Search

En aquest treball es dissenya el programari necessari per a la comunicació entre dues etiquetes acústiques (TAGs) per a la localització d’objectes sota l’aigua, pretenent oferir una alternativa al dispositius comercials, que actualment no resulten adequats per al seguiment d’espècies marines . Es fan servir ones acústiques per a la comunicació, ja que es veuen menys atenuades que les ones electromagnètiques en un medi aquàtic. S’han programat dos microcontroladors de la família STM32 de manera que un actuï de transmissor i l’altre de receptor, enviant-se missatges codificats fent servir un protocol basat en la PPM. També es detalla el maquinari necessari per a provar el funcionament d’aquests transmetent informació acústicament a través de l’aigua, fent servir transductors piezoelèctrics i els circuits adients per a comunicar els senyals entre els microcontroladors i aquests. S’ofereix també una explicació de les característiques dels transductors d’aquest tipus. Per a la programació dels microcontroladors s’ha fet servir el llenguatge C, i a més s’ha creat una interfície programada en Python per al control del microcontrolador transmissor. S’ha assajat exitosament el sistema amb dos muntatges diferents: en primer lloc, connectant directament ambdós microcontroladors amb un cable, per tal de comprovar el funcionament correcte del programari sense interferències externes. En segon lloc, realitzant un muntatge del maquinari per provar un exemple real de comunicació a través d’aigua. Els missatges assajats s’han transmès correctament i sense presentar interferències. De totes formes, al muntatge per cable s’han simulat interferències de manera artificial per provar la robustesa del receptor davant aquestes. This paper features the development of the required software to allow communication between two acoustic tags for the localisation of underwater objects. It aims to offer an alternative to commercial devices, which are currently not sufficient for the tracking of marine species. Acoustic waves are used for communication, as they are less attenuated than electromagnetic waves in an aquatic environment. Two STM32 microcontrollers have been programmed so that one acts as a transmitter and the other one as a receiver. The communication between them uses a pulse-position modulation (PPM) based protocol. Also detailed is the required hardware to test the functionality of these devices via the acoustic transmission of information through water. The microcontrollers have been programmed using C language. In addition, an interface programmed in Python has been created to control the transmitter. The system has been successfully tested in two ways: first, by connecting both microcontrollers with a cable to verify the correct functioning of the program without external interference; secondly, by using hardware to mimic a verisimilar instance of underwater acoustic communication. The messages received were transmitted correctly and without interference. However, during the wired connection, interference was artificially simulated to test the robustness of the receiver against it.

Aquest treball presenta una proposta per a un sistema de monitoratge en temps real per a la industria de la fabricació, específicament per a la planta pilot de Chemplate Materials S.L., una empresa especialitzada en la distribució i producció de productes químics semielaborats. El sistema proposat preten augmentar l'eficiència i la productivitat en el procès de fabricació llegint els sensors de la planta pilot, enviant aquesta informació a un servidor per a l'anàlisi i oferint una interfície web per visualitzar aquestes dades i alertes en cas d'errors. El sistema permetrà el monitoratge remot, fet que permet una major flexibilitat i facilitat de control sense la necessitat de ser a l'emplaçament. El sistema es basa en diferents tecnologies com Python, Docker, Grafana, InfluxDB, Mosquitto i Node-Red per poder fer una anàlisi de les dades, la seva visualització i emmagatzematge i la comunicació o entre els dispositius. This paper presents a proposal for a real-time monitoring system for the manufacturing industry, specifically for the pilot plant of Chemplate Materials S.L., a company specialized in the distribution and production of semi-finished chemical products. plant of Chemplate Materials S.L., a company specialized in the distribution and production of semi-finished chemical products. The proposed system aims to increase efficiency and productivity in the manufacturing process by reading the sensors of the pilot plant, sending this information to a server for analysis and offering a web interface to visualize this data and alerts in case of errors. The system will allow remote monitoring, which allows greater flexibility and ease of control without the need to be on site. The system is based on different technologies such as Python, Docker, Grafana, InfluxDB, Mosquitoto and Node-Red to be able to do an analysis of the data, its visualization and storage and communication or between devices. Este trabajo presenta una propuesta para un sistema de monitorización en tiempo real para la industria de la fabricación, específicamente para la planta piloto de Chemplate Materials S.L., una empresa especializada en la distribución y producción de productos químicos semielaborados. El sistema propuesto pretende aumentar la eficiencia y la productividad en el proceso de fabricación leyendo los sensores de la planta piloto, enviando esta información a un servidor para el análisis y ofreciendo una interfaz web para visualizar estos datos y alertas en caso de errores. El sistema permitirá la monitorización remota, lo que permite una mayor flexibilidad y facilidad de control sin la necesidad de estar en el emplazamiento. El sistema se basa en diferentes tecnologías como Python, Docker, Grafana, InfluxDB, Mosquitto y Node-Red para poder hacer un análisis de los datos, su visualización y almacenamiento y la comunicación o entre los dispositivos.

The use of bioengineering to improve human wellbeing has increased greatly in recent years and has led to the exploration of new ways of research and development. In this final degree project, we have designed and developed a minimal Electrical Impedance Spectroscopy EIS system which can be used in several biomedical applications. EIS applied to the characterization of human tissues or biological systems is called bioimpedance. In order to do this, we have relied on a System-on-chip already in distribution from the Analog Devices company, the AD5490/5491 and its evaluation board, the EVAL-AD5940BIOZ that will serve us both to check results and compare performances. A custom PCB board has been designed and implemented in order to reduce the complexity of the evaluation board and a software has been developed in order to obtain the results. The approach of this document is based first of all on a small introduction into the world of electrical bioimpedance and its basic foundations. We will then study the main parameters of the evaluation board, focusing on its specific chip for this field of use, and performing some experiments and checks. Finally, the procedure used when making our own PCB board, its design (KICAD 6) and the final software (Python) are explained. The experiments carried out with it and the results obtained with it are also presented. El uso de la bioingeniería para mejorar el bienestar humano ha aumentado mucho en los últimos años y ha llevado a la exploración de nuevas formas de investigación y desarrollo. En este trabajo final de grado hemos diseñado y desarrollado un sistema mínimo de espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS) que se puede utilizar en varias aplicaciones biomédicas. El EIS aplicado a la caracterización de tejidos humanos o sistemas biológicos se denomina bioimpedancia. Para ello, hemos confiado en un system-on-chip comercialmente disponible de la empresa Analog Devices, la AD5490/5491 y su placa de evaluación, el EVAL-AD5940BIOZ que nos servirá tanto para comprobar resultados como para comparar prestaciones. Se ha diseñado e implementado una placa PCB personalizada con el fin de reducir la complejidad de la placa de evaluación y se ha desarrollado un software para obtener los resultados. El enfoque de este documento se basa, en primer lugar, en una pequeña introducción al mundo de la bioimpedancia eléctrica y sus fundamentos básicos. A continuación, estudiaremos los principales parámetros de la placa de evaluación, centrándonos en su chip específico para este campo de uso, y realizando algunos experimentos y comprobaciones. Finalmente, se explica el procedimiento utilizado a la hora de hacer nuestra propia placa PCB, su diseño (KICAD 6) y el software final (Python). También se presentan los experimentos realizados y los resultados obtenidos con ella. L'ús de la bioenginyeria per millorar el benestar humà ha augmentat molt en els últims anys i ha portat a l'exploració de noves formes de recerca i desenvolupament. En aquest treball final de grau hem dissenyat i desenvolupat un sistema mínim d'espectroscòpia d'impedància elèctrica (EIS) que es pot utilitzar en diverses aplicacions biomèdiques. L'EIS aplicat a la caracterització de teixits humans o sistemes biològics s'anomena bioimpedància. Per a això, hem confiat en un system-on-chip comercialment disponible de l'empresa Analog Devices, l'AD5490/5491 i la seva placa d'avaluació, l'EVAL-AD5940BIOZ que ens servirà tant per comprovar resultats com per comparar prestacions. S'ha dissenyat i implementat una placa PCB personalitzada per tal de reduir la complexitat de la placa d'avaluació i s'ha desenvolupat un programari per obtenir els resultats. L'enfocament d'aquest document es basa, en primer lloc, en una petita introducció al món de la bioimpedància elèctrica i els seus fonaments bàsics. A continuació, estudiarem els principals paràmetres de la placa d'avaluació, centrant-nos en el seu xip específic per a aquesta camp d'ús, i realitzant alguns experiments i comprovacions. Finalment, s'explica el procediment utilitzat a l'hora de fer la nostra pròpia placa PCB, el seu disseny (KICAD 6) i el programari final (Python). També es presenten els experiments realitzats i els resultats obtinguts amb ella.

Actualment, l’automatització de diverses tasques del dia a dia, és una cosa que qualsevol persona vol tindre al seu voltant, ja que fa de la vida una mica més còmoda i accessible per tothom. Al igual que en l’organització d’un projecte, a la nostra vida, accions com el desplaçament o el moviment, produeixen pèrdues, en aquest cas en el temps, el qual mai es podrà recuperar, i al tenir en compte que no parlem d’una feina, sinó de la nostra rutina, segons les nostres limitacions físiques, això pot suposar un problema. El meu objectiu en aquest projecte és realitzar una part d’un sistema domòtic, en el qual ens puguem estalviar un temps molt valuós, i unes possibles accions poc accessibles, mitjançat l’ús d’un software creat amb Arduino per a dispositius ESP32, el qual, mitjançant l’ús d’una pàgina web, puguem tindre la facilitat de controlar accions com serien pujar o baixar les persianes de qualsevol punt de la casa o tenir control de la entrada amb una ajut visual el qual ens permeti visualitzar qui vol accedir a la nostra habitatge. Els resultats obtinguts reflecteixen el projecte a una petita casa mitjançant la instal·lació d’aquest software i hardware en maqueta la qual simula una habitatge qualsevol en la que podem observar del tipus de control del qual disposaríem en una casa real. Actualmente, la automatización de diversas tareas del día a día, es algo que cualquier persona quiere tener a su alrededor, puesto que hace de la vida algo más cómoda y accesible por todos. Al igual que en la organización de un proyecto, en nuestra vida, acciones como el desplazamiento o el movimiento, producen pérdidas, en este caso en el tiempo, que nunca se podrá recuperar, y al tener en cuenta que no hablamos de un trabajo, sino de nuestra rutina, según nuestras limitaciones físicas, esto puede suponer un problema. Mi objetivo en este proyecto es realizar una parte de un sistema domótico, en el que podamos ahorrarnos un tiempo muy valioso, y unas posibles acciones poco accesibles, mediante el uso de un software creado con Arduino para dispositivos ESP32, el cual, mediante el uso de una página web, podamos tener la facilidad de controlar acciones como serían subir o bajar las persianas de cualquier punto de la casa o tener control de la entrada con una ayuda visual que nos permita visualizar quién quiere acceder a nuestra vivienda. Los resultados obtenidos reflejan el proyecto en una pequeña casa mediante la instalación de este software y hardware en maqueta que simula una vivienda cualquiera en la que podemos observar del tipo de control del que dispondríamos en una casa real. Nowadays, the automation of various day-to-day tasks is something that anyone wants to have around them, as it makes life more comfortable and accessible for everyone. As in the organization of a project, in our lives, actions such as displacement or movement produce losses, in this case in time, which can never be recovered, and bearing in mind that we are not talking about a job, but from our routine, according to our physical limitations, this can pose a problem. My goal in this project is to realize part of a home automation system, in which we can save a very valuable time, and some possible actions that are not easily accessible, through the use of a software created with Arduino for ESP-32, which through the use of a web page, we can have the facility of controlling actions such as raising or lowering the blinds from any point in the house or having control of the entrance with a visual aid that allows us to visualize who wants to access our house. The results obtained reflect the project for a small house by installing this software and hardware to a model that simulates a house in which we can observe the type of control we would have in a real house.

Aquest projecte s’endinsa en la creació d’un estudi de ràdio local econòmic, versàtil i adaptat a les tendències actuals. La instal·lació es dissenya amb la capacitat d’incorporar vídeo a les emissions de ràdio, per poder transmetre els programes per streaming i televisió. La instal·lació s’ha dimensionat per sis locutors al locutori i s’ha dissenyat el control per que dos locutors puguin realitzar programes de manera autònoma. També es fa possible la participació híbrida amb locutors i convidats de forma presencial i a distància. Per dur a terme la correcta integració de tots els equips proposats, es programen quatre solucions a mida. En primer lloc, es crea un sistema de senyalització i un sistema de control remot de la taula de so pels locutors utilitzant diversos microcontroladors ESP8266. En segon lloc, es programa un rellotge digital i un generador de tons Greenwitch Time Signal, utilitzant una Raspberry Pi 4B i una aplicació creada amb Python. També utilitzant aquest llenguatge, es genera un script per commutar una matriu d’àudio a través de RS-232. Per poder implementar tot el projecte correctament s’adjunta una documentació annexa composta per plànols CAD amb disseny dels espais i distribució espacial dels equips, planimetria unifilar i llistats de cables amb totes les connexions dels equips, codis font dels programes desenvolupats i fitxes tècniques dels equips de la instal·lació. El cost econòmic del projecte no supera els 40.000 €, convertint-ho en una solució econòmica però fiable, polivalent i de qualitat suficient. Es tracten temàtiques com la integració d’equips, l’àudio analògic i l’àudio digital, la informàtica i les xarxes IP, programació, distribució i mescla de vídeo digital. Este proyecto se adentra en la creación de un estudio de radio local económico, versátil y adaptado a las tendencias actuales. La instalación se diseña con la capacidad de incorporar vídeo a las emisiones de radio, para poder transmitir los programas por streaming y televisión. La instalación se ha dimensionado para seis locutores en el locutorio y se ha diseñado el control para que dos locutores puedan realizar programas de forma autónoma. También es posible la participación híbrida con locutores e invitados de forma presencial y a distancia. Para realizar la correcta integración de todos los equipos propuestos, se programan cuatro soluciones a medida. En primer lugar, se crea un sistema de señalización y un sistema de control remoto de la mesa de sonido por los locutores utilizando varios microcontroladores ESP8266. En segundo lugar, se programa un reloj digital y un generador de tonos Greenwitch Time Signal utilizando una Raspberry Pi 4B y una aplicación creada con Python. También utilizando este lenguaje, se genera un script para conmutar una matriz de audio a través de RS-232. Para poder implementar todo el proyecto correctamente se adjunta una documentación anexa compuesta por planos CAD con diseño de los espacios y distribución espacial de los equipos, planimetría unifilar y listados de cables con todas las conexiones de los equipos, códigos fuente de los programas desarrollados y fichas técnicas de los equipos de la instalación. El coste económico del proyecto no supera los 40.000€, convirtiéndolo en una solución económica pero fiable, polivalente y de calidad suficiente. Se tratan temáticas como la integración de equipos, el audio analógico y el audio digital, la informática y las redes IP, programación, distribución y mezcla de vídeo digital. This project focuses on creating an economic, versatile local radio studio adapted to current trends. The facility is designed with the ability to embed video in radio shows and to be able to transmit shows via streaming and television. The installation has been sized for six talents in the booth, and the control room has been designed so that two talents can produce programs independently. Hybrid collaboration with presenters and guests is also possible in person and remotely. To achieve the correct integration of the equipment, four tailor-made solutions are programmed. First, a signaling system and remote control system for the sound mixer using several ESP8266 microcontrollers. Secondly, a digital clock and a Greenwitch Time Signal generator, using a Raspberry Pi 4B and a Python app. By also using this language, we create a script for switching an audio array through RS-232. In order to be able to implement the entire project, the attached documentation consists of CAD plans with design of the spaces and a spatial distribution of the equipment, single-line planimetry and lists of cables with all the connections of the equipment, source codes of the developed software and the technical sheets of the equipment. The economic cost of the project does not exceed 40,000 €, which makes it a cost-effective but reliable and versatile solution. Subjects such as equipment integration, analog and digital audio, computing and IP networks, programming, distribution and mixing of digital video are discussed.

Un dels apartats fonamentals de tota obra de teatre és la seva escenografia, que es compon per tots aquells elements decoratius que ajudaran als actors a explicar una història. Sovint es requereix que aquests elements siguin mòbils, i puguin ser controlats pel tècnic des de la seva taula de control. Per això en aquest treball es detalla el procés de disseny i desenvolupament d’un dispositiu que permeti el control de varius servomotors amb la intenció de poder fer-lo servir en futures obres de teatre. Per a aconseguir-ho es farà servir un microcontrolador STM32 que serà l’encarregat d’interpretar el senyal de DMX i d’indicar la posició que han d’assolir els servomotors en cada moment. Una de las partes fundamentales de toda obra de teatro es su escenografía, que se compone por todos aquellos elementos decorativos que ayudaran a los actores a explicar una historia. A menudo se requiere que estos elementos sean móviles, y puedan ser controlados por el técnico desde su mesa de control, por eso, en este trabajo se detalla el proceso de diseño y desarrollo de un dispositivo que permita el control de varios servomotores con la intención de poder usarlo en futuras obres de teatro. Para ello, se hará uso de un microcontrolador STM32 que será el encargado de interpretar la señal de DMX para indicar la posición que tendrán que alcanzar los servomotores en cada momento. One of the main sections of any theater play is its scenography, which is made up of all those decorative elements that will help players tell a story. It is often required that these elements be mobile, and can be controlled by the technician from his control table, so this work details the process of design and development of a device that allows the control of various servomotors with the intention of being able to use it in future plays. To achieve this, an STM32 microcontroller will be used, which will be responsible for interpreting the DMX signal to indicate the position that the servomotors must reach at any given time.

En aquest treball, s'estudiarà el comportament de dispositius piezoelèctrics davant esdeveniments d'impacte, amb la finalitat d'utilitzar-los com a sensors per preveure el dany ocasionat en un substrat determinat per única causa de l'impacte. Per fer-ho, es dissenyarà el pertinent circuit elèctric capaç de generar un senyal a partir de la resposta piezoelèctrica, i s'establirà un procediment de lectura d'aquest mitjançant un dispositiu, en aquest cas, un microcontrolador. A més es dissenyarà una configuració d'assaig i una matriu d'assajos, on sotmetent els sensors a impactes en un substrat determinat, es buscarà esclarir el comportament dels sensors envers diverses condicions d'impacte tenint en compte diferents variables com l'energia d'impacte o la velocitat d'impacte entre d'altres. Amb la informació provinent dels resultats dels assajos, i mitjançant raonaments científics es faran afirmacions i hipòtesis sobre el comportament dels sensors i es raonarà la viabilitat d'aplicar-los com a sensors per a la previsió del dany en impacte. Finalment i si escau, es proposaran noves vies per continuar la investigació amb la finalitat de confirmar o desmentir les afirmacions i hipòtesis mencionades en aquest treball. This project will study the behavior of piezoelectric devices against impact events, with the purpose of using them as sensors to foresee the damage caused in a certain substrate by only cause of the impact on itself. To do that, the corresponding electric circuit will be designed to generate an electric signal based on the piezoelectric response. After that, a procedure for reading this measurement through an external device will be established, concretely for the case of this project we will use a microcontroller. Besides that, the corresponding test method and test matrix will be designed, in which the sensors will be submitted to impact events placed in a specific substrate. We will try to clarify the behavior of piezoelectric sensors by exposing the substrate to different impact conditions, using diverse variables such as impact energy or impact speed among others. Using the information provided by the testing results, and through scientific reasoning, statements and hypothesis will be made related to sensor's behavior, and we will discuss the viability of applying them as impact damage sensors. Finally, and if applicable, new investigation lines will be purposed to continue the investigation with the intention of confirming or denying the already mentioned statements and hypothesis.

En aquesta memòria es detallen el disseny, programació i creació d'un sistema capaç de detectar caigudes de motocicleta i generar un senyal d'alerta al dispositiu mòbil del conductor. El funcionament del prototip consistirà a simular la inclinació d'una caiguda i, posteriorment a l'activació, mostrar els elements del MSD d'una hipotètica trucada d'emergència al dispositiu mòbil de l'usuari. Per aconseguir-ho, el sistema es basa en les dades d'una unitat inercial que són comparades amb els valors de referència per un microcontrolador i, en cas que sigui necessari, es transmet un byte d'activació a partir d'una connexió BLE amb el mòbil de l'usuari. Inicialment, s'exposa el context del projecte, mostrant possibles solucions existents, comparant les diferències entre accidents de motocicleta i automòbil i, posteriorment, s'analitzen els diferents tipus d'accident de motocicleta amb possibles causes i les lesions més habituals que es produeixen. Seguidament, s'estudien els requeriments del prototip dissenyat, anomenant les característiques principals dels components seleccionats. En aquest projecte s'hi inclou una part d'experimentació on, a partir dels elements seleccionats anteriorment, s'obtenen les constants de referència per les comparacions del sistema resultant a partir de circular per vies amb diferents característiques i emmagatzemar els valors màxims obtinguts per la unitat inercial. A continuació es detalla la solució adoptada, explicant el funcionament del microcontrolador i l'aplicació mòbil. També es desglossen tots els elements emprats en el prototip resultant i es valora l'impacte ambiental del projecte. Finalment, ja que no s'arriba a homologar el prototip, es proposen diverses vies per seguir amb el desenvolupament de la tecnologia per, en un futur, poder disposar d'un sistema equivalent a l'eCall dels automòbils en la majoria de motocicletes.

El treball introdueix en l’entorn de la impressió 3D des del seus inicis fins al desenvolupament de la jove bioimpressió i s’ubicarà en l’entorn de la incubació comercial i dels importants assoliments aconseguits gràcies a la bioimpressió. D’aquesta manera restarà en coneixement el potencial que té desenvolupar aquesta branca de la impressió 3D. El treball descriurà per si sol la recerca realitzada en un àmbit multidisciplinari per a acabar tenir un prototip funcional, es tindrà a les mans un prototip d’incubadora amb la voluntat de poder controlar la temperatura i en menor mesura la humitat i la pressió. La predisposició d’un sistema així permetrà tirar endavant el projecte d’acabar de construir un primer prototip de bioimpressora capaç d’imprimir en un espai idoni sense necessitat d’entorns específics. Per a erigir aquest projecte també ha sigut necessari un gran estudi d’elements comercials i el seu comportament juntament amb el disseny d’arquitectures electròniques i mecàniques, però també de programades per dotar de “vida” a l’instrument i al sistema de monitorització. Seran emprats mitjans d’àmbits molt variats per a la construcció de la màquina: impressió 3D per a peces personalitzades, carcassa amb estructura fabricada a mesura, monitors capaços d’extreure dades del sistema a través de l’ordinador i el seu posterior processament o fins al disseny d’assemblatges amb programari CAD. El trabajo introduce en el entorno de la impresión 3D des de sus inicios hasta el desarrollo de la joven bioimpresión y se ubicará en el entorno de la incubación comercial y de los importantes logros conseguidos gracias a la bioimpresión. De esta manera restará en conocimiento el potencial que tiene desarrollar esta rama de la impresión 3D. El trabajo describirá por sí solo la búsqueda realizada en un ámbito multidisciplinario para acabar teniendo un prototipo funcional, se tendrá en las manos un prototipo de incubadora con la voluntad de poder controlar la temperatura i en menor medida la humedad y la presión. La predisposición de un sistema así permitirá echar adelante el proyecto de terminar construyendo un primer prototipo de bioimpressora capaz de imprimir en un espacio idóneo sin necesidad de entornos específicos. Para erigir este proyecto también ha sido necesario un gran estudio de elementos comerciales y de su comportamiento junto con el diseño de arquitecturas electrónicas y mecánicas, pero también de programadas para dotar de “vida” al instrumento i al sistema de su monitorización. Serán empleados medios de ámbitos muy variados para la construcción de la máquina: impresión 3D para piezas personalizadas, carcasa con estructura fabricada a medida, monitores capaces de extraer datos del sistema a través del ordenador y su posterior proceso o hasta el diseño de ensamblajes con programas CAD. The work introduces the environment of 3D printing from its beginnings to the development of the young bioprinting and will be located in the environment of commercial incubation and the important achievements achieved thanks to bioprinting. In this way, the potential of developing this branch of 3D printing will be acknowledged. The work will describe by itself the research carried out in a multidisciplinary field to end up having a functional prototype, a prototype of an incubator will be held in hands with the desire to be able to control the temperature and, to a lesser extent, the humidity and pressure. The predisposition of such a system will allow the project to be carried out by building a first bioprinter prototype capable of printing in a suitable space without the need for specific environments. To build this project, a great study of commercial elements and their behaviour has also been needed together with the design of electronic and mechanical architectures, but also of programmed ones to give "life" to the instrument and to its monitoring system. Media from very varied fields will be used for the construction of the machine: 3D printing for customized parts, casing with a custom-made structure, monitors capable of extracting data from the system through the computer and its subsequent processing or even the design of assemblies with CAD programs.

En aquest Treball de Fi de Grau, es porta a terme la integració, el disseny de maquinari i programari de diferents dispositius per realitzar el monitoratge de variables mediambientals, destinats a ser implementat pel Laboratorio del Centro de Medio Ambiente (LCMA) i poder utilitzar-lo en diferents experiments per determinar la qualitat de l’aire en zones on es produeixen emissions de gasos VOC, perjudicials per als éssers vius. Es desenvolupa un disseny amb el qual es pretén aconseguir una xarxa formada per diferents dispositius equipats amb sensors i mòduls per realitzar enviaments i recepcions de dades. Les comunicacions es realitzen a partir de les tecnologies GSM, LoRa i WiFi. Es treballa amb els microcontroladors ESP32 del fabricant Espressif, que han esdevingut eines molt potents a l’hora de realitzar la integració de sistemes a causa del gran nombre de ports de comunicació i capacitat computacional. A més, els dispositius compten amb la capacitat de capturar mostres d’aire amb presència de contaminants mitjançant tubs multi-sostre per tal de realitzar l’estudi exhaustiu al LCMA, podent determinar així els tipus de contaminants i les concentracions mitjançant l’espectrometria de massa A la memòria, es recull la descripció del sistema realitzat, on es defineixen les parts i funcionalitats d’aquest, el disseny hardware i software, i finalment, les proves operatives dels diferents prototips desenvolupats. El software engloba la programació dels microcontroladors i també un servidor central, que s’utilitzarà per configurar, emmagatzemar i presentar les dades que es facin arribar des dels diferents dispositius. En este Trabajo de Fin de Grado, se lleva a cabo la integración, el diseño de la maquinaria y programas de diferentes dispositivos para realizar la monitorización de variables medioambientales, destinados a ser implementados por el Laboratorio del Centro de Medio Ambiente (LCMA) y poder ser utilizados en diferentes experiencias para determinar así la calidad del aire en zonas donde se producen emisiones de gases VOC, perjudiciales para los seres vivos. Se desarrolla un diseño con el que se pretende conseguir una red formada por diferentes dispositivos equipados con sensores y módulos para realizar envíos y recepciones de datos. Las comunicaciones se realizan a través de las tecnologías GSM, LoRa y WiFi. Además, los dispositivos cuentan con la capacidad de capturar muestras de aire con presencia de contaminantes mediante tubos multi-techo, con el objetivo de realizar un estudio en profundidad en el LCMA, pudiendo así determinar los tipos de contaminantes y las concentraciones, mediante la espectrometría de masas. En la memoria, se recoge la descripción del sistema realizado, con el que se describen las diferentes partes y funcionalidades, el diseño hardware y software, y finalmente, las pruebas operativas de los prototipos desarrollados. El software incluye la programación de los microcontroladores y también del servidor central, que se utilizara para configurar, guardar y presentar los datos que se envíen desde los diferentes dispositivos. In this Final Degree Project, the hardware and software design are carried out in order to develop the integration of different structures to obtain a system that performs the monitoring of environmental variables, intended to be implemented by the Laboratorio del Centro de Medio Ambiente (LCMA) and to be used in different experiences to determine the air quality where emissions of VOCs, being harmful to the living beings, occur. The design is developed in order to achieve a net made of by different devices equipped with sensors and modules to send and receive data. The communications are made through GSM, LoRa and WiFi. In addition, the devices have the ability to capture samples with the presence of pollutants through multi-roof tubes in order to carry out an in-depth study at the LCMA, thus being able to determine the types of pollutants and their concentrations. The project technical memory contains the description of the system, which details the different parts and functionalities, the hardware and software design, and finally, the operational tests of the developed prototypes. The software includes the programming of microcontrollers and also a central server, which will be used to configure, save and present the data sent from the different devices.

La petjada ecològica és un concepte que resumeix l’impacte de l’activitat humana sobre el medi. Tota activitat humana té un impacte, directe o indirecte, en emissions de diòxid de carboni a la atmosfera, gas d’efecte hivernacle que agreuja la situació de canvi climàtic. En l’actualitat, la societat posa els seus esforços en revertir aquest fenomen que posa en perill la composició, la capacitat de recuperació i la productivitat dels ecosistemes naturals i el mateix desenvolupament econòmic i social, la salut i el benestar de la humanitat. El càlcul de la petjada ecològica s’expressa com un índex que mostra la relació entre la petjada de carboni de l’individu i la fixació de carboni de les hectàrees de terreny que li son assignades. Es tracta d’una eina que ens permet avaluar la sostenibilitat d’un determinat estil de vida. El projecte de disseny i desenvolupament d’un kit pel càlcul de la petjada ecològica a l’habitatge conté el procés de disseny i desenvolupament del producte que ofereix l’empresa ECO2PE, per conscienciar als usuaris de l’impacte mediambiental del seu habitatge i ajudar en el canvi tan necessari cap a una societat més responsable i sostenible. Mitjançant un primer procés de recerca i prototipat, s’ha desenvolupat una solució simple i de baix cost, per mesurar el consum d’aigua i d’energia a l’habitatge a partir de dos dispositius electrònics controlats mitjançant microcontroladors. En una segona fase, s’han dissenyat i fabricat, mitjançant el servei de JLCPCB, plaques de circuit imprès que integren el sistema electrònic de mesura, que compta amb un mòdul Wi-Fi que permet enviar les dades de consum de l’habitatge a una xarxa d’internet de les coses. En una tercera fase, s’ha desenvolupat una aplicació Android per monitoritzar les dades dels sensors i visualitzar el càlcul de la petjada ecològica de l’habitatge. Finalment, el projecte conté la definició del negoci d’ECO2PE, el seu pla de màrqueting i la normativa que aplica al seu kit

Amb el fi de realitzar un seguiment d’espècies marines, la implantació d’etiquetes acústiques (TAG) és un mètode freqüent utilitzat pels científics. Buscant crear un tag acústic amb millors prestacions que els actuals, s’ha creat el projecte “Sistemes acústics submarins per al monitoratge del comportament espacial d’espècies”(SASES RTI2018-095112-B-I00). El present document, aborda el disseny de l’etapa digital del microcontrolador, posterior a l’etapa analògica del tag acústic. El tag té la capacitat de generar senyals analògics arbitraris per transmetre informació, llegir i identificar senyals que contenen informació, recol·lectar informació ambiental a través de sensors i funcionar en diferents modes els quals permeten enviar informació de forma periòdica o funcionar amb un baix consum energètic. A més el sistema permet calcular el temps de vol del senyal per determinar la localització del tag acústic. Utilitzant un microcontrolador de la família STM32 basat en un processador Cortex-M d'ARM, s’ha desenvolupat un programa capaç de controlar diferents processos que el tag acústic ha de poder realitzar. S’ha desenvolupat la programació per a control del DAC, ADC, comunicació per I2C amb els sensors, temporització dels modes de funcionament i gestió del consum energètic. Con la finalidad de realizar un seguimiento de especies marines, el uso de etiquetas acústicas (TAG) es un método frecuente al que recurren los científicos. Buscando crear un tag acústico con mejores prestaciones que los existentes actualmente, se ha creado el proyecto “Sistemas acústicos submarinos para la monitorización del comportamiento espacial de especies” (SASES RTI2018-095112-B-I00). El presente documento aborda el diseño de la etapa digital del microcontrolador, posterior a la etapa analógica del tag acústico. El tag tiene la capacidad de generar señales analógicas arbitrarias para transmitir la información, leer e identificar señales que contienen información, recolectar información ambiental a través de sensores y funcionar en diferentes modos, los cuales permiten enviar información de forma periódica y un bajo consumo energético. Además, el sistema permite calcula el tiempo de vuelo de las señales para determinar la ubicación del tag acústico. Utilizando un microcontrolador de la familia STM32 basado en un procesador Cortex-M de ARM, se ha desarrollado un programa capaz de controlar diferentes procesos que el tag acústico puede realizar. Se ha desarrollado la programación para el control DAC, ADC, comunicación por I2C con los sensores, temporización de los modos de funcionamiento y gestión del consumo energético. In order to be able to track down marine species, implanting an acoustic tag is a widely used method used by scientists. Therefore, the project “Submarine acoustic systems for the species spatial monitoring” (SASES RTI2018-095112-B-I00) aims to create an acoustic tag with better features than the ones in the market. The present document, addresses the design of the microcontroller’s digital stage, which comes after the analog stage of the acoustic tag. The tag is capable of generating information carrier arbitrary analog signals, capture and identify information from the signals, retrieve environmental information using sensors and operate in different modes which allow information to be sent periodically or reduce the power consumption. Additionally, the System is capable of calculating the time of Flight of the transmitting signals to determinate the tag location. Using a microcontroller from the STM32 family based on an ARM Cortex-M processor, the developed program is capable of controlling different processes that the acoustic tag must be able to perform. Programming has been done for DAC control, ADC, I2C communication with sensors, timing of operating modes and energy consumption management.

We are living in a technological revolution that is affecting agriculture. This project will provide an empirical response to a series of questions related to the field using microcontroller technology. Specifically, we will look at the effect of different factors and characteristics (type of irrigation, shading, type of vegetation, etc.) on climatic variables (temperature, humidity, UV index, etc.) and we will analyse whether these variations are significant. We will solve the objectives by building an Arduino-based device for measuring and storing atmospheric variables. This module will be portable, low cost and will be equipped with a series of sensors that will generate a database. A series of sensitive points on the EEABB plot will be studied and data will be collected. The data will then be processed and a series of maps will be produced with the information recorded. In this research it has been possible to develop a device that meets all the requirements. Thanks to this diagnostic tool, it has been empirically demonstrated the effect of the plant masses outside the plot, which create small areas with above-average humidity and temperature. On the other hand, no significant differences have been observed inside the plot, despite the different irrigation systems and the heterogeneous crops. The architecture of the device is designed to serve new objectives and projects that may arise in the future. For this reason, almost all components and sensors can be replaced to meet new requirements. This philosophy makes this a upgradeable system, which can not only be useful to analyse other plots but also adapt to the needs of each user. Vivimos en medio de una revolución tecnológica que está afectando de lleno a la agricultura. El presente proyecto dará una respuesta empírica a una serie de cuestiones relacionadas con el campo utilizando la tecnología de los microcontroladores. En concreto, veremos la afectación de diferentes factores y características (tipo de riego, sombras, tipo de vegetación ...) sobre las variables climáticas (temperatura, humedad, índice UV ...) y analizaremos si estas variaciones son significativas. Resolveremos los objetivos mediante la construcción de un dispositivo de medida y almacenamiento de variables atmosféricas basado en Arduino. Este módulo será portátil, de bajo coste y estará dotado de una serie de sensores que generarán una base de datos. Se estudiarán una serie de puntos sensibles a la parcela de la EEABB donde se recogerán datos. Posteriormente se tratarán y se obtendrán una serie de mapas con la información registrada. En esta investigación se ha podido elaborar un dispositivo que cumple todos los requisitos planteados. Gracias a esta herramienta de diagnóstico, se ha demostrado de forma empírica la afectación que tienen las masas vegetales del exterior de la parcela, las cuales crean pequeñas zonas con una humedad y temperatura fuera de la media. En cambio, no se ha apreciado diferencias significativas en el interior de la parcela a pesar de disponer de diferentes sistemas de riego y ser cultivos heterogéneos. La arquitectura del dispositivo está pensada para dar servicio a nuevos objetivos y proyectos que se planteen en un futuro. Por eso casi la totalidad de componentes y sensores se pueden sustituir ajustándose a los nuevos requerimientos. Esta filosofía hace de este un sistema escalable, que no sólo puede ser útil para analizar otras parcelas, sino que también se adaptará a las necesidades de cada usuario. Vivim en mig d’una revolució tecnològica que està afectant de ple a l’agricultura. El present projecte donarà una resposta empírica a un seguit de qüestions relacionades amb el camp utilitzant la tecnologia dels microcontroladors. En concret, veurem l’afectació de diferents factors i característiques (tipus de reg, ombres, tipus de vegetació...) sobre les variables climàtiques (temperatura, humitat, índex UV...) i analitzarem si aquestes variacions són significatives. Resoldrem els objectius mitjançant la construcció d’un dispositiu de mesura i emmagatzematge de variables atmosfèriques basat en Arduino. Aquest mòdul serà portàtil, de baix cost i estarà dotat d’un seguit de sensors que generaran una base de dades. S’estudiaran un seguit de punts sensibles a la parcel·la de l’EEABB d’on es recolliran dades. Posteriorment es tractaran i s’obtindran un seguit de mapes amb la informació enregistrada. En aquesta recerca s’ha pogut elaborar un dispositiu que compleix tots els requisits plantejats. Gràcies a aquesta eina de diagnosi, s’ha demostrat de forma empírica l’afectació que tenen les masses vegetals de l’exterior de la parcel·la, les quals creen petites zones amb una humitat i temperatura fora de la mitjana. En canvi, no s’ha apreciat diferències significatives a l’interior de la parcel·la tot i disposar de diferents sistemes de reg i ser cultius heterogenis. L’arquitectura del dispositiu està pensada per donar servei a nous objectius i projectes que es plantegin en un futur. Per això quasi la totalitat de components i sensors es poden substituir ajustant-se a nous requeriments. Aquesta filosofia fa d’aquest un sistema escalable, que no només pot ser útil per analitzar altres parcel·les, sinó que també s’adaptarà a les necessitats de cada usuari. Objectius de Desenvolupament Sostenible::2 - Fam zero Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables

Aquest projecte consisteix en el disseny i construcció d’un dispositiu similar a un rellotge de sobretaula però capaç d’accedir a diferents servidors web, per a facilitar certa informació d’aquests a l’usuari. Aquest aparell ha sigut programat amb l’entorn Arduino. Podem dividir el projecte en dues parts clarament diferenciades. La primera inclouria el disseny, el modelatge en 3D de l’aparell i la seva posterior manufactura. En canvi, la segona consisteix en la programació del nostre dispositiu, per a que sigui capaç de dur a terme certes funcions, que poden requerir de connexió a internet. S’ha fet el modelatge en 3D de la carcassa del nostre aparell, com de tots els elements que s’han d’acoblar en ella. Un cop garantit que l’acoblament era correcte, s’ha procedit a obtenir els seus plànols i s’ha manufacturat amb les mesures corresponents. El programari de CAD utilitzat ha sigut SolidWorks. Com hem comentat, la nostra màquina no només serà capaç de desenvolupar tasques típiques dels rellotges de sobretaula, sinó que podrà interactuar amb l’usuari per a proporcionar-li certa informació demanada. L’usuari mitjançant dos polsadors serà capaç de demanar aquestes dades, el primer polsador per variar el tipus de dades (canviar de menú) i el segon per canviar la informació proporcionada pel menú. El nostre dispositiu mostrarà aquesta informació en una pantalla LCD. El nostre rellotge disposarà de quatre menús diferents i en cadascun es desenvoluparà una funció diferent. Al primer menú es proporcionarà a l’usuari la data i l’hora. Al segon es mostrarà la previsió meteorològica de la nostra zona, també permet a l’usuari variar a quan correspon aquesta informació entre l’hora actual, al cap de tres o sis hores més de l’actual. La tercera funció correspondrà a la interacció entre el nostre aparell i la nostra agenda de Google, el qual mostrarà les tasques i esdeveniments que tinguem programats per a avui. En cas de tenir tasques programades, l’aparell representarà a la pantalla la primera tasca. L’usuari podrà sol·licitar veure la següent tasca mitjançant el segon botó. En cas que no restin més tasques per a mostrar, el nostre dispositiu ho indicarà i tornarà a carregar l’agenda. Per últim, el darrer menú permetrà fer canvis a la configuració del nostre dispositiu, definir l’hora de l’alarma, activar-la o desactivar-la i canviar la zona triada, tot mitjançant una aplicació per a mòbils. Evidentment, també és capaç de connectar-se al punt Wi-Fi triat i als servidors web amb els quals interacciona. Com hem comentat anteriorment, el nostre dispositiu es programa en entorn Arduino; no obstant, per al desenvolupament d’aquest projecte s’ha utilitzat programació en blocs a l’App Inventor, programari amb el qual hem fet la nostra aplicació per a mòbils. Hem interactuat amb diferents serveis de Google mitjançant Google Apps Script i s’han utilitzat dades en format JSON proporcionades per alguns servidors. A més hem generat aplicacions web, també amb Google Apps Script, tant per a generar respostes en text pla, que ens facilita l’obtenció de dades per part del nostre Arduino. Com per a generar enllaços que produeixen canvis al nostre full de càlcul de Google, utilitzat per a modificar valors guardats per part de la nostra aplicació per a mòbils

El document a continuació registra tot el procés realitzat per a construir la microarquitectura d’un microcontrolador totalment compatible amb el ja existent PicoBlaze del fabricant Xilinx. La intenció ha estat obtenir un disseny propi que sigui capaç de realitzar el mateix conjunt d’instruccions que el ja anomenat microcontrolador comercial. En aquest treball s’ha utilitzat llenguatge VHDL per a poder ser posteriorment emprat si es dona el cas en usos didàctics del laboratori de la universitat. La estructura i la metodologia escollides són les següents: Primer es defineixen una sèrie de conceptes necessaris per a entendre el procés seguit (sobre microcontroladors i la seva estructura), seguidament s’expliquen breument les eines i els programes emprats i es relata una petita investigació sobre microcontroladors semblants ja existents. Després es descriu pas a pas el disseny al complert del microcontrolador objectiu i es duen a terme una sèrie de proves de funcionament (mitjançant simulacions i una implementació física en FPGA) per a, finalment, realitzar un anàlisi econòmic i extreure unes conclusions generals. El documento a continuación registra todo el proceso realizado para construir la microarquitectura de un microcontrolador totalmente compatible con el ya existente PicoBlaze del fabricante Xilinx. La intención ha sido obtener un diseño propio que sea capaz de realizar el mismo conjunto de instrucciones que el ya nombrado microcontrolador comercial. En este trabajo se ha utilizado lenguaje VHDL para poder ser posteriormente empleado si se da el caso en usos didácticos del laboratorio de la universidad. La estructura y la metodología escogidas son las siguientes: Primero se definen una serie de conceptos necesarios para entender el proceso seguido (sobre microcontroladores y su estructura), seguidamente se explican brevemente las herramientas y los programas empleados y se relata una pequeña investigación sobre microcontroladores parecidos ya existentes. Luego se describe paso a paso el diseño al completo del microcontrolador objetivo y se producen una serie de pruebas de funcionamiento (mediante simulaciones y una implementación física en FPGA) para, finalmente, realizar un análisis económico y extraer unas conclusiones generales. The following document registers the whole process followed to build the microarquitecture of a fully compatible microcontroller with the already existing PicoBlaze from the maker Xilinx. The purpose has been to obtain a design of its own capable of accomplishing the same instruction set than the previously mentioned commercial microcontroller. VHDL has been the language used in this article in order to later be used if needed in didactic uses for the university’s laboratory. The chosen structure and methodology are the following: First a series of necessary concepts to understand the followed process are defined (about microcontrollers and their structure), followed by a brief explanation of the tools and programs used and a short investigation about similar existing microcontrollers. Then, step by step, the full process of designing the objective microcontroller is described. A series of functionality tests are made (using simulations and a physical implementation in a FPGA) in order to, finally, write an economic analysis and extract some general conclusions.

En aquest treball s’ha realitzat el disseny i les proves de funcionament per simulació d’un microcontrolador, capaç d’executar totes les instruccions del set d’instruccions AVR1 del fabricant de microcontroladors Atmel. Aquest disseny s’ha creat amb objectius didàctics, per tal de que estudiants puguin aprendre el funcionament intern d’un microcontrolador i el puguin provar fent servir instruccions d’un set d’instruccions comercial. El fet de que sigui un set d’instruccions comercial fa, que els estudiants, puguin posteriorment aplicar els coneixements adquirits en aquest entorn didàctic en la vida laboral. També, al tenir tota la documentació del disseny, les universitats el poden modificar, adaptant-lo a les seves necessitats. En el document, s’explica primerament que és un microprocessador, element principal d’un microcontrolador. Seguidament, s’explica que és un microcontrolador i alguns microcontroladors i microprocessadors disponibles al mercat i les seves característiques. Després d’això, es fa èmfasi en el disseny realitzat, explicant primerament les accions realitzades per cada una de les instruccions del set d’instruccions AVR1, explicant després el disseny del Datapath, (conjunt d’elements del microcontrolador capaços de realitzar les accions necessàries per poder executar totes les instruccions) i la unitat de control (element que gestiona quines accions fa en cada moment el Datapath, per tal de que l’execució de la instrucció es produeixi correctament). Explicant per últim, les proves realitzades per comprovar que el microcontrolador executa totes les instruccions del set AVR1 satisfactòriament. En este trabajo se ha realizado el diseño y las pruebas por simulación de un microcontrolador, capaz de ejecutar todas las instrucciones del set de instrucciones AVR1 del fabricante de microcontroladores Atmel. Este diseño se ha creado con objetivos didácticos, para que los estudiantes puedan aprender el funcionamiento interno de un microcontrolador y lo puedan probar usando instrucciones de un set de instrucciones comercial. El hecho de que sea un set de instrucciones comercial hace, que los estudiantes, puedan posteriormente aplicar los conocimientos adquiridos en este entorno didáctico en la vida laboral. También, al tener toda la documentación del diseño, las universidades lo pueden modificar, adaptándolo a sus necesidades. En el documento, se explica primeramente que es un microprocesador, elemento principal de un microcontrolador. Seguidamente, se explica que es un microcontrolador y algunos microcontroladores y microprocesadores disponibles en el mercado y sus características. Después de esto, se hace énfasis en el diseño realizado, explicando primeramente las acciones realizadas por cada una de las instrucciones del set de instrucciones AVR1, explicando después el diseño del Datapath, (conjunto de elementos del microcontrolador capaces de realizar las acciones necesarias para poder ejecutar todas las instrucciones) i la unidad de control (elemento que gestiona que acciones hace en cada momento el Datapath, para que la ejecución de la instrucción se produzca correctamente). Explicando por último las pruebas realizadas para comprobar que el microcontrolador ejecuta todas las instrucciones del set AVR1 satisfactoriamente. This project contains the design and operation tests via simulation of a microcontroller, capable of executing all of the instructions of the AVR1 instruction set by the microcontroller manufacturer Atmel. This design has been created with educational use in mind, so that students may learn the internal workings of a microcontroller and test it using instructions form a commercial instruction set. The fact that the instructions are from a commercial instruction set, means that the knowledge gained by the students while working with this microcontroller can be later applied to the workplace. Also, the fact that all the documentation regarding the design is available means that the universities can modify it to suit their needs. First on the document, there is the definition of a microprocessor, the main element in a microcontroller. Followed by the definition of microcontroller and finally some microcontrollers and microprocessors available on the market. Then, we focus on the design made, explaining first what each of the instructions of the AVR1 instruction set does, followed by an explanation of the Datapath, (set of elements capable of doing the necessary actions to be able to execute all the instructions) and the control unit (the element in charge of controlling which actions the Datapath does on each instance, to ensure that the execution of the instruction is completed correctly). Explaining lastly the tests made to check that the microcontroller executes correctly all the instructions form the AVR1 instruction set.

Aquest treball de fi de grau es basa en dissenyar un microprocessador que pugui executar el set d’instruccions AVR1, documentar el seu disseny i fer-lo fàcilment modificable per aplicacions específiques futures. Pertant, s’ha dissenyat i implementat un microprocessador RISC, dissenyant tant el Datapath com la Unitat de Control, s’ha convertit el disseny a codi VHDL i s’ha comprovat el funcionament del disseny mitjançant simulacions i implementant-lo en una FPGA Nexys4 DDR.

En aquest treball s’ha desenvolupat un sistema per tractar la informació guardada en un calendari i mostrar-la de forma visual en pantalles. Aquestes es trobaran a l’exterior dels espais on tenen lloc els esdeveniments programats en aquesta agenda. En el projecte es realitza la programació d’un microcontrolador que gestiona les dades i es mostra la informació més rellevant del calendari en les pantalles perquè pugui ser llegida de forma ràpida i entenedora. L’objectiu principal és permetre saber a un usuari, que necessita utilitzar una sala de forma imprevista, quines reserves hi ha a cada sala per poder decidir quina pot ocupar sense afectar a la resta d’usuaris que hagin reservat aquest espai de forma prèvia. També s’intenta aconseguir una millora de la comoditat a l’hora d’utilitzar els espais on es duen a terme els diferents esdeveniments; evitant possibles solapaments i errors en la gestió de les reserves. Aquest treball està centrat principalment en el programa, en el tractament de les dades extretes del calendari i en la gestió dels horaris de les aules per proporcionar un servei clar i ordenat. A més a més, es dóna un seguit de pautes de com utilitzar el sistema, de les possibilitats que ofereix i del significat dels elements (paraules o símbols) que apareixen en pantalla.

Aquest projecte és una proposta de tot un seguit de metodologies potencialment aplicables en el procés de recàrrega d’un vehicle elèctric amb el principal objectiu de reduir-ne el seu cost econòmic, tractant de no incidir en els hàbits d’utilització del vehicle per part del seu usuari. En primer lloc, es planteja la situació actual en matèria de recàrrega de vehicles elèctrics, les seves peculiaritats, avantatges i inconvenients, així com les normatives que ho regulen. Seguidament, i basant-se en les dades estadístiques que aporten diferents estudis i institucions públiques, es presenta un escenari d’ús típic del vehicle elèctric que servirà per justificar l’elecció de la tarifa elèctrica. A continuació, s’identifiquen un seguit d’oportunitats d’optimització del procés de càrrega que serviran com a punt de partida per definir les diferents propostes de resolució. Per últim, es plantegen i descriuen les propostes de millora en forma de metodologia que caldria aplicar per tal d’assolir l’objectiu de reducció del cost econòmic del procés de recàrrega. En aquest punt, es duen a terme alguns exemples pràctics per il·lustrar els avantatges dels models plantejats. Addicionalment a aquestes propostes, es presenta una idea de control de recàrrega amb l’objectiu de perllongar la vida útil de la bateria, fent ús d’alguns dels instruments utilitzats en les metodologies anteriors, que seria perfectament integrable en qualsevol de les propostes. Com a conclusió, es determina que s’han arribat a obtenir propostes amb una capacitat potencial de reducció del cost que suposa la recàrrega d’un vehicle elèctric que es podrien aplicar i adaptar a diferents escenaris. Aquestes propostes es consideren viables, factibles i suficientment robustes a les possibles modificacions legislatives.

En aquest projecte es realitza el disseny, la implementació i el muntatge d’una infraestructura viària a escala 1:24 per la qual es combinen l’electrònica, la mecànica i la programació. En termes d’electrònica, s’implementen diferents nodes (vehicle, circuit i aplicació per a PC) formats cadascun d’ells per un microcontrolador acompanyat de perifèrics. Perifèrics de naturalesa variada que s’encarregaran d’animar i dotar de funcionalitats els diferents nodes. En el cas del vehicle, funcions d’il·luminació, funcions de conducció amb acceleració-frenada progressiva, funció de nivell de bateria i funció de detecció d’obstacles. En el cas del circuit, el control dels diferents elements de gestió i la lectura de sensors per la localització del vehicle. En termes de mecànica, s’utilitza el disseny i la impressió 3D per tal de crear, en primer lloc, un sistema de direcció dual pel vehicle que permet una conducció en ambdós sentits (endavant i endarrere) i en segon lloc, la creació dels diferents elements de gestió de la infraestructura: desviaments, actuadors d’aturada i semàfor. En termes de programació, s’implementen els algoritmes de control i comunicació dels microcontroladors però també s’implementa una aplicació visual per a PC per realitzar la gestió i el monitoratge de la infraestructura.

En aquest document es presenta tot el codi realitzat pel projecte de final de grau titulat “Desenvolupament d’una unitat d’adquisició i monitoratge de dades per un vehicle”. Per descriure per complet tot el funcionament que es descriu a la memòria tècnica del sistema s’adjunta tot el firmware i el software inclòs al microcontrolador i les aplicacions. Per fer-ho, en aquest document hi ha tres codis diferents. En primer lloc, s’adjunta el codi que va inclòs dins del PIC, centre de l’adquisició de dades del sistema. En el codi s’integra la gestió de la comunicació amb tots els sensors, la visualització de totes les dades a la pantalla LCD o la transmissió de dades cap a altres dispositius. El llenguatge de programació d’aquest codi és CCS, un llenguatge que es basa en el codi C. Després, es presenta el codi de l’aplicació per a dispositiu mòbils Android desenvolupada amb MIT App Inventor. Aquesta és una plataforma que permet crear tot tipus d’aplicacions a través d’un codi de blocs. En aquest cas, s’exposen tots els blocs que donen una funcionalitat determinada dins de l’aplicació. També s’exposa el codi desenvolupat a través de l’aplicació Visual Studio Community, que permet desenvolupar una aplicació d’escriptori per a ordinador. En aquest cas, el codi es crea amb C#. Aquest codi es defineix com el codi C dirigit a objectes de Windows, on a través del codi creat suporten el funcionament dels objectes de Windows existents que permeten crear tota mena d’aplicacions. Per últim, a l’apartat 5 del document s’adjunta el diagrama de flux complet que descriu el funcionament del dispositiu

En aquest projecte es dissenya l’etapa analògica d’una etiqueta acústica, o en anglès conegut com TAG acústic, per poder realitzar el seguiment d’espècies marines. Per a fer-ho, s’ha focalitzat l’estudi a tota la part corresponent entre el transductor piezoelèctric i el microcontrolador. Per tal de demostrar el correcte funcionament del sistema, s’ha simulat el comportament que tindria el circuit sota unes condicions típicament de treball. A més, s’ha realitzat un estudi energètic que aproxima la potència necessària per una aplicació d’aquest tipus. Finalment, cal destacar que la part experimental no ha estat possible a causa a la pandèmia de COVID19. Tot i això, s’ha projectat una placa PCB, deixant en mans a qualsevol persona la possibilitat de muntar-la físicament i realitzar l’estudi pertinent. En este proyecto se diseña la etapa analógica de una etiqueta acústica, o en inglés conocido como TAG acústico, para poder realizar el seguimiento de especies marinas. Para hacerlo, se ha focalizado el estudio a toda la parte correspondiente entre el transductor piezoeléctrico y el microcontrolador. Con el fin de demostrar el correcto funcionamiento del sistema, se ha simulado el comportamiento que tendría el circuito bajo unas condiciones típicamente de trabajo. Además, se ha realizado un estudio energético que aproxima la potencia necesaria para una aplicación de este tipo. Finalmente, cabe destacar que la parte experimental no ha sido posible debido a la pandemia de la COVID-19. Sin embargo, se ha proyectado una placa PCB, dejando en manos a cualquier persona la posibilidad de montarla físicamente y realizar el estudio pertinente. In this project, the analog stage of an acoustic label, or known in English as an acoustic TAG, is designed to be able to monitor marine species. To do this, the study is focused on the entire corresponding part between the piezoelectric transducer and the microcontroller. In order to demonstrate the correct operation of the system, the behavior of the circuit under typically working conditions has been simulated. In addition, an energy study has been conducted that approximates the power required for such an application. Finally, it should be noted that manual manufacturing has not been possible due to the COVID-19 pandemic. However, a PCB board has been designed, leaving it up to anyone to physically assemble it and perform the relevant study

En els últims anys, veiem com més varietat de dispositius que utilitzem en el nostre dia a dia, són connectats a la xarxa per tal d'obtenir alguna utilitat d'aquesta. Aquest TFG pretén mostrar un exemple pràctic d'utilització del anomenat "Internet de les coses", on s'enginyarà un mètode de baix cost per poder connectar a la xarxa sistemes electrònics. Com a exemple, es dissenyarà i s'implementarà físicament un sistema d'adquisició i control de dades per a un hivernacle. El prototip dissenyat, constarà dels components, dispositius i algorismes, que permeten fer treballar un sistema electrònic clàssic, format per dispositius com un PIC, un LCD i una sèrie d'actuadors, amb una pàgina web com a eina de monitoratge i control de dades. Mitjançant un sistema Raspduino (una Arduino i una Raspberri) que utilitzarem com a servidor de la pàgina web i sistema de transmissió de dades, aquest sistema podrà fer dues accions típiques del "Internet de les coses", enviar dades al núvol i rebre dades del núvol, tot enfocat a una aplicació pràctica, un hivernacle intel·ligent.

El projecte consisteix a dissenyar la comunicació I2C del sensor de llum TCS-3200 amb un dispositiu de transmissió de dades Lopy 4 per tal de transferir dades d’intensitat de llum posteriorment via comunicació Lora al centre d’investigació ICS-ICM. El disseny d’aquesta transmissió es basa amb el sensor de llum TCS-3200 que envia una sèrie de polsos a una freqüència proporcional a la intensitat de llum cap al PIC 16F690, que emmagatzema aquestes dades i les envia en forma de valors de freqüència, mitjançant el bus I2C al microcontrolador Lopy 4. En aquest projecte es programa una comunicació I2C entre els dos microcontroladors, amb el PIC 16F690 com esclau, programat amb llenguatge C, i el Lopy 4 com a mestre, programat amb Python. Aquest disseny suposa treballar amb un altre tipus de sensor de llum, renunciant a treballar amb sensors de la família TCS o APDS que utilitzen la conversió digital de la freqüència i la comunicació I2C amb qualsevol microcontrolador. Els sensor del projecte és el model TCS-3200 que treballa amb la freqüència directa i pins configurables. El fet de treballar amb un PIC 16F690 suposa solucionar la problemàtica actual de treballar sensor amb Lopy 4 de tenir temps d’integració de 720 ms i poder ampliar aquest temps a minuts. A més, el PIC 16F690 permet modificar l’adreça de l’esclau fàcilment amb un registre anomenat SSPADD. La finalitat del projecte és plantejar un altre tipus de comunicació I2C que sigui més òptima i permeti adaptar els instruments actuals del projecte MONOCLE, un projecte a nivell europeu que té com a objectiu desenvolupar l’anomenada Ciència Ciutadana que consisteix a crear compromís de la ciutadana al manteniment dels espais naturals que ens envolten.

All the basic elements that make up an IoT communication technology are implemented: Microcontroller, Broker (MQTT), Backend (node.js) connected to a database and a Frontend (Web). The project is implemented with a device that intercepts the power supply, measuring the intensity and allowing the remote interruption from the front end. The structure is composed by a complete set of elements that allow the automated and remote control of a large group of homes Se implementan todos los elementos básicos que componen una tecnología de comunicación IoT: Microcontrolador, Broker (MQTT), Backend (node.js) connectado a una bases de dato y un Frontend (Web). El proyecto se implementa con un dispositivo que intercepta el suministro de corriente, midiendo la intensitat y permetent la interrupción remota desde el frontend. La estructura sirve para un conjunto completo de elementos que permiten la gestión automatizada y telecontrolada de un conjunto grande de viviendas S'implementen tots els elements bàsics que componen una tecnologia de comunicació IoT: Microcontrolador, Broker (MQTT), Backend (node.js) connectat a una bases de dades i un Frontend (Web). El projecte s'implementa amb un dispositiu que intercepta el subministrament de corrent, mesurant la intensitat i permetent la interrupció remota des del frontend. L'estructura serveix per un conjunt complert d'elements que permeten la gestió automatitzada i telecontrolada d'un conjunt gran de vivendes

This document presents the results of the participation in a multidisciplinary creative process. The project is based on the application of technology to the performing arts and digital scenery. As it is a very broad field, it focuses on experimenting with fog machines. This project is the result of a pilot test between the Institut del Teatre and the Technical University of Catalonia in order to find possible future synergies. Este documento presenta los resultador de la participación en un proceso creativo multidisciplinar. El proyecto se basa en la aplicación de la tecnología a las artes escénicas y la escenografía digital. Como es un campo muy amplio, se centra en la experimentación con máquinas de humo. Este proyecto nace fruto de una prueba piloto entre el Institut del Teatre y la Universidad Politécnica de Cataluña para encontrar posibles futuras sinergias. Aquest document presenta els resultats de la participació en un procés creatiu multidisciplinar. El projecte està basat en l'aplicació de la tecnologia a les arts escèniques i l'escenografia digital. Com que és un camp molt ampli, es centra en l'experimentació amb màquines de fum. Aquest projecte ha nascut fruit d'una prova pilot entre l'Institut del Teatre i la Universitat Politècnica de Catalunya per tal de trobar possibles futures sinergies.

2n Premi TIC Bages 2019 Award-winning

Microcontrollers are programmable integrated circuits designed to control any particular application. Nowadays are present in many of the electronic devices that surround us: at work, at home and in our life in general. They can be found by controlling the operation of mobiles, computers, tablets, TVs, smart clocks, etc. These are also the main control devices in low-energy sensing nodes applied to smart cities and intelligent buildings. The microcontrollers have integrated hardware modules (called peripherals) in the same chipandthatcanworksimultaneouslywiththeexecutionofinstructionsmadebytheCPU. One of these peripherals is the analog-digital converter (ADC) that has the function of converting an analog input voltage to digital data. This bachelor thesis is intended to study the energy consumption of these integrated ADCs. To do this study, two integrated converters will be presented in different commercial microcontrollers and different experiments will be carried out to measure their consumption. The power consumption of the two ADCs will be studied separately and later a comparison will be made. Finally, conclusions will be drawn on the most appropriate mode of operation (for example, in terms of working frequency of this peripheral) for a lowconsumption ADC conversion that allows, for example, increasing the life time of sensor nodes. Els microcontroladors son circuits integrats programables destinats a governar una apli- ´ cacio determinada. Aquests estan presents en molts dels dispositius electr ´ onics que ens ènvolten: a la feina, a casa nostra i en la nostra vida en general. Es poden trobar controlant el funcionament de mobils, ordinadors, tablets, TV, rellotges intel ` ·ligents, etc. Tambe s ´ onéls dispositius principals de control en nodes sensors de baix consum aplicats a ciutats i edificis intel·ligents. Els microcontroladors disposen de recursos hardware (anomenats periferics) integrats en èl mateix xip i que poden funcionar simultaniament amb l’execuci ` o d’instruccions feta per ´ la CPU. Un d’aquests periferics ` es el convertidor anal ´ ogic-digital (ADC) que t ` e la funci ´ o´ de convertir una tensio d’entrada anal ´ ogica en una dada digital. ` Aquest treball de final de grau esta destinat a estudiar el consum energ ` etic d’aquests ` ADC integrats. Per fer aquest estudi, es presentaran dos convertidors integrats en diferents microcontroladors comercials i es realitzaran diferents experiments per mesurar el seu consum. S’estudiara el consum d’energia dels dos convertidors ADC per separat i ` posteriorment es fara una comparativa. Finalment s’extrauran conclusions sobre el mode ` de funcionament mes adequat (per exemple, en quant a la freq ´ u¨encia de treball) per ob- ` tenir una conversio ADC de baix consum que permeti, per exemple allargar el temps de ´ vida de nodes sensors

The aim of this thesis is to design a Cuk converter in order to power an electrical motor and incorporate a PID control to regulate its operation. This controller is an Adrunio UNO, which is a microcontroller board based on the ATmega328P. The process is detailed step by step and these pages try to explain how the circuit can be assembled in the clearest possible way. The thesis includes the programs and the necessary schemes to build the circuit again. The branch of engineering that appear in this thesis are power electronics, control systems and computer science.

La present memòria descriu el disseny, programació i elaboració d'un artefacte que simula un orgue de tubs d'aspecte fantasmagòric. Aquest, disposa d'un microcontrolador que fa sonar una peça musical i controla la il·luminació dels tubs de manera concordant. A la primera part del projecte, es decideixen les funcions del prototip, les característiques que ha de tenir l'orgue fantasmagòric i l'elecció de perifèrics i components necessaris; com per exemple la família del microcontrolador, el nombre de tubs, el material de l'estructura i el component encarregat de reproduir el so. A continuació, es descriu la solució adoptada on s'explica el funcionament, el circuit electrònic, el conjunt de components utilitzats i els diferents processos de mecanitzat utilitzats durant la conformació de l'artefacte. Finalment, es detalla la programació del microcontrolador. S'exposa el mètode de transcripció de partitures que s'ha dut a terme i l'emmagatzematge de les dades obtingudes de la partitura i s'explica detalladament el codi de programa i la funció que realitza cada fragment de codi.

Disseny, implementació i test d'un sistema d'adquisició de baix cost, consum i dimensions que formarà part d'un sistema wearable per a aplicació al monitoratge d'activitats esportives. Es divideix en dos paquets, hardware i software i aquest TFG cobrirà la part de software. Elite athletes take part in races or trainings that are very long; they can last up to days. It is very important to have all the data always controlled because by studying it, it can improve the performance of the athlete, control that the resting is correct and avoid overexertion. Even with a good study it is possible to determine if the athlete has risk of suffering a cardiac arrest. The portable measurement system for athletes uses wearable technology. This technology is very common today to monitor vital signs and other interesting data. This system consists of 2 boards. One includes the microcontroller and the other one includes the following sensors: GPS, accelerometer, light, heart rate, skin and ambient temperature and altimeter. The communication will be done with a BLE module (low-power Bluetooth) and a micro SD card. The work has been carried out by developing three prototypes. The first one is used to study the data and determine the requirements. The second one allows making the first tests to obtain real data and the last one, of smaller dimensions, offers a "wearable" solution that can be used by elite athletes. This TFG has been made together with the TFG of Àlex Montalbán Fuster that contains the software development. Las carreras o entrenamientos que realizan los deportistas de élite son de larga durada, incluso de días. Es muy importante tener controlados todos los datos en todo momento ya que realizando estudios sobre estos, puede mejorar el rendimiento del deportista, controlar que descanse correctamente y evitar sobreesfuerzos. Incluso con un buen estudio se puede determinar si el deportista puede sufrir paradas cardíacas. El sistema de medida portable para deportistas, es decir, la tecnología "wearable", es muy común hoy en día en la monitorización de las constantes y otros datos de interés. Este sistema contiene dos placas. Una para el micro controlador y la otra forma el conjunto de sensores siguientes: GPS, acelerómetro, luz, ritmo cardíaco, temperatura corporal y ambiente y altímetro. La comunicación se hará con un módulo BLE (Bluetooth de bajo consumo) y una tarjeta micro SD. El trabajo se ha hecho mediante la realización de tres prototipos. El primero sirve para estudiar los datos y determinar los requerimientos. El segundo permite hacer las primeras pruebas para obtener datos reales y el final, de dimensiones más reducidas, ofrece una solución "wearable" capaz de ser utilizada por deportistas de élite. Este TFG se ha hecho conjuntamente con el TFG del Alex Montalbán Fuster que contiene el desarrollo Hardware. Les curses o entrenaments que realitzen els esportistes d'elit són de llarga durada, inclús de dies. És molt important tenir controlades totes les dades en tot moment, ja que realitzant estudis sobre aquestes, pot millorar el rendiment de l'esportista, controlar que descansi correctament i evitar sobreesforços. Inclús amb un bon estudi es pot determinar si l'esportista té risc de patir parades cardíaques. El sistema de mesura portable per esportistes, és a dir, la tecnologia "wearable", és molt comú avui en dia alhora de monitoritzar les seves constants vitals i altres dades d'interès. Aquest sistema disposarà de dues plaques. Una pel microcontrolador i l'altra la formarà el conjunt de sensors següents: GPS, acceleròmetre, llum, ritme cardíac, temperatura cutània i ambient i altímetre. La comunicació es farà amb un mòdul BLE (Bluetooth de baix consum) i una targeta microSD. El treball s'ha dut a terme mitjançant la realització de tres prototips. El primer serveix per estudiar les dades i determinar els requeriments. El segon permet fer les primeres proves per obtenir dades reals i el final, de dimensions més reduïdes, ofereix una solució "wearable" capaç de ser utilitzada per esportistes d'elit. Aquest TFG s'ha fet conjuntament amb el TFG de l'Àlex Montalbán Fuster que conté el desenvolupament Hardware.

In this document it is explained the procedure followed when performing a project where a new communication protocol between a PIC and a smartphone which allows programming some timers with three different modes of settings possible is implemented, all this at a very low cost, less than 1eur En aquest document s'explica el procediment seguit a l'hora de realitzar un projecte on s'implementa un nou protocol de comunicació entre un PIC i un smartphone que permet programar diversos temporitzadors amb tres modes de configuració possibles, tot això a un cost molt baix, inferior a 1eur. En este documento se explica el procedimiento seguido a la hora de realizar un proyecto donde se implementa un nuevo protocolo de comunicación entre un PIC y un Smartphone que permite programar varios temporizadores con tres modos de configuración posibles, todo esto a un coste muy bajo, inferior a 1eur

Aquest projecte consisteix en el disseny d’un variador de freqüència des d’un punt de vista modular, en el qual separem en tres etapes diferents el seu desenvolupament. Aquestes consisteixen en una primera etapa per a la rectificació de corrent alterna monofàsica a corrent contínua (Bus contínua), una segona etapa dedicada a l’inversor per a l’alimentació d’un motor trifàsic de corrent alterna -incloses les adaptacions necessàries per a les senyals dirigides al control-, i una última etapa de control que consisteix en un conjunt d’eines de desenvolupament ja establert que pot ser monitoritzat en un PC, des del qual podem controlar els diferents paràmetres per aconseguir la variació de freqüència, el canvi de sentit, per a un motor de 750W.

Aquest projecte consisteix en el disseny i la construcció de dos sistemes electrònics, basats en un microcontrolador PIC, que identifiquen el color d’objectes. Els dos sistemes capten el feix de llum reflectit per l’objecte mitjançant un sensor de color, però la diferència entre ells és que en un sistema la informació del color es llegeix en un dispositiu mòbil amb sistema operatiu Android i a l’altre, en canvi, en un dispositiu LCD. Pel que fa al sistema amb el dispositiu mòbil, a part d’identificar el color captat, també és capaç de generar un color de components seleccionades per l’usuari en un LED RGB (format per tres díodes emissors de llum, un de vermell, un de verd i un de blau,en un mateix encapsulat). La comunicació entre el sistema i el dispositiu mòbil es realitza mitjançant tecnologia Bluetooth. S’ha desenvolupat una aplicació Android per controlar aquest sistema, es tracta d’una interfície perquè qualsevol usuari la pugui utilitzar. Per altra banda, el segon sistema conté dispositiu LCD, i com en l’altre sistema, també genera un color en un LED RGB, però en aquest cas no un qualsevol sinó que reprodueix el captat pel sensor. En aquest sistema s’introdueix un polsador per controlar quan s’encén el díode. Per als dos sistemes, la programació del microcontrolador s’ha realitzat amb el llenguatge C i s’ha realitzat un programa per sistema. En cadascun d’ells s’han programat totes les funcions que té el sistema corresponent. Així doncs, en aquest document es detallen els components que s’han utilitzat per a la realització d’ambdós sistemes, així com els passos que s’han seguit per implementar-los. També s’explica la programació d’aquests, tant la dels microcontroladors com la de l’aplicació Android utilitzada pel funcionament del sistema amb el dispositiu mòbil.

El document que trobareu a continuació descriu el procés seguit per al disseny, fabricació i validació d’una electrònica de control desenvolupada per a la maqueta estructural de les classes de pràctiques de l’assignatura “Anàlisi Estructural Avançat” del Màster Universitari en Enginyeria Industrial de l’ETSEIB. L’aplicació desenvolupada basada en el microcontrolador PIC18F4520 consisteix en el control de la velocitat del motor pas a pas de la maqueta de l’estructura a través d’un telèfon intel·ligent o smartphone via Bluetooth, la visualització d’aquesta en temps real i l’avís d’alarmes de sobre temperatura i sobre càrrega. El treball inclou tant la part del disseny teòric com la implementació pràctica. El present treball s’ha realitzat de manera modular per tal de simplificar i facilitar el desenvolupament del sistema, alhora que per facilitar una possible ampliació d’aquest en futurs treballs de fi de grau. El bloc corresponent al desenvolupament del hardware inclou la justificació del material, el disseny, l’assemblatge i la validació. Pel que fa al software, l’estructura de treball s’ha dividit en dues parts: la programació del microcontrolador en C i del smartphone en Basic for Android (B4A).

In this document it is explained the procedure followed when performing a project where a new communication protocol between a PIC and a smartphone which allows programming some timers with three different modes of settings possible is implemented, all this at a very low cost, less than 1eur En aquest document s'explica el procediment seguit a l'hora de realitzar un projecte on s'implementa un nou protocol de comunicació entre un PIC i un smartphone que permet programar diversos temporitzadors amb tres modes de configuració possibles, tot això a un cost molt baix, inferior a 1eur. En este documento se explica el procedimiento seguido a la hora de realizar un proyecto donde se implementa un nuevo protocolo de comunicación entre un PIC y un Smartphone que permite programar varios temporizadores con tres modos de configuración posibles, todo esto a un coste muy bajo, inferior a 1eur

En aquest Treball de Fi de Grau (TFG) s’ha fusionat, mitjançant tècniques de pensament lateral, la tecnologia i la dansa, dos mons aparentment inconnexos. En concret s'ha volgut donar un gir a la idea de ballet clàssic tal i com s’entén actualment i s’ha volgut modernitzar incorporant efectes de llum en el vestuari. Primer es farà una introducció explicant la motivació per realitzar aquest projecte, quins objectius s’han fixat i l’abast d’aquest. Seguidament s’introdueix al lector al món de la tecnologia vestible, els primers projectes duts a terme i a la gran varietat de projectes que aquest sector pot arribar a abastar. A continuació s’explicarà el disseny del projecte, els components que el formen, el circuit elèctric necessari i el posterior muntatge del projecte. També es comentaran les funcions que s’han utilitzat per tal de programar el microcontrolador. Es presentarà el pressupost del projecte, tant del cost de les hores invertides com el dels components i eines utilitzats per la creació del prototipus, amb el qual es pot arribar a definir la viabilitat de posar a la venda aquesta indumentària per a futurs espectacles de ballet. Per últim es farà un estudi de l’impacte mediambiental i es finalitzarà amb les conclusions i agraïments.

Aquest projecte té com a objectiu final el desenvolupament d’un aparell que faci la funció de terminal d’examen. És a dir, el prototip obtingut ha de ser un conjunt de dispositiu i pantalla a on es pugui gravar un programa que permeti realitzar exàmens tipus test. El plantejament del present treball inclou tant el desenvolupament de la part hardware, que implica escollir la tecnologia més adient per aquest propòsit (model de placa programable i mòduls addicionals), com ara la part de software, que implica escriure un codi amb les instruccions per executar tot l’examen. En referència a l’aspecte del hardware, s’estudien les diverses tecnologies disponibles per aquesta tasca: models de placa programable, bateries, mides de pantalla, mòduls de connexió via WIFI i xip controlador si s’escau. S’elegeix finalment, després de sospesar diversos criteris, el model 4Duino que integra junt amb la placa programable el mòdul WIFI i la pantalla. A més, cal adquirir altres eines per a la programació de la placa. També es dissenya una carcassa on introduir els components un cop assemblats. La interfície gràfica amb que interactua l’usuari ha d’oferir-li la possibilitat d’identificar-se, contestar còmodament un examen de respostes múltiples i enviar les dades introduïdes a un servidor de xarxa corresponent. El model te tecnologia emprada, 4Duino, proporciona un software lliure (Workshop 4) que facilitat la programació de l’aparell ja que ofereix un ampli ventall d’opcions gràfiques i permet escriure un codi que tracta el xip processador i el xip que controla els gràfics de la pantalla com un sol. A més es disposa en la xarxa d’una àmplia documentació sobre l’ús de l’aparell (llibreries, exemples i tutorials) que han sigut d’ajuda durant l’aprenentatge de la programació. Posteriorment, s’ha desenvolupat el codi que permet, en diferents fases, introduir el DNI, introduir el codi de la prova, contestar el test, crear un missatge amb les dades de la prova en un format que s’adequa al protocol de comunicacions amb el servidor, connectar-se al WIFI i al servidor i finalment, enviar aquest missatge. També s’ha creat un servidor al què enviar les dades de l’examen, tot estudiant els protocols necessaris per la comunicació entre els dos equips. Les dades enviades es tracten per ser presentades en un fitxer de text amb extensió “txt”. Durant el present projecte s’ha valorat a més l’impacte mediambiental del procés i el pressupost del treball. Finalment, s’ha obtingut el prototip i després de realitzar simulacions d’examen tipus test sobre ell, es considera que el resultat s’adequa a les funcions requerides en els objectius.

The idea of a two-wheeled inverted pendulum or self-balancing robot has appeared in the last years and has attracted interest from control theory researchers due to its unstable nature. This work has as main objective the design and implementation of an educational model based on a self-balancing robot, designed for the students of Digital Control Software-Based Applications to enlarge the knowledge of control, having the possibility of working with a physical model and test control algorithms. To stay upright, the self-balancing robot needs to estimate its angle with the vertical, this information is processed by the control stage to properly manage the motors and get the robot swing. The system is also able to control the linear position of the robot. The model is ready to interact with a computer, modifying control parameters and displaying the behaviour of internal variables of the robot. In the project, a mathematical model of the self-balancing robot is derived using Newton laws and the suitability of different controllers are analysed in the system: PID, incremental PID, cascade PID, pole placement and LQR. La idea de un péndulo invertido de dos ruedas o Self-Balancing Robot ha surgido en los últimos años y ha despertado el interés de muchos investigadores de teoría de control de todo el mundo por su naturaleza inestable. Este trabajo tiene como principal objetivo el diseño y la implementación de una maqueta didáctica basada en un Self-Balancing Robot, para que los alumnos del seminario de Software-Based Digital Control Applications puedan profundizar en los conocimientos de control, teniendo la posibilidad de trabajar con una maqueta física y poder ensayar en ella diferentes algoritmos de control. Para que el Self-Balancing Robot se mantenga en posición vertical, necesita estimar su ángulo con la vertical, esta información es procesada por la etapa de control para gestionar adecuadamente los motores y así conseguir que el robot se balancee. El sistema también es capaz de controlar la posición lineal del robot además del ángulo. La maqueta está preparada para poder interactuar con ella desde el ordenador, modificando parámetros de control y visualizando el comportamiento de las variables internas del robot. Se ha deducido el modelo matemático del Self-Balancing Robot a partir de las leyes de Newton y se ha analizado la aptitud de diferentes controladores para estabilizar el sistema: PID, PID incremental, PID en cascada, Pole Placement y LQR. La idea d’un pèndol invertit de dues rodes o Self-Balacing Robot ha sorgit en els últims anys i ha despertat l'interès de molts investigadors de teoria de control de tot el món per la seva naturalesa inestable. Aquest treball té com a principal objectiu el disseny i la implementació d’una maqueta didàctica basada en un Self-Balancing Robot, per a què els alumnes del seminari de Software-Based Digital Control Applications puguin aprofundir en els coneixements de control, tenint la possibilitat de treballar amb una maqueta física i poder assajar en ella diferents algoritmes de control. Per a què el Self-Balancing Robot es mantingui en posició vertical, necessita estimar el seu angle amb la vertical, aquesta informació és processada per l’etapa de control per gestionar adequadament els motors i així aconseguir que el robot es balancegi. El sistema també és capaç de controlar la posició lineal del robot a més a més de l’angle. La maqueta està preparada per poder interactuar amb ella des de l’ordinador, modificant paràmetres del control i visualitzant el comportament de les variables internes del robot. S’ha deduït el model matemàtic del Self-Balancing Robot a partir de les lleis de Newton i s’ha analitzat l’aptitud de diferents controladors per a estabilitzar el sistema: PID, PID incremental, PID en cascada, Pole Placement i LQR.

Aquest projecte té com a objectiu el disseny i implementació d'un display basat en persistència de visió, el qual utilitza moviment per tal d'activar-se i detectar el moment adequat per re-dibuixar el text mostrat. El display es basa en una barra allargada, amb un acceleròmetre en un extrem, i una tira de leds en part de la seva llargada. Els components electrònics són muntats en una placa de circuit imprès i controlats per un microcontrolador tipus Arduino, el qual inclou un mòdul Bluetooth, permetent que el text es pugui canviar enviat missatges via Bluetooth. Aquest document parla sobre les principals alternatives pel que fa a displays basats en persistència de visió, principalment els displays giratoris. A continuació, les diferències amb aquests s'enumeren. Finalment, les varies tecnologies utilitzades en el projecte són explicades, per tal d'introduir antecedents. La següent part cobreix extensivament el disseny i implementació del dispositiu, començant amb una descripció general i continuant amb l'explicació tant del hardware com del software que composen el projecte L'última part del document inclou tot el codi font escrit específicament pel projecte.

Aquest projecte es basa en el disseny d’una maqueta autònoma per ajudar a decidir la viabilitat d’una instal·lació d’energies renovables en una ubicació concreta. El projecte es focalitza en l’estudi de l’energia eòlica i solar. La maqueta està formada per un sistema enquestat amb un petit aerogenerador i una cel·la solar. Aquesta es dedica a recollir informació dels sensors durant un període de temps. El projecte està dividit en dues parts. La primera part, i més important, consisteix en l’elaboració pràctica de la part de la maqueta encarregada de recollir informació dels sensors mitjançant dues plataformes; arduino i labwindows. La segona part es basa en l’estudi teòric de proporcionar total autonomia a la maqueta pel que fa a l’alimentació de la placa d’adquisició de dades i a la connexió sense fils de la maqueta amb el PC receptor

Disseny i realització d'un sistema de control per a l'equip de cloració de piscines, amb enllaç ràdio zigbee

Current industrial scenario provides many applications and studies for inverted pendulum control but there is none for rocking control of a simple pendulum. This project will focus on the specific application of a rocker device aimed to provide automatic balance to furniture elements such as hammocks, cradles, seesaws, swings, etc. Finally, we will work on the design of a prototype and its optimization for industrial manufacturing. En l'actual panorama industrial trobem multitud d'aplicacions i estudis per al control del pèndul invertit però no n'hi ha cap per al control del balanceig d'un pèndul simple. L'aplicació que pot tenir aquest dispositiu i en el que es centrarà aquest treball és la de proveir d'un balanceig automàtic a elements de mobiliari que pendulin com ara hamaques, bressols, balancins, gronxadors, etc. L'objectiu d'aquest treball és el de dissenyar i optimitzar industrialment un producte comercial per a gronxar elements de mobiliari. En el actual panorama industrial encontramos multitud de aplicaciones y estudios para el control del péndulo invertido pero no hay ninguno para el control del balanceo de un péndulo simple. La aplicación que puede tener este dispositivo y en el que se centrará este trabajo es la de proveer de un balanceo automático a elementos de mobiliario que oscilan como hamacas, cunas, balancines, columpios, etc. El objetivo de este trabajo es el de diseñar y optimizar industrialmente un producto comercial para mecer elementos de mobiliario.

L'esgrima té una llarga tradició des del seus orígens on s'utilitzava en duels per resoldre disputes. En el món modern, s'ha convertit en un esport refinat que es concentra en la tàctica i l'habilitat de pensar ràpid sota pressió. L'esport ha format part de les olimpíades des dels seus inicis i ha anat evolucionant per afegir els diferents estils de sabre, floret i espasa. En les competicions modernes, al tractar-se d'un esport de precisió, s'utilitzen equips que ajuden a detectar els tocats per facilitar la feina als àrbitres a l'hora de decidir qui és el guanyador. Recentment estan proliferant els sistemes de detecció sense fils que incorporen millores tecnològiques per fer que els esportistes puguin practicar l'esport amb més comoditat. L'objectiu del present projecte ha estat dissenyar un sistema capaç de posar sota test equips destinats a la detecció de tocats en l'esport de l'esgrima, tant els que utilitzen cables com els que funcionen sense fils. Aquest sistema pot ser utilitzat per mesurar els temps dels tocats i verificar si compleixen les normatives per poder ser homologats. Sens dubte, disposar d'un aparell d'aquestes característiques serà una eina útil per al desenvolupament de nous equips de detecció de tocats. S'ha realitzat un prototipus demostratiu que incorpora uns actuadors que simulen els tocats dels tiradors realitzats en un combat, uns sensors de llum que recullen les indicacions que dóna el sistema sota test, i un sistema microcontrolador basat en la plataforma Arduino per processar tots els senyals. El sistema inclou connectors estàndard per als mòduls dels tiradors i una connexió USB per comunicar l‟Arduino amb un ordinador, des d'on s'enviaran les instruccions per als tests. Per facilitar la realització dels diferents tests, s'ha dissenyat una interfície gràfica des d'on l'usuari pot introduir múltiples paràmetres d'intervals de temps i modalitats per personalitzar les proves tenint en compte les seves necessitats. Finalment, el sistema s'ha posat en pràctica per comprovar el seu correcte funcionament utilitzant un equipament de detecció de tocats sense fils. El sistema ha sigut capaç de detectar els temps de resposta per als tocats simples així com tocats dobles (empats) amb èxit i ha pogut determinar el marge d'error d'un equip en desenvolupament.

A tot el món hi ha una gran quantitat de sensors i aquests s’utilitzen per molts usos diferents. Podem trobar sensors dintre d’un cotxe, als avions, a qualsevol aparell domèstic, fins i tot dintre el ser humà. No obstant, tots ells tenen en comú que es troben mesurant alguna magnitud especifica i a més, tots necessiten d’una interacció amb algú que vol conèixer el que es troben mesurant, ja que si no perdrien la seva funció. Per tant podríem dir que els sensors són un medi per interactuar amb el món exterior. Si observem un avió podem assegurar que un dels elements més importants són els turboreactors ja que sense ells un avió no es propulsaria. Com tot aparell, els turboreactors han passat per un procés de disseny i de testeig on podem estar segurs que trobaríem un gran nombre de sensors ens aquest processos. Concretament aquest document es centra en especificar i en la implementació d’un sistema que permeti recollir les dades d’un conjunt de sensors que es troben dintre de les pales dels rotors d’un avió. Per tant, aquesta eina pretén ajudar en els processos de disseny i testeig dels turboreactors per aconseguir una optimització de les pales per poder aconseguir millorar la eficiència dels turboreactors i així aconseguir un estalvi de carburant als avions. El sistema, descrit en aquesta tesis, consisteix en tres parts: 1. La interfície que es comunica amb el sensor (FEB), que porta a terme les funcions de control i adquisició de dades. 2. La interfície intermedi (IB), que controla un grup de sensors, guarda dades i les transmet a l’usuari. 3. La interfície gràfica d’usuari (GUI), la qual ajuda a facilitar la interacció de l’usuari amb el sistema. Aquest document s’estructura de la següent forma: Al capítol 1 es descriu la motivació i els objectius d’aquest projecte, a més a més de la proposta de disseny i les especificacions. El capítol 2 es centra en definir les bases del disseny de la interfície intermedi que parla amb els grup de sensors. El capítol 3 parla de la implementació de la interfície intermedi. Al capítol 4 descriu el muntatge i els processos de verificació de la interfície intermedi. Capítol 5 parla de la implementació de l’aplicació que l’usuari utilitzarà per comunicarse amb la interfície intermedi. El capítol 6 descriu els passos que s’han portat a terme per verificar l’aplicació de l’usuari. Capítol 7 es centra en el disseny i muntatge del sistema tancat que aquest projecte intenta muntar per controlar el conjunt de sensors. El capítol 8 descriu les eines de test i verificació del sistema final. Finalment, el capítol 9 conté un resum de les conclusions d’aquest projecte i proporciona suggeriments per realitzar millores. En todo el mundo hay una gran cantidad de sensores y son utilizados para usos diferentes. Se pueden encontrar sensores dentro de un coche, en los aviones, en cualquier aparato doméstico e incluso dentro del ser humano. Sin embargo, todos ellos tienen en común que se encuentran midiendo alguna magnitud concreta y además, todos ellos necesitan de una interacción con algo quiere conocer lo que se encuentran midiendo, ya que sino perderían su función. Por lo tanto podríamos decir que los sensores son un medio para interactuar con el mundo exterior. Si observamos un avión podemos asegurar que uno de los elementos más importantes son los turborreactores ya que sin ellos un avión no se propulsaría. Los turborreactores, como cualquier aparato, han pasado por un proceso de diseño y de testeo donde se puede asegurar que encontramos un gran número de sensores en estos procesos. Este documento se centra en especificar y en la implementación de un sistema que permita recoger los datos de un conjunto de sensores que se encuentran dentro de las palas de los rotores de un avión. Por lo tanto, esta herramienta pretende ayudar en los procesos de diseño y testeo de los turborreactores para conseguir una optimización de las palas para mejorar la eficiencia de los turborreactores y así conseguir un ahorro de carburante. El sistema, que se describe en esta tesis, consiste en tres partes: 1. La interfaz que se comunica con los sensores (FEB), que se centra en las funciones de control y adquisición de datos. 2. La interfaz intermedia (IB), que controla un conjunto de sensores, guarda los datos y los transmite al usuario. 3. La interfaz gráfica de usuario (GUI), que intenta facilitar la interacción del usuario con el sistema. Este documento se estructura de la siguiente manera: El capítulo 1 describe la motivación y los objetivos de este proyecto, además de la propuesta de diseño y las especificaciones. Capítulo 2 se centra en definir las bases del diseño de la interfaz intermedia que habla con el conjunto de sensores. El capítulo 3 habla de la implementación de la interfaz intermedia. Capítulo 4 describe el montaje y los procesos de verificación de la interfaz intermedia. Capítulo 5 se centra en la implementación del programa que el usuario utilizará para comunicarse con la interfaz intermedia. El capítulo 6 describe los pasos que se han llevado a cabo para verificar el programa. Capítulo 7 se centra en el diseño y montaje del sistema cerrado que este proyecto intenta montar para controlar los sensores. Capítulo 8 describe las herramientas de testeo y verificación del sistema final. Finalmente, el capítulo 9 contiene un resumen de las conclusiones de este proyecto y propone sugerencias para realizar mejoras. Around the world there are a lot of sensors and they are used for different uses. Sensors can be found inside cars, on airplanes, in any domestic appliances or even within the human body. However, they all have in common that they are measuring any specific magnitude and they need also interaction with something that want to know what it are measuring, otherwise sensors lose their function. Thus, we could say that sensors are a means to interact with the outside world. If we see a plane, we can ensure that one of the most important elements is the turbojet because without them it will not be propelled. Turbojets, like any machine, have gone through a process of designing and testing where you can ensure that we find a large number of sensors in these processes. This document focuses on specifying and implementing a system to collect data from a set of sensors located inside the rotor blades of an aircraft. Therefore, this tool aims to help in the process of design and testing of the turbojet to achieve an optimization of the blades to improve the efficiency of turbojets and thus get fuel savings. The system, described in this thesis, consists of three parts: 1. The communication interface with the sensors (FEB), which focuses on control functions and data acquisition. 2. The intermediate interface (IB), which controls a set of sensors, stores the data and transmits it to the user. 3. The graphical user interface (GUI), which aims to facilitate user interaction with the system. This document is structured as follows: Chapter 1 describes the motivation and objectives of this project, in addition to the proposed design and specifications. Chapter 2 focuses on defining the basis of the design of the intermediate interface that it talks with the sensor array. Chapter 3 discusses the implementation of the intermediate interface. Chapter 4 describes the assembly and verification processes of the intermediate interface. Chapter 5 focuses on the implementation of the program that the user will use to communicate with the intermediate interface. Chapter 6 describes the steps that have been carried out to verify the program. Chapter 7 focuses on the design and assembly closed this project tries to mount sensors to control system. Chapter 8 describes the testing tools and verification of the final system. Finally, Chapter 9 contains a summary of the conclusions of this project and makes suggestions for improvements.

En el projecte “Instal·lació d’un Home Cinema amb un sistema domòtic” s’analitza el procés a seguir per tal de crear, programar i instal·lar un Home Cinema de qualitat a partir d’un cas pràctic. El projecte s’ha dividit en tres grans blocs. D’entrada, per tal d’aconseguir que el Home Cinema es catalogui com a domòtic s’haurà de tenir un control extern de cadascun dels dispositius, fet que s’aconseguirà gracies a un controladors. Aquests permetran a l’usuari, amb només un clic, crear diferents ambients a l’interior de la sala jugant amb la lluminositat i el control dels diferents dispositius que conformen el Home Cinema. Per tal d’oferir a l’usuari diferents ambients a l’interior de la sala es requerirà una programació prèvia. Lutron ens permetrà crear diferents escenes que controlaran la lluminositat; per altra banda amb Control 4 es podrà controlar la resta dels dispositius. Per tal de simplificar l’experiència d’usuari i no treballar amb dues plataformes, Control 4 ofereix la possibilitat de controlar altres sistemes, i un d’ells és Lutron. En el segon bloc es tracta un dels aspectes més importants per tal de determinar la qualitat d’un Home Cinema, el so. Gràcies a l’estudi de les ones sonores mecàniques emeses pels diferents altaveus se n’ha pogut determinar la col·locació a l’interior de la sala per tal que no es produeixin efectes negatius, com pot ser una interferència destructiva. També s’han analitzat quines són les millores que es poden aplicar, ja siguin aïllaments o accessoris de condicionament acústic, per tal d’evitar les reflexions, el defecte principal de les sales petites. L’últim gran bloc és la construcció pròpiament dita del Home Cinema, aplicant els dos blocs tractats anteriorment. Presenta uns plànols amb informació detallada de la distribució del mobiliari que ens permetin fer tan real com sigui possible la futura aplicació d’aquest Home Cinema. Així doncs aquest projecte abasta des de diferents punts de vista tot el procés per dissenyar, instal·lar i gaudir d’un bon Home Cinema.