Ingeniería Electrónica
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Item Sistema de monitoreo de temperatura, humedad y ph en un cultivo basado en internet of things (iot), mediante red wifi y 4g lte(Universidad Industrial de Santander, 2021) Camacho Herrera, Jhon Alexander; Alvarado Ojeda, Dayner Fabianni; Manrique Londoño, Jonathan Javier; Barrero Pérez, Jaime GuillermoEn este trabajo de grado se evidencia el proceso, desarrollo y consolidación de un módulo basado en Internetof Things (loT), que tiene por objetivo medir en tiempos programados variables medioambientales (talescomo temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad del suelo y PH del suelo). Las variablesseleccionadas son las mínimas a tener en cuenta en las mediciones agrícolas, por lo tanto el móduloimplementado funciona a nivel general con cualquier tipo de cultivo. Generalmente, en este tipo de Trabajos de Grado en donde se aplican tecnologías ToT, se utilizan redes GSMpara la comunicación móvil en caso de que no exista conexión WiFi; como diferenciador, el módulo final adesarrollar, implementar y presentar en este documento tendrá conexión a redes 4G LTE y WiFi. A modo de presentación, los datos tomados en la medición que envía el dispositivo, se almacenan en la nubemediante una base de datos. De esa forma, el usuario del módulo podrá acceder a la plataforma medianteuna página web. La información se muestra de manera gráfica sobre las muestras tomadas por los sensores,y a su vez se le enviará un mensaje de texto al celular del interesado sobre novedades en la actualización de los datos en la plataforma.Item Plan de negocios para la creación de una empresa que adapte espacios seguros a través de ayudas técnicas para el mejoramiento de la calidad de vida de personas en condición de discapacidad y pertenecientes a la tercera edad(Universidad Industrial de Santander, 2021) Mejía Sandoval, María Paula; Araque Hernández, Oscar Daniel; Hakspiel Rodríguez, María Alejandra; Reyes Torres, Oscar MauricioEl presente proyecto contiene un plan de negocios para la creación de la empresa OPA S.A.S, quebusca ofrecer en el mercado colombiano un servicio de adaptación de espacios para las personascon discapacidad y de la tercera edad. Este consistiría en la evaluación del entorno del cliente, eldiseño de una solución efectiva para sus necesidades, la instalación de la adaptación y el seguimiento postventa con mantenimiento y capacitaciones. Para esto se realizaron diferentes análisis que permitieron conocer los factores del entorno queafectan la empresa, así como identificar la demanda y oferta actual, para posteriormente establecerlos procesos técnicos del servicio y formular la estructura organizacional y el marco legal de laempresa. También se desarrollaron análisis con el fin de conocer el impacto de diferentes aspectossociales y ambientales, y de definir las estrategias para la operación. Finalmente, mediante variosindicadores económicos se evaluó la rentabilidad de la empresa y se precisó un plan operativo parala puesta en marcha. De esta manera se obtiene una propuesta de negocio que considera factoresinternos y externos en su operación, establece estrategias claves para lograr la sostenibilidad de la empresa y para la que finalmente se obtiene una viabilidad financiera con un retorno de la inversión.Item Implementación en un microcontrolador de la inferencia de una red neuronal convolucional para la detección de arritmias cardiacas(Universidad Industrial de Santander, 2021) Jerez Vera, Julián Eduardo; Cadena Téllez, José Luis; Boada Quijano, Carlos Arturo; Pertuz Arroyo, Said DavidLas enfermedades cardíacas tienen una de las más altas tasas de mortalidad en Colombia. Además del reducido número de especialistas en esta rama y la limitada distribución geográfica de los cardiólogos en el país, la detección y tratamiento de este tipo de enfermedades conlleva grandes costos tanto económicos como de tiempo y talento humano. Por tal motivo, se desea realizar la implementación de la inferencia de una red neuronal convolucional para detectar arritmias cardiacas en el microcontrolador Teensy 4.1, el cual posee características relevantes en temas de portabilidad, consumo energético y memoria. La red neuronal es la red SqueezeECG, esta red detecta arritmias cardiacas a partir de señales ECG sin preprocesamiento. La red ofrece una exactitud que está por encima de la de un cardiólogo en promedio. Un aspecto importante para resaltar en esta red es que tiene alrededor de 20x menos parámetros que modelos con una exactitud similar. Nuestros resultados muestran valores de accuracy, precisión, recall y F1 score por encima de 0.8. Se logró un tiempo de inferencia de 4205ms y una latencia de 8196ms trabajando a una frecuencia de 396MHz. El proceso de inferencia requiere un total de 813KB de memoria Flash y 750KB de memoria RAM. El código correspondiente a la implementación se encuentra disponible en el siguiente enlace: https://github.com/JulianJerez/ECG_Microcontroller_Implementation.Item Programación de trayectorias para un brazo robótico puma empleando un plc(Universidad Industrial de Santander, 2021) Beltrán Niño, Ivon Yiraudi; Alba Morán, José David; Alzate Castaño, RicardoEl presente trabajo de grado aborda la programación automática de trayectorias en un manipulador robótico tipo PUMA a partir de herramientas de visión artificial. Inicialmente, se establecen las bases conceptuales para el cálculo cinemático en un manipulador robótico y se justifica la operación del mismo en un plano de movimiento. Posteriormente, se define el problema cinemático inverso en términos de los ángulos para sus articulaciones de brazo y antebrazo. A partir de ello, se propone un sistema de visión artificial basado en el algoritmo de cálculo del centroide para detectar las coordenadas de una esfera en el plano de movimiento, complementado por la apropiada configuración del escenario de captura de imagen y rutinas de preproceso basadas en filtrado digital. De esta manera, el sistema de visión artificial proporciona en modo automático las coordenadas del objeto al algoritmo de cálculo cinemático para transformarlas en ángulos, cuyo posicionamiento en el manipulador robótico experimental se realiza a través de rutinas programadas en lenguaje escalera en un PLC SIEMENS, constituyendo un esquema de ServoVisión. Para verificar la efectividad de este último, se realizaron simulaciones numéricas en TIA Portal para las rutinas de movimiento del manipulador, complementadas por la ejecución de los algoritmos de visión y cálculo cinemático en MATLAB. Como resultado, se obtuvo un apropiado desempeño de los algoritmos de localización del objeto en el plano de movimiento con errores inferiores al 4 %, al igual que una precisión de posicionamiento angular de ± 0.1 [°]Item Sistema iot para monitoreo de actividad cardiaca con variabilidad de frecuencia para el diagnóstico de enfermedades cardiovasculares(Universidad Industrial de Santander, 2021) Martínez Siado, Karen Dayana; Dovales Galvis, Carlos Fabian; Barrero Pérez, Jaime GuillermoLas enfermedades cardiovasculares han sido uno de los campos de la medicina en los que más se ha avanzado; hoy en día los pronósticos han cambiado y muchos pacientes consiguen recuperarse y vivir con normalidad. Durante los últimos años, los avances sin precedentes logrados en los campos de la biología, la electrónica y la genética humana han permitido desarrollar un nuevo conjunto de instrumentos para proteger y mejorar la salud humana. En el mundo y acorde a las nuevas tecnologías en Informática y comunicación aplicadas a la medicina, diseñadas para plantear soluciones a problemáticas de la salud, se busca trabajar en diversas estrategias que beneficien específicamente el campo de la medicina, buscando sistemas adecuados, aplicables, sostenibles económicamente, con excelentes resultados, teniendo en cuenta la realidad social, económica y capacidad tecnológica. Por esta razón, este proyecto de investigación implementó un sistema de monitoreo de señal cardiaca de bajo costo, conformado por la placa de adquisición de la señal ECG AD8232, el microcontrolador ESP32 y una plataforma IoT para enviar los datos a la nube. Para la clasificación de arritmias se implementaron tres modelos de aprendizaje automático, los cuales fueron Regresión Logística, Maquinas de soporte vectorial y una red neuronal Perceptrón Multicapa, los cuales permitieron identificar tres tipos de diagnósticos: bradicardia, taquicardia y ritmo normal, con precisiones de hasta un 98.53 %. El entrenamiento de los modelos se hizo en el entorno gratuito Google Colaboratory. Así mismo, para la optimización del proceso, el sistema posee conectividad a internet (IoT) y una página web, los cuales permiten la visualización del diagnóstico y de un segmento de la señal cardiaca del paciente. Para el envió de los datos y el diagnóstico vía Wifi se utilizó la plataforma ThingspeakItem Validación experimental del modelo implícito de un generador fotovoltaico operando en condiciones de sombreado parcial en configuración serie-paralelo (sp)(Universidad Industrial de Santander, 2021) Viasus Africano, Leidy Carolina; Correa Cely, Carlos Rodrigo; Bastidas Rodríguez, Juan DavidLos sombreados parciales son un fenómeno que afecta el desempeño y la vida útil de los generadores fotovoltaicos. Generalmente el modelado de este fenómeno se realiza considerando generadores fotovoltaicos conectados en configuración SerieParalelo (SP). Recientemente se ha trabajado la simulación de este tipo de fenómenos, mediante la utilización del modelo implícito de un generador. Sin embargo, se ha realizado poca validación experimental, utilizando únicamente un módulo fotovoltaico compuesto por 3 submódulos. Este trabajo de grado se ha desarrollado con el fin de ampliar esa validación al aumentar el número de submódulos que componen el arreglo con más de una configuración. Igualmente, se buscó realizar la validación del modelo para diferentes perfiles de sombreado y niveles de irradiancia. En el presente trabajo de grado se modelo y simulo un panel fotovoltaico operando en condiciones de sombreado parcial, contrastando el modelo con datos tomados experimentalmente por medio de elementos disponibles en la Escuela de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones (E3T) de la UIS, como lo son el laboratorio y paneles localizados en la terraza oriental del edificio Camilo Torres. La simulación se hizo mediante el software de Matlab utilizando el modelo de un solo diodo descrito en la sección seis y se empleó el método de optimización Trust Region como método de soluciónItem Implementacion of a stand-alone tool for segmentation of parenchymal tissue and calculation of the percentage of breast density in a digital mammographic image(Universidad Industrial de Santander, 2021) Gallo Pérez, Marly Daniela; Pertuz Arroyo, Said DavidEl cáncer de mama es el cáncer más común en mujeres en el mundo y es responsable de la muertede miles de mujeres cada año. Para disminuir el número de muertes, la investigación se ha centrado en los mecanismos de detección temprana reduciendo aproximadamente el 40% las cifras demuerte comparada con las cifras de los años 90's, como la identificación de mujeres con alto riesgo de desarrollar cáncer de mama. El riesgo de desarrollar cáncer de mama se puede evaluar apartir de diferentes fuentes, como el análisis de imágenes, datos clínicos e información genética. Elanálisis de imágenes de mamografía computarizada (análisis parenquimatoso) ha mostrado un buenpotencial para la evaluación de riesgos. Por este motivo, actualmente existen y se desarrollan variasherramientas para el análisis del parénquima. Sin embargo, algunas de estas herramientas no están implementados en software libre, no son de código abierto o no tienen una interfaz gráfica parainteractuar con el usuario. Para fomentar el acceso a estas herramientas de software, este trabajo consiste en la migraciónde tareas básicas para realizar de evaluación de riesgo desde la compilación OpenBreast (Validadaclínicamente en la evaluación de riesgo) y desarrollo de una suite de análisis de parénquima, llamadaOpenBreast1.0, que cuenta con tareas como la anotación de anomalías o excepciones. La migraciónse realiza a una plataforma de código abierto en Python integrando la herramienta con una interfazgráfica de usuario desarrollada en el framework abierto Qt.Item Sistema iot para reconocimiento de patrones de marcha mediante un acelerómetro(Universidad Industrial de Santander, 2021) Monsalve Herrera, Carlos Humberto; Barrero Perez, Jaime GuillermoSegún la Organización Mundial de la Salud, las caídas son la segunda causa principal de muerte porlesiones accidentales o no intencionales en todo el mundo. Los adultos mayores de 65 años sufrenel mayor número de caídas mortales. Gracias al rápido desarrollo de los sensores, la inteligenciaartificial y el Internet de las cosas (loTF] la interacción entre humanos y computadoras mediante lafusión de sensores se ha considerado un método eficaz para abordar el problema de la detecciónde caídas. Este documento presenta un sistema de detección de actividades (ADLÍ!] con enfoqueen la detección de caídas que monitorea en tiempo real al usuario a través de un microcontrolador.Se almacenan los datos recibidos en caché en una ventana deslizante para luego mapearlos en unaimagen RGB y mediante una red neuronal convolucional entrenada usando un dataset público realizar la predicción. El sistema define dos componentes principales: un dispositivo portátil y un teléfonocelular. El dispositivo portátil tiene la capacidad de comunicarse con un teléfono celular indicando laactividad realizada por el usuario. Una vez que el dispositivo portátil detecta una caída, envía unaalerta al teléfono celular.Item Nvram cells in standard cmos logic process(Universidad Industrial de Santander, 2021) Flórez Ramírez, Karen Vanessa; Ardila Ochoa, Javier Ferney; Roa Fuentes, Elkim FelipeLas memorias EEPROM y Flash se utilizan en diferentes aplicaciones como almacenamiento dememoria no volátil. Estos tipos de memoria requieren máscaras adicionales al proceso CMOS estándar y hacen que el proceso de fabricación sea complejo y más costoso. Por ello, el interés por lafabricación de NVRAM en tecnología CMOS estándar ha aumentado debido a sus múltiples aplicaciones y a la reducción de tiempo y costos de fabricación que supone su implementación. Junto alas múltiples ventajas de la implementación de NVRAM, existen varios retos de diseño relacionadoscon el proceso de programación de las celdas, la alta tensión necesaria para su programación, y elescalado de las mismas a diferentes tecnologías CMOS que ponen en riesgo la durabilidad de lasceldas y su correcto funcionamiento. En este proyecto, se caracteriza en el laboratorio un macro deNVRAM diseñado e implementado en tecnología CMOS de 180nm, junto con el diseño de celdasNVRAM en tecnología CMOS de 28nm. Este diseño se verifica utilizando dos modelos del fenómenode tunelamiento Fowler-Nordheim descritos en Verilog A, que fueron desarrollados en este proyectopara la simulación de celdas NVRAM. Además, se muestra la aplicación de las celdas NVRAM comoceldas de Función Físicamente No Clonable generando llaves de encriptación 100 % estables.Item Evaluación de contenedores de Docker para aplicaciones sobre gpu(Universidad Industrial de Santander, 2021) León Godoy, Gissel Daniela; Abreo Carrillo, Sergio Alberto; Ramírez Silva, Ana BeatrizEn el mundo de la investigación científica cuando se obtienen nuevos resultados es necesario quedespués de obtenerlos estos puedan corroborarse en cualquier otra situación o en cualquier otrolugar (reproducibilidad y repetibilidad). Los contenedores de Linux se presentan como una opciónpara solucionar el problema de reproducibilidad en software científico, ya que muchas veces la tareade hacer un producto compatible con diferentes entornos de trabajo se hace casi imposible. El objetivo principal de esta investigación es evaluar el rendimiento de Docker sobre GPUs, las cuales sonutilizadas ampliamente en investigaciones y responder a la pregunta ¿se obtiene algún beneficio opérdida al usar un contenedor de Linux con Docker para desplegar aplicaciones de alto rendimiento?Para visualizar el comportamiento del contenedor, se realizaron diferentes pruebas y se evaluaronprincipalmente tiempos de ejecución y compilación. Las pruebas se hicieron sobre sistema nativo yusando contenedores con el fin de comparar los dos escenarios y evaluar el rendimiento del contenedor. Con este trabajo se aporta más evidencia de que los contenedores son una herramientaimportante, que no ofrece pérdidas considerables y que su uso en la comunidad científica debecrecer con el fin de aumentar la reproducibilidad y repetibilidad de la investigación científica..Item Assembly, fusion and coded aperture desing of two compressive spectral imaging sensors cia deep learning end-to-end optimization(Universidad Industrial de Santander, 2021) Jacome Carrascal, Román Alejandro; Bacca Quintero, Jorge Luis; Arguello Fuentes, Henry; Rodríguez Ferreira, Julián GustavoLa adquisición imágenes espectrales compresivas (CSI) reducen la cantidad de datos capturados mediante el uso de proyecciones 2D de la señal 3D original; en consecuencia, es necesario abordar un proceso de recuperación para obtener la señal original. La sistemas CSI sacrifican la resolución espacial para conseguir una altaresolución espectral o viceversa. Por ello, enfoques recientes se basan en la fusión de dos sistemas CSI para obteneruna alta resolución espectral-espacial. Los sistemas de detección compresiva suelen tener un conjunto de parámetrosfísicos, como las aperturas codificadas, que pueden diseñarse para mejorar la calidad de la reconstrucción. El presente proyecto de grado propone un enfoque de aprendizaje profundo de extremo a extremo para diseñar, ensamblary fusionar dos sistemas CSL, la arquitectura hiperspectral CASSI (coded aperture snapshot spectral imager) con altaresolución espectral y baja resolución espacial y una arquitectura multiespectral de baja resolución espectral y altaresolución espacial. La metodología propuesta consiste en redes neuronales profundas que aprenden una apertura codificada óptima del sistema CASSI y la matriz de filtros de color de la arquitectura multiespectral restringiendo elproceso de aprendizaje a valores implementables, luego una red neuronal profunda desenrollada realiza la fusión delas dos medidas. Para validar los resultados de simulación, estos sistemas se montarán y calibrarán en el laboratorio óptico-electrónico para capturar escenas reales.Item Detención del contorno de la lengua sobre imágenes de ultrasonido del plano saginal del tracto vocal utilizando técnicas de aprendizaje profundo(Universidad Industrial de Santander, 2021) Morantes Bohórquez, Jorge Enrique; Sepúlveda Sepúlveda, Franklin AlexanderLas imágenes de la lengua por ultrasonido proporcionan un medio no invasivo para evaluar la posición y el movimiento de la lengua. Sin embargo, la presencia de ruido y el bajo contraste afectan la usabilidad de estas imágenes. En consecuencia, extraer los contornos de la lengua a partir de estas imágenes sigue siendo una tarea no trivial que implica procedimientos manuales costosos y propensos a errores. En fonética lingüística y clínica, la detección de la lengua es el primer paso en el análisis de imágenes ecográficas. Esto tiene múltiples aplicaciones médicas, como el tratamiento de trastornos del sonido del habla, la comparación de la producción del habla sana y la deficiente, el entrenamiento y rehabilitación de un segundo idioma, entre otras. Históricamente se han presentado diversos métodos orientados a la automatización de esta tarea, como los contornos activos, los métodos basados en grafos y las redes neuronales. En este trabajo se plantea la implementación y evaluación de un algoritmo, basado en técnicas de aprendizaje profundo, capaz de extraer el contorno de la lengua sobre secuencias de imágenes de ultrasonido de forma automáticaItem Construcción y entrenamiento de una red neuronal para la identificación de gestos(Universidad Industrial de Santander, 2021) Ávila Rey, Daniel Mauricio; Barrero Pérez, Jaime GuillermoA lo largo de la historia la comunidad sorda ha sido discriminada y aislada de la sociedad, su dificultad para establecer una comunicación con las personas oyentes de su entorno las ha convertido en un grupo vulnerable. Y si bien es cierto que en la actualidad existen métodos de enseñanza e inclusión que han ayudado en gran medida a los sordos, aun hoy el poder comunicarse adecuadamente con otras personas sigue siendo un reto. Es por esta razón que se propuso este proyecto, con el propósito de crear un sistema basado en redes neuronales convolucionales, que se ejecute sobre un sistema embebido y con la capacidad de identificar en tiempo real, gestos propios de la lengua de señas colombiana (LSC). Durante el desarrollo de este proyecto se construyó una base de datos de la LSC con aproximadamente 5300 imágenes divididas en 22 categorías que corresponden con los gestos inmóviles del alfabeto, con esta base de datos se entrenó un modelo basado en las arquitecturas MobileNetV1 y YOLO y se implementó en la tarjeta Sipeed Maix Bit. Obteniendo como resultado un sistema pequeño y económico capaz de captar una imagen, identificar un gesto y asignarle una categoría en el rango de los milisegundos con una precisión superior aceptableItem Implementación de un acelerador para aes de 128 bits en fpga(Universidad Industrial de Santander, 2021) Pardo Bohórquez, Oscar Iván; Roa Fuentes, Elkim FelipeEn este documento se presenta el proceso de diseño de un acelerador por medio de hardware para el algoritmo Advance Encryption Standard (AES) de 128 bits. Este acelerador se desarrolló paraoperar como el periférico en un System-on-chip que opera con un procesador RISC-V de 32 bitsa 200MHz de frecuencia. Este acelerador tiene como finalidad mejorar el rendimiento del AES de128 bits comparado contra una implementación por software. Se presenta el diseño del aceleradordesde el diseño de los módulos y su diseño preliminar. Se presenta el proceso de mejora del diseñopreliminar, se plantea un mejor pipeline el cual mejora el tiempo de encriptación y el proceso de disminución de área llevado a cabo para el diseño final. Este diseño demora 50 ciclos de reloj en realizarel proceso de encriptación, esto sin contar la demora en el tiempo de carga de información propiadel bus. Este diseño, junto al System-on-chip, fue sintetizado para poder realizar simulaciones paracorroborar el funcionamiento y la medición del tiempo de ejecución. La implementación se realizaen una ARTIX 7 FPGA trainer board. Extrayendo la información del System-on-chip se tiene que elacelerador demora 95 ciclos de reloj contando el tiempo de carga de información. Adicionalmente serealizó una comparación del periférico contra una implementación por software. El acelerador implementado presenta una mejora cercana al 7200 % en cantidad de datos procesados comparado conuna implementación por software. También presenta una mejora en espacio utilizado cercana a la mitad, esto comparado con la literatura.Item Diseño y validación de un modelo de exoesqueleto robótico funcional a nivel de laboratorio para rehabilitación de mano(Universidad Industrial de Santander, 2021) Niño Celis, Luis Fernando; Quintero Munoz, Jorge Eduardo; Barrero Perez, Jaime GuillermoLa discapacidad en las manos es una de las mayores limitaciones que afectala calidad de vida de una persona, reduciendo su autonomía para realizar actividades cotidianas. Actualmente existen diferentes tecnologías y dispositivos comerciales que ayudan alos terapeutas a realizar de forma eficiente y más rápida el proceso de rehabilitación, peroson muy costosos, de gran volumen y no se encuentran disponibles en Colombia, por lo quepersonas de escasos recursos no pueden acceder a ellas. En este trabajo se describe el proceso de diseño y fabricación de un Exoesqueleto robóticocompacto, liviano y de bajo costo para realizar terapias de rehabilitación. El dispositivocuenta con una estructura de exoesqueleto nueva con 5 grados de libertad, 2 canales de lecturade señales de electromiografía (EMG), un circuito encargado del control y la comunicaciónvía WiFi con una aplicación móvil desde la cual se controlan las principales variables delsistema, se programan rutinas de ejercicios y se visualizan las envolventes de las señales EMGleídas. El dispositivo no se conecta a elementos externos además y pesa 450[g] lo que lo hacecompacto y cómodo de usar, éste permite realizar terapias de movimiento pasivo continuo, bilateral o de espejo, y de EMG.Item Glitch attacks in mcus(Universidad Industrial de Santander, 2021) Cepeda Riaño, Diana Milena; Castro Benavides, Felipe Alberto; Roa Fuentes, Elkim Felipe; Rueda Guerrero, Luis EduardoLos ataques de software han sido los más comunes. Sin embargo, últimamente una de las preocupaciones de la industria electrónica es la seguridad del hardware debido al aumento de dispositivosconectados a Internet o loT. Por lo tanto, es necesario estudiar los ataques existentes. El ataque porgliteh es uno de ellos. Su implementación requiere un bajo coste y puede llevar a la fuga de información de los dispositivos. En este trabajo se han realizado múltiples ataques de glitch por alimentaciónutilizando la tarjeta ChipWhisperer. La tensión de alimentación baja a O [V] durante el ataque, y seincrementa la duración del glitch hasta tener un ataque exitoso. Por otro lado, se propuso y se probóun circuito de glitch para gestionar la amplitud y duración del glitch. Un circuito divisor de resistencias permitió controlar la amplitud, y la tarjeta ChipWhisperer ayudaba a manipular la duración. Seencontró que la duración del glitch se mantiene aproximadamente constante a diferentes frecuenciasutilizando sólo la ChipWhisperer, y el circuito propuesto permite ver la energía de la señal de glitchpara tener un ataque exitoso; esa energía es aproximadamente constante a diferentes frecuencias yamplitudes. El trabajo futuro debe concentrarse en encontrar la causa del salto de instrucción, estose puede lograr mejorando la simulación de Turpial. Además, debe investigarse la relación entre laenergía de la señal de glitch y un ataque exitoso.Item Implementation of a digital low drop-out regulator with a self-generated clock in a cmos technology(Universidad Industrial de Santander, 2021) Flórez Bonza, Joan Manuel; Roa Fuentes, Elkim FelipeActualmente, en la mayoría de los sistemas en chip (SoC), se utilizan reguladores analógicos de bajacaída (A-LDO) para suministrar los diferentes dominios de voltaje en el sistema. El problema conlas aplicaciones de baja potencia es que (A-LDO) tienen una eficiencia reducida cuando la tensiónde alimentación es baja. Una opción alternativa son los reguladores digitales de baja caída (D-LDO)debido a su bajo voltaje de funcionamiento, pero estos reguladores presentan un problema comúndebido a la respuesta lenta a eventos transitorios como caídas/subidas de tensión de alimentación.Una de las soluciones a este problema es aumentar la frecuencia de funcionamiento del D-LDO, loque aumenta la velocidad de respuesta pero también aumenta el consumo de energía. El D-LDOcon reloj autogenerado, es una solución que ataca este problema directamente, proporcionando unreloj de alta frecuencia solo cuando hay un evento de caída o aumento de voltaje de salida, peroen un estado estable , funciona con el reloj de frecuencia más baja externo al regulador. En estetrabajo, proponemos implementar el DLDO del trabajo previo pero haciendo ajustes al diseño original,para que sea completamente sintetizable usando un área pequeña en un SoC. El diseño previoexistente del trabajo previo, no cumplía con algunos aspectos que no permitían que se sintetizaracompletamente, este problema se aborda en este trabajo, ajustando los diseños de algunas celdasde la (D-LDO) mencionada, a un formato de celda estándar. Los resultados muestran una mejoraen la respuesta a eventos transitorios utilizando un sistema sintetizable, en comparación con otrassoluciones propuestas que utilizan un reloj permanente de alta frecuencia. El voltaje de salida cae221.1mV con un paso de corriente de carga de 400ns de 1mA a 20mA (( LOAD = 10pF).Item Desarrollo de un sistema autónomo de detección de somnolencia en conductores usando redes neuronales profundas(Universidad Industrial de Santander, 2021) Olarte Velasco, David Gilberto; Thomas Bayona, Angie Daniela; Barrero Pérez, Jaime Guillermo; Castillo Bohórquez, Jeyson ArleyLos trastornos por fatiga y sueño representan en muchos países la primera causa de mortalidad la primera causa de muerte por accidente de tráfico. En la actualidad, se están desarrollando sistemas electrónicos inteligentesde apoyo a la conducción con el fin de evitar este tipo de accidentes. Este proyecto se orienta al desarrollo de un sistema autónomo para la detección de la somnolencia en los conductores mediante el reconocimiento de signos o síntomasasociados a este fenómeno, usando Redes Neuronales Profundas (DNN). Para tal fin, se implementa un esquema dedetección en cascada para dos patrones usuales en la somnolencia: los ojos cerrados y los bostezos. El sistema constade tres partes, la primera es el preprocesamiento de la imágen de entrada que consta de un detector de rostros y deojos en cascada para preparar la imágen para la siguiente etapa. La segunda es la acción en paralelo de dos DNN'spara la detección de ojos cerrados y bostezos; cada red es distinta e independiente. Por último, un clasificador finalque toma en cuenta la duración de estos patrones para determinar si hay índices fuertes de somnolencia. Las redesindependientes arrojaron una exactitud del 99.59% para la red de ojos cerrados y 99.01 % para la de los bostezos. Elsistema final emitirá alertas en caso de que el discriminante detecte somnolencia para cumplir la función de prevenir accidentes de tránsito por somnolencia.Item A verified risc-v im based processor with an external debugging capability(Universidad Industrial de Santander, 2021) Morales Norato, Hanssel Enrique; Roa Fuentes, Elkim FelipeAlcanzar un bajo consumo de energía es uno de los desafíos críticos, en los nodos de sensoresde Internet de las cosas (loT) que funcionan con baterías de bajo costo. Estos nodos suelen estarcoordinados por un procesador que recopila, opera y transmite datos desde múltiples sensores ala nube. Los procesadores de loT deben administrar cargas de trabajo caracterizadas por ráfagasintermitentes de operaciones de procesamiento intensivo mezcladas con períodos prolongados debaja actividad. La minimización de la potencia dinámica a través de microarquitecturas de baja conmutación ha sido el foco de soluciones recientes. Aunque esto puede conducir a una baja eficienciade ejecución aumentando el tiempo de ejecución por lo tanto, conduciendo a un alto aumento de laenergia consumida. Este trabajo explora la adición de técnicas de aceleración de bajo costo paramejorar la eficiencia computacional en el diseño de Arcabuco, un procesador en orden de un soloproblema basado en RISC-V | / IM. Lo que logra 2.7 CoreMark/MHz y 1.13 DMIPS/MHz, con unconsumo de energía de 84.46/¿.W/MHz. Proporcionando una solución alternativa a las aplicaciones de bajo consumo de energía.Item Diseño de un banco para accionamiento de motores de inducción en el laboratorio de control e instrumentación de la e3t-UIS(Universidad Industrial de Santander, 2021) Mateus Ruiz, Juan Sebastián; Melgarejo Agudelo, Héctor José; Alzate Castaño, RicardoEl presente trabajo de grado aborda el diseño de un banco de laboratorio para efectuar maniobras dearranque en motores eléctricos a través de un PLC. Inicialmente, se concibe la estructura general para un banco delaboratorio que constituya un recurso didáctico para realizar maniobras de arranque del tipo directo, estrella-delta ysuave por variador de velocidad, en máquinas de inducción trifásicas, tanto por lógica cableada como programada através de un PLC. Adicionalmente, se plantea la posibilidad de verificar la ejecución para un lazo de regulación develocidad en la máquina de inducción mediante un algoritmo de control PID. Para ello se define una arquitectura desistema que hace uso de elementos disponibles en el Laboratorio de Control e Instrumentación de la EST-UIS y seplantea su distribución espacial y su esquema de interconexión haciendo uso del sentido común. Lo anterior, permitiódesarrollar una estructura modular y configurable para el desarrollo de las diferentes maniobras de arranque. A faltade pruebas experimentales, la verificación de los diseños se realizó a través de rutinas de simulación numérica paraevidenciar la funcionalidad de los esquemas lógicos de operación para las rutinas a ser ejecutadas por el autómata.Trabajo futuro incluye la construcción física del banco de laboratorio y la verificación experimental para las diferentes maniobras de arranque y de regulación de velocidad consideradas.