado Kalman, y el algoritmo de transformada Wavelet. El análisis tiene en cuenta sus respuestas en frecuencia y las principales fuentes de error como el deslizamiento de frecuencia. En los Capítulos 3 y 4 se estudia la aplicación de los algoritmos previamente explicados en la estimación de eventos en estado estacionario y en la detección de eventos transitorios respectivamente. Particularmente, se establecen las consideraciones para ajustar los algoritmos y se proponen estrategias para mejorar el desempeño de los mismos. Concretamente se estudia el desempeño del algoritmo de acumulación del cuadrado de las muestras para aproximar el valor eficaz de la señal. Asimismo, se estudia la transformada discreta de Fourier (DFT) en la estimación de armónicos. Se presentan las ventajas del algoritmo de filtrado Kalman para el seguimiento de la amplitud de la señal durante los huecos de tensión. Finalmente, se establecen los requerimientos para utilizar la transformada Wavelet en la detección de transitorios oscilatorios como los causados por conexión de condensadores. En el Capítulo 5 se recopilan las recomendaciones necesarias para implementar los algoritmos estudiados en un sistema de monitorización; y finalmente en el Capítulo 6 se presentan las principales conclusiones y se proponen futuros trabajos.
Prediccion de demanda de corto plazo empleando redes neuronales
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Acevedo Arenas, Cesar Yobany; Latorre Bayona, Gerardo
El trabajo de investigación plantea una solución al problema de predicción de la demanda de potencia eléctrica horaria, a través de una metodología consistente en la descomposición de la serie de tiempo en sus cuatro factores principales (tendencia, ciclo, irregularidad y estacionalidad). Esta metodología se basa en el uso de la componente irregular de la serie de tiempo como dato de entrada al sistema de predicción. Una vez predicho el valor de la componente irregular, ésta vuelve a ser multiplicada con la extrapolación de la tendencia y el ciclo de la serie, las cuales son fácilmente determinables a través de procedimientos estadísticos y de identificación de sistemas. A fin de probar las posibilidades que ofrece la metodología se realizaron pruebas con técnicas convencionales de predicción basadas en la identificación de sistemas tales como: Modelos Autorregresivos, Modelos Autorregresivos de Promedio Móvil, Espacio de estados y Metodología de Box & Jenkins. Los resultados obtenidos en tales pruebas, además de establecer ventajas comparativas de éstas técnicas convencionales frente a la utilización de redes neuronales en el problema de predicción de series de tiempo de corto plazo, sirvieron de base para el planteamiento de la metodología de predicción. El trabajo de investigación presenta un estudio de las diferentes formas de modelado de las series de tiempo, técnicas y procesos de predicción, un análisis de las características de demanda y el planteamiento de un sistema de predicción soportado en una herramienta software que permite comprobar las hipótesis planteadas y solucionar deficiencias comunes encontradas en la revisión bibliográfica del estado del arte. La propuesta metodológica permitirá aprovechar al máximo la capacidad de la red neuronal en la predicción de la componente irregular (ruido) de la curva de demanda, dejando las otras componentes para ser predichas por separado mediante la simple extrapolación de una función matemática cuya determinación es más sencilla.
Prototipo de rele digital multifuncional basado en microcontroladores 87c196kc
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Barrios Hernandez, Laura Aleyda; Cala Vecino, Alirio
Este trabajo de investigación comprende el diseño y la construcción de un modelo de relé numérico de funciones múltiples para la protección de sistemas eléctricos de potencia. Se utiliza un microcontrolador 87C196KD de Intel de 20 MHz para la realización de las operaciones de adquisición, conversión analógica-digital y tratamiento digital de señales. También se encarga de la lógica de protecciones y el comando de un microcontrolador PIC 168 que actúa como esclavo para el manejo de los dispositivos de entrada/salida e interfaz del usuario. El diseño del hardware incorpora además del módulo del procesador los módulos de: transformadores de tensión y corriente; acondicionamiento de señales analógicas; memorias e interfaz del usuario y entradas/salidas digitales. El módulo de acondicionamiento de señales analógicas se encarga de adaptar las señales provenientes de los transformadores de acople al rango de 0 a 5 V pico compatible con el conversor analógico-digital. Cuenta con un banco de filtros, amplificadores de ganancia programable, sumadores de offset, detectores de ventana y protectores del puerto análogo. El microcontrolador PIC esclavo controla la interfaz del usuario que incluye un visualizador de cristal líquido, un teclado matricial, un reloj en tiempo real y los interruptores de solicitud de configuración local y solicitud de reinicio general. Este PIC también controla las salidas de disparos y alarmas del sistema de protección. Se emplea memoria EPROM para almacenar código de programas y tablas, mientras que las configuraciones de parámetros se almacenan en memoria EEPROM. Para almacenamiento temporal de los datos se emplea la memoria RAM disponible en el microcontrolador 87C196KD (1 KByte).
Algoritmos geneticos aplicados al planeamiento de trayectorias de robots moviles. modelamiento y simulacion
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Gonzalez, Fabio Alfonso; Barrero Perez, Jaime Guillermo
El presente trabajo de investigación tiene como objeto desarrollar una metodología que utilice los Algoritmos Genéticos (AG) como método de búsqueda en el planeamiento de trayectoria de robots móviles, específicamente sobre un tipo de robot con tres ruedas tipo triciclo, el cual se mueve en un ambiente bidimensional con obstáculos fijos. La primera parte del trabajo consistió en una revisión del estado del arte en cuanto a los tópicos de computación evolutiva y en especial a una de sus técnicas de mas común uso como son los AG, las diferentes aplicaciones, sus fundamentos matemáticos y por último una revisión en cuanto a conceptos de robótica móvil contextualizado al tema de planeamiento de movimiento, además de los aspectos cinemáticos y dinámicos propios de estos sistemas con características no holonómicas. Para aplicar los AG al problema de planeamiento de movimiento se requirió realizar el estudio del modelo de una arquitectura específica para un robot móvil como es el conocido como tipo triciclo, al cual se le estableció un modelo cinemático directo e inverso, además de un breve estudio en cuanto a su dinámica. En la solución al problema de planeamiento de movimiento se usaron los AG y el trabajo se dividió en dos partes: la referente al planeamiento de camino y la del planeamiento de trayectoria. Para cada una de estas se planteó una codificación, se estableció una función de evaluación y se propusieron los diferentes parámetros para el AG, el cual se sometió a un estudio de tipo exploratorio con el fin de comprobar su validez. Como resultado del trabajo se realizó una herramienta software con Matlab, usando la GUI y Simulink; este último para el desarrollo y validez de los modelos estudiados.
Diseno, construccion y control de un brazo articulado usando i.a.
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Villamizar Rincon, Juan Carlos; Gualdron Gonzalez, Oscar
En esta investigación se revisaron tres tópicos a saber: Selección y manejo de motores de c.c, interfaz con matlab y redes neuronales en el posicionamiento de articulaciones. En la primera parte, se realizó el estudio de las fuerzas actuantes sobre cada una de las articulaciones del brazo, se realizaron los cálculos para seleccionar cada uno de los motores y se seleccionaron los correspondientes en corriente continua. En la segunda sección, se hizo controles por tiempo, PID y se usó la red adaline para posicionar correctamente el brazo, claro está que el control general o fino se realizó por medio de una red Back propagation. En la tercera parte, se entrenó una red neuronal del tipo back propagation para desarrollar la cinemática directa e inversa del brazo. Para obtenerla se tuvo como referencia un desarrollo matemático usando la trigonometría euclidiana; donde a partir de las ecuaciones que gobiernan el movimiento se tomaron los ángulos del brazo antebrazo y muñeca para obtener las coordenadas X, Y y ángulo de la pinza con el plano de trabajo. El primer modelo experimental se obtuvo usando con cada una de las articulaciones por separado donde se entrenó una red neuronal para cada articulación los parámetros de entrada era el número de vueltas dadas por el motor y las salidas era el ángulo de cada una de las articulaciones. Este método no fue válido para la solución del problema, puesto que se pierde la influencia de una articulación sobre la otra y el error en el posicionamiento fue grande. En un segundo enfoque, se tomaron todas las articulaciones influyendo sobre el posicionamiento general del brazo, se usó una gran red neuronal del tipo back propagation con tres neuronas en la capa de entrada, 51 en la capa intermedia y 3 en la capa de salida para obtener la cinemática directa. Con esta red, se pudo obtener un error bajo en el posicionamiento el tiempo de proceso fue corto y los datos de entrenamiento fueron pocos. 1
Desarrollo e implementacion de un algoritmo de evaluacion de condicion integral de transformadores de potencia y reactores
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Acevedo Acevedo, Javier Enrique; Gualdron Gonzalez, Oscar
La evaluación de condición integral de transformadores es una tarea compleja dado la gran cantidad de variables consideradas y el conocimiento y experiencia involucrados en su ejecución. La ejecución manual de este proceso sobrepasa la mayoría de las veces la capacidad logística y los recursos disponibles en las empresas de transmisión y distribución de energía eléctrica. Por lo anterior, en Interconexión Eléctrica S.A E.S.P se consideró importante y necesario el desarrollo de un algoritmo que a través de su ejecución automática permitiera reducir el tiempo requerido para evaluar la condición integral de la población de transformadores y reactores que componen su red de transmisión. El desarrollo del algoritmo contempló varias etapas como la selección de variables calificadoras, construcción de criterios de evaluación, evaluación de desempeño, refinación, ajuste e implementación final del algoritmo para lo cual se usaron técnicas de interpolación multidimensional y sistemas híbridos neurodifusos. Se tomaron como base alrededor de 800 casos reales previamente evaluados y con diferentes niveles de criticidad obtenidos de la base de datos de actividades de mantenimiento realizadas en ISA en los últimos siete años, seleccionando grupos de casos para entrenamiento y verificación de desempeño. Los resultados finales del error de calificación a la salida del algoritmo desarrollado fueron óptimos para las dos técnicas usadas, estando por debajo del 6% en la mayoría de los casos y siendo ligeramente mejor el desempeño para la técnica de sistemas híbridos neurodifusos. Con la implementación del algoritmo se logró un significativo ahorro de tiempo y recursos en la ejecución del proceso de evaluación de condición de transformadores en ISA mejorando adicionalmente la transferencia de conocimiento y experiencia alrededor de este proceso en la organización.
Deteccion precoz de cancer de cuello uterino basada en espectro de impedancia electrica
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Miranda Mercado, David Alejandro; Barrero Perez, Jaime Guillermo; Echeverri Perico, Jorge Humberto
Se presentan los resultados del estudio de detección temprana de cáncer de cuello basado en propiedades eléctricas del tejido epitelial. Esta investigación estudiar la correlación entre parámetros del espectro de impedancia eléctrica y neoplasia intraepitelial. En la toma de datos, se realizaron dos tipos de mediciones: In-Vivo, a pacientes sometidas a biopsia cervical y conizaciones, y Ex-Vivo, para pacientes sometidas a histerectomía. Éstas fueron realizadas en las instalaciones del Hospital Universitario de Santander y el Hospital de Floridablanca, bajo supervisión médica y con previa autorización de las pacientes. Las medidas fueron realizadas con el impedanciometro mono canal MARK III, desarrollado en Sheffield (UK), y una sonda tetrapolar previamente calibrada. Este dispositivo inyecta una corriente de 20A al tejido y mide la respuesta en voltaje del mismo. Cabe anotar que el MARK III cumple con las normas internacionales de seguridad eléctrica para el paciente, BS5724 e IEC601, incluidas en la norma Colombiana NTC-IEC 60601. Antes de realizar el estudio se determinó la zona de incidencia de la sonda de medición, utilizando elementos finitos para modelar el tejido epitelial estratificado de la cervix. Se encontró que la mayor parte de la corriente inyectada al tejido penetra en el mismo y el área superficial de la sonda (6mm de diámetro) encierra dicha región. Esto permite afirmar que los datos tomados en las mediciones pueden ser correlacionados con los estudios histopatológicos. Se seleccionaron los parámetros del modelo Cole-Cole para caracterizar propiedades eléctricas del tejido epitelial y correlacionarlas con estadios de neoplasia intraepitelial. Esta escogencia se basó en trabajos similares realizados por diferentes autores y a los contundentes resultados de estudios geofísicos reportados en la literatura. Para el ajuste de los datos al modelo de Cole-Cole y la determinación de los parámetros de éste se propuso un algoritmo basado en dos técnicas deterministicas y un algoritmo genético, que permiten obtener dichos valores a partir de sólo la parte real del espectro de impedancia eléctrica. El análisis de varianza, ANOVA, aplicado a los datos, reveló una marcada correlación (p<0.025) entre estadios de neoplasia intraepitelial y los parámetros del modelo Cole-Cole. Además, la aplicación de una red neuronal artificial permitió hacer una evaluación preliminar de la aplicabilidad de los parámetros del modelo Cole-Cole como técnica para el tamizaje. Ésta mostró un 7% de falsos positivos, 0% de falsos negativos y 93% de pacientes con algún tipo de neoplasia intraepitelial o carcinoma invasor (LSIL, HSIL o CAI), lo cual sugiere que el algoritmo propuesto puede ser utilizado para el tamizaje de neoplasia intraepitelial.
Diseno de un prototipo para la medicion de espesores usando ultrasonido
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Forero Garcia, Edwin Francisco; Barrero Perez, Jaime Guillermo
En esta tesis describe y documenta el diseño y construcción de un sistema para la medición de espesores usando ultrasonido. El sistema esta basado en un microcontrolador que gobierna, con la velocidad necesaria, la excitación y la recepción de las ondas ultrasónicas para tres cristales de 1, 2.25 y 5 Mhz. El sistema permite que la lógica electrónica sea capaz de recibir tanto el pulso inicial que se aplica al cristal, el cual tiene una duración entre 100nS y 1000nS, y una amplitud de hasta 150 Vdc, como los ecos de la señal que pueden aparecer atenuados hasta 10000 veces (-80 dB). El sistema cuenta además con, una interfase que permite la visualización de la medida así como también la configuración y calibración del equipo mediante un teclado. Proporciona además un puerto de salida serial que permite la comunicación con un computador personal donde se realiza procesamiento de la señal para determinar el espesor.
Procesamiento digital de senales : diseno y construccion de una tarjeta de proposito general
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Retamoso Llamas, Alonso; Ordonez Plata, Gabriel
En este documento se evalúa el rendimiento computacional del ADSP2181 de la familia ADSP21xx. Específicamente, se estudia su funcionamiento con la implementación de algoritmos de Transformada Rápida de Fourier en base 2, 4 y mixta, Goertzel y CHIRP. En el capítulo 1 se presentan los desarrollos matemáticos de los algoritmos FFT en base 2, base 4, base mixta, Goertzel y CHIRP. En el Capítulo 2, se analiza: el núcleo central del procesador de señales DSP específicamente, los componentes básicos como los apuntadores de direcciones de memoria de datos DAGs, unidad para el manejo de ciclos repetitivos, unidad de multiplicación y acumulación MAC, unidad aritmético-lógica ALU, Unidad de corrimientos SHIFTER y los periféricos mas importantes que componen el DSP. En el Capítulo 3 se estudia la construcción, diseño y software que maneja la tarjeta adaptable utilizada para ampliar el número de canales de entrada y salida analógica y el número de canales de entrada y salida digital de la tarjeta de evaluación EZKIT2181. En el capítulo 4 se implementan en software los algoritmos mencionados en el capítulo 1 y se realiza la evaluación computacional del DSP y se comparan el lenguaje Ensamblador con el lenguaje C. Esta última comparación se realiza con base en el tamaño que ocupa el programa generado por los dos lenguajes en la memoria de programa del DSP. En el Capítulo 5 se diseñan tres guías de laboratorio con los siguientes temas: ensayos preliminares de la tarjeta adaptable; filtros FIR e IIR; algoritmos para el cálculo de la transformada discreta de Fourier. En el Capítulo 6 se presentan las principales conclusiones y se proponen trabajos futuros.
Procesamiento digital de senal electrocardiografica con tecnologia dsp orientado al analisis de variabilidad de la frecuencia cardiaca
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Gonzalez Barajas, Javier Enrique; Barrero Perez, Jaime Guillermo
La variabilidad de la frecuencia cardiaca, es la fluctuación alrededor del ritmo cardiaco, la cual es un reflejo del funcionamiento del sistema de control cardiorrespiratorio y es el tema central de este proyecto de investigación donde se quiere ha desarrollado una herramienta que permite evaluar el funcionamiento de los sistemas simpático y parasimpático del sistema nervioso autónomo, muy utilizada en el seguimiento de pacientes diabéticos y de pos infarto, dando información sobre el balance del sistema cerebro vascular. Las variables manejadas en el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardiaca en estudios de corto tiempo se extraen de los complejos cardiacos, tomando principalmente la cuantificación de los tiempos R-R. La medida de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) es de fácil obtención, de carácter no invasiva y confiable. Esta puede ser caracterizada de dos maneras: por el cálculo de índices basados en operaciones estadísticas sobre intervalos R-R (análisis en el dominio del tiempo) o por el análisis espectral de un arreglo de intervalos R-R (análisis en el dominio de la frecuencia). La implementación de ambos métodos requiere calcular con precisión el intervalo de tiempo entre dos ondas R. El análisis puede ser caracterizado sobre segmentos cortos de ECG o en grabaciones de ECG durante 24 horas (estudios Holter). Durante la toma de electrocardiogramas, pueden existir diferentes fuentes causantes de interferencias que pueden alterar la señal durante la adquisición de los datos para realizar estudios de la VFC, por lo cual, la aplicación de la teoría de filtros adaptativos implementados en este trabajo para el procesamiento de señales electrocardiográficas en tiempo real harán más confiable la medición de la variabilidad de la frecuencia cardiaca. Los filtros adaptativos son aquellos que son realizados con base en algoritmos que varían su función de transferencia dinámicamente. El filtrado adaptativo se ha utilizado cuando se necesita la realización de simulaciones o modelado de un sistema cuyas características son variables en el tiempo. Las variaciones en los coeficientes de la función de transferencia del filtro son definidas por un criterio de optimización y son realizados de acuerdo con un algoritmo de adaptación. El algoritmo y los coeficientes son escogidos de acuerdo con la aplicación.
Validacion, complementacion y representacion de los planes de contingencia para fallas de subestaciones
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Ariza Castillo, Jorge Olmedo; Carrillo Caicedo, Gilberto
La continuidad del suministro energía en el Sistema de Transmisión se constituye en factor reglamentario a partir de la reglamentación 061 de 2000 de la CREG, requiriendo establecer los parámetros para la atención de fallas en subestaciones. Como primera respuesta a estos requerimientos, se desarrolla el proyecto Desarrollo del plan de contingencias para fallas de equipos críticos principales y sistemas de control y de protección de subestaciones de Interconexión Eléctrica S.A. correspondientes al CTE Orienteﬂ, para desarrollar e implementar las estrategias de atención de falla en la subestaciones, que consideró la necesidad de un complemento posterior. Con este trabajo, se proponen la complementación y la validación del las estrategias de atención de fallas destructivas en las subestaciones de transmisión y el planteamiento de un sistema de entrenamiento para la adquisición de habilidades y destrezas en la operación de subestaciones. El desarrollo del trabajo recoge dos alternativas metodológicas que se semejan a las planteadas en el método científico: una enfocada en la investigación del proceso de operación de subestaciones (consignas operativas y de falla) y la otra en la elaboración de la representación de los procedimientos y en la propuesta del sistema de entrenamiento. El trabajo se estructuro en dos partes: una enfocada a la validación y complementación de los planes de contingencia y otra a la representación y modelado del conocimiento y al planteamiento del sistema de entrenamiento. Se obtuvo: los planes de contingencia para fallas destructivas en salas de control, las consignas bajo falla para equipos de medida, comunicaciones y registradores de fallas, por un lado, y por otro, la estructura del conocimiento operativo, la base de datos de consignas y la estructura del sistema de simulación para el entrenamiento en la operación de subestaciones
Interrupciones y huecos de tension : diseno y construccion de un prototipo para su medicion
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Angel Silva, Miguel Angel; Ordonez Plata, Gabriel
En este documento se presenta el diseño e implementación de un prototipo de un equipo registrador de interrupciones y caídas de tensión trifásico, este equipo se presenta como una alternativa de bajo costo para realizar estudios de la calidad de la tensión en redes eléctricas. Este documento abordará algunas definiciones relacionadas con la calidad de la energía eléctrica, el grado de desarrollo de la normativa, la reglamentación y clasificación general de los fenómenos electromagnéticos. El capítulo 2, muestra la importancia de realizar monitorización de la tensión, profundiza en temas relacionados con la continuidad del suministro de energía eléctrica, muestra la situación actual de los operadores de red. También se referencia normativas y reglamentaciones vigentes en cuanto a la calidad de la energía eléctrica. El diseño y la construcción del prototipo, se describen en le capítulo 3, realizando inicialmente una revisión del estado del arte y posteriormente se detallan los módulos que constituyen el equipo. Paralelamente al hardware, se desarrollo en Visual Basic una interfaz gráfica, la cual pretende realizar la interacción del equipo con un PC. Las ventanas y funciones del programa, así como la interacción con el usuario, se describe en el capítulo 4. En el capítulo 5, se realiza un balance de los objetivos propuestos y los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, además se mostrarán otros equipos que se construyeron durante el desarrollo del prototipo. Finalmente se presentan las conclusiones del trabajo y se realizan las recomendaciones necesarias para el diseño y la construcción de un futro equipo.
Control de carga para microcentrales
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Delgado Rincon, German Oriel; Plata Cordero, Jose Gabriel
La regulación de carga en una pequeña Central de Generación consiste en mantener constante la potencia de salida del generador, sin importar los cambios de la demanda de potencia del usuario. Este proceso se logra con un regulador de carga electrónico, motivo de la presente tesis de grado, el cual evalúa la diferencia de potencia existente entre el generador y el usuario y con este valor excedente de potencia se disipa en un balasto de resistencias, obteniéndose un equilibrio de potencia y como consecuencia la estabilidad en la frecuencia y el voltaje para el usuario final. El control electrónico se diseño y construyó con el microcontrolador MOTOROLA 68HC908JL3, dadas las facilidades para el manejo de las entradas provenientes de los transductores de potencia y las salidas para el disparo de los SCRs, permiten que en la etapa de potencia se realice el control por ángulo de fase para el disparo de los SCRs y de esta manera se tenga el manejo de la tensión aplicada al balasto de resistencias. Los resultados obtenidos en cuanto al manejo de la potencia excedente, desempeño del control y la estabilidad obtenida para el voltaje y la frecuencia, permiten utilizar este tipo de regulador en beneficio de las comunidades aisladas del territorio nacional en las que las condiciones económicas y geográficas hacen imposible el acceso a este servicio público.
Predicion de la tasa de throughput en una red inalambrica (wlan 802.11b)
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Pinzon Barrios, Samuel Gonzalo; Gualdron Gonzalez, Oscar
El presente trabajo de investigación se desarrolló dentro del Grupo de Investigación en Conectividad y Procesado de Señal de la Universidad Industrial de Santander, y su objetivo fue desarrollar una metodología que permitiera a partir de una configuración básica de una red inalámbrica, predecir la tasa de throughput para cualquier ubicación dentro de su celda de acción. Problema que se solucionó con base en la predicción del Nivel de Señal de Intensidad Recibida (RSSI), empleando para ello, un nuevo modelo de propagación llamada DISTORSIÓN-UIS. Este nuevo modelo geométrico consiste en representar las pérdidas de potencia en valores de distancia y estimar su nuevo valor según la ecuación para espacio libre. Así, una vez se estima el valor del RSSI se halla el valor de la tasa de throughput mediante una ecuación lineal que se detalla en el capítulo 3. Dentro de los principales logros obtenidos se destaca el planteamiento de un nuevo modelo determinístico para la predicción del RSSI y la forma sencilla y rápida de predecir la tasa de throughput en una red de área local inalámbrica (WLAN), valor que representa importancia en la percepción del enlace por parte del usuario final. De esta forma, los profesionales en redes de datos contarán con una herramienta valiosa a la hora de planificar e instalar redes inalámbricas.

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